远缘杂交和倍性育种

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1、§8远缘杂交和倍性育种重点：远缘杂交和倍性育种的概念，远缘杂交的困难和克服方法，远缘杂交和倍性育种后代的处理方法。难点：远缘杂交不亲和性克服要求：了解远缘杂交育种和倍性育种的作用和意义，理解远缘杂交和倍性育种的概念，，明确远缘杂交的困难，掌握克服远缘杂交困难的，人工诱导多倍体和单倍体的途径和方法，远缘杂交和倍性育种后代的处理方法。§8.1远缘杂交育种§8.2多倍体育种§8.3单倍体及其在育种中的应用§8.1远缘杂交育种8.1.1远缘杂交及其作用1远缘杂交的概念通常将植物分类学上属于不同种(species)、属(genus)或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交，称为远

2、缘杂交(widecross或distanthybridization)。所产生的杂种称远缘杂种。远缘杂交又可区分为：①种间杂交②属间杂交③亚远缘杂交2远缘杂交的作用①将异种(属)植物的有利性状引入栽培品种②创造新物种③创造异染色体体系④诱导单倍体⑤有效地利用杂种优势13⑥用于研究生物的进化8.1.2远缘杂交不亲和性的原因及其克服方法1远缘杂交的不亲和性及其原因远缘杂交时，由于双亲的亲缘关系较远，遗传差异大，染色体数目或结构也不同，生理上也常不协调，这些都会影响受精过程。常见的现象有：花粉不能在异种柱头上萌发；花粉虽能萌发，但花粉管不能伸入柱头；或花粉管进入柱头后，生长

3、缓慢，甚至破裂；或花粉管虽生长正常，但长度不够等原因而不能达到子房；花粉管即使达到了子房，雌、雄配子不能结合、受精而形成合子。这就是远缘杂交的不亲和性(incompatibility),或不可交配性(noncrossability)。（1）亲缘关系较远的两亲性因素在结构上、生理上的差异，不能完成正常的受精作用（2）远缘杂交的亲和性与双亲的基因组成有关2克服远缘杂交不亲和性的方法（1）注意亲本的选择与组配同种植物不同的变种或品种，由于其细胞、遗传、生理等的差异，会影响其接受另一种花粉进行受精的能力，即配子间的亲和力有很大差异。所以，为了提高远缘杂交的成功率，必须注意亲本

4、的选配。研究和实践表明：在亲本选配上应注意：①在栽培种和野生种杂交时，应以栽培种为母本②在染色体数目不同的远缘杂交中，一般以染色体数目多的作母本，容易成功③以杂种为母本的效果好④广泛测交（2）染色体预先加倍法在用染色体数目不同的亲本杂交时，先将杂色体数目少的亲本人工加倍后再杂交，可提高杂交结实率。13（3）桥梁(媒介)法(bridgingmethod)如果两个种直接杂交有困难时，可先通过第三者作为桥梁，以亲本之一与桥梁品种杂交，将其杂种人工加倍后，再和另一亲本杂交，便可获得成功。（4）采用特殊的授粉方法①用混合花粉授粉②重复授粉③提前或延迟授粉④射线处理法（5）补施植

5、物激素法此外，随着组织培养等生物技术的不断发展，已创造出一些可用来克服远缘杂交不亲和性的方法，如柱头手术、子房受精、试管受精、体细胞融合等。8.1.3远缘杂种夭亡、不育的原因及其克服方法1远缘杂种的夭亡和不育现象不同种、属植物间杂交，有时虽能完成受精作用，形成合子，但受精不完全。如精子虽能与卵核结合，但不能和极核结合形成胚乳；或胚乳发育不正常；或胚和胚乳发育不同步，因而不能获得杂交种子；或虽有杂交种子，但幼苗在生育过程中死亡而不能获得杂种植株；或虽能长成植株，但不能受精结实获得杂种后代，即出现杂种夭亡和不育。其具体表现是：受精后幼胚不能发育，或中途停止发育；能形成幼胚

6、，但幼胚畸形、不完整；幼胚完整，但没有胚乳或极少胚乳；胚和胚乳虽发育正常，但胚和胚乳间形成糊粉层似的细胞层，妨碍了营养物质从胚乳进入胚；13由于胚、胚乳和母体组织间不协调，虽能形成皱缩的种子，但不能发芽或发芽后死亡；F1植株在不同发育时期出现生育停滞或死亡；由于生育失调，营养体虽生长繁茂，但不能形成结实器官；虽能形成结实器官，但其构造、功能不正常，不能产生有生活力的雌、雄配子；或因双亲染色体数目不同；或缺少同源染色体，在减数分裂时，染色体不能正常配对与平衡分配，形成大量不育配子等等。2杂种夭亡、不育的原因远缘杂交后，打破了各个物种原有的遗传系统，必然会影响其后代个体的

7、生长发育，甚至导致其死亡或不育。所以，远缘杂种夭亡和不育的根本原因是由于其遗传系统的破坏：（1）核质互作不平衡（2）染色体不平衡（3）基因不平衡。另外胚、胚乳及母体组织(珠心、珠被等)间的生理代谢失调或发育不良，也会导致胚乳败育及杂种幼胚夭亡。3克服的方法（1）幼胚的离体培养将杂种幼胚进行人工离体培养，以调整杂种胚发育的外界条件，改善杂种胚、胚乳和母体组织间的生理不协调性，可获得杂种并大大提高结实率。（2）杂种染色体加倍法当远缘杂交的双亲染色体组或染色体数目不同而缺少同源性，致使F1在减数分裂时，染色体不能联合或很少联合，不能形成足够数量的、具有生活