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    單倍體育種

    發表時間:2022/10/13 23:07:29  瀏覽次數:1911  
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    單倍體育種 haploid breeding

    通過單體培育形成純系的植物育種方法。即利用花藥培養等方法誘導產生單倍體,并使其單一的染色體各自加倍成對,成為有活力、能正常結實的純合體,從而選育出新的品種。

    植物體細胞包含兩套染色體,分別來自雌雄配子,因而染色體數是成雙(2n)的。單倍體則是具有配子體染色體組成、只含體細胞染色體數的一半(n)的植物體。

    有的植物如普通小麥的體細胞染色體數為42,是由6個每組染色體基數為7的染色體組(6x)組成的。它的染色體倍數性是六倍體,由其配子誘導產生的植株實際上是三倍體,但仍習慣稱之為單倍體或多倍單倍體。單倍體植株不能正常結實。

    1.單倍體的產生

    大體有以下兩種途徑:

    1.1.體內發生

    即從胚囊內產生單倍體。這包括:

    ①自發產生。與多胚現象常有聯系,如油菜和亞麻的雙胚苗中經常出現單倍體,可能是由溫度驟變或異種、異屬花粉的刺激引起。

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    ②假受精。即雌配子或雌性細胞經花粉或雄核刺激后未受精而產生的單倍體植株。如玉米品種間雜交,馬鈴薯、苜蓿、煙草和楊樹的種間雜交等都有此現象。

    ③半受精。雌雄配子都參加胚胎發生,但不發生核融合,因而產生具父母本來源的嵌合植株,這曾在棉花中發現過。

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    ④雄核發育或孤雄生殖。

    卵細胞不受精,卵核消失,或卵細胞受精前失活,由精核在卵細胞內單獨發育成單倍體,因此只含有一套雄配子染色體。這類單倍體的發生頻率很低。

    ⑤雌核發育或孤雌生殖。精核進入卵細胞后未與卵核融合而退化,卵核未經受精而單獨發育成單倍體。

    1.2.離體誘導

    植物細胞具有潛在的再生性和全能性,能發育為完整植株,故應用組織培養技術對特定組織進行離體培養,可誘導產生單倍體。

    方法是將一定發育階段的花藥、子房或幼胚,通過無菌操作接種在培養基上,使單倍體細胞分裂形成胚狀體或愈傷組織,然后由胚狀體發育成小苗或誘導愈傷組織發育為植株。

    對大麥、小麥還可利用染色體消失法。即將球莖大麥(Hordeum bulbosum)花粉授予普通人麥或小麥,授粉兩周后將幼胚置于培養基上進行離體培養。在胚胎發育的早期,球莖大麥的染色體消失,從而獲得大麥或小麥單倍體植株。

    2.特點

    單倍體植株經染色體加倍后,在一個世代中即可出現純合的二倍體,從中選出的優良純合系后代不分離,表現整齊一致,可縮短育種年限。

    單倍體植株中由隱性基因控制的性狀態,雖經染色體加倍,但由于沒有顯性基因的掩蓋而容易顯現。這樣就能排除顯隱性的干擾,提高選擇的準確性。這對誘變育種和突變遺傳研究很有好處。在誘導頻率較高時,單倍體能在植株上較充分

    地顯現重組的配子類型。

    中國先應用單倍體育種法改良作物品種,已育成了一些煙草、水稻、小麥和蔬菜等優良品種。單倍體育種如能進一步提高誘導頻率并與雜交育種、誘變育種、遠緣雜交等相結合應用,則在作物品種改良上的作用更顯著。


    摘自:《中國大百科全書(第2版)》第4冊,中國大百科全書出版社,2009年

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