《育种作业》word版

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1、多倍体蔬菜育种研究进展多倍体现象广泛存在于植物界中。但是,人工创造多倍体和从事多倍体育种始于20世纪30年代。经过广大科技工作者的不懈努力,蔬菜多倍体育种研究取得了可喜进展。利用多倍体诱导技术培育出了很多种类和类型的多倍体蔬菜,为蔬菜优质高产育种开辟了一条重要的途径,使多倍体育种在育种领域显示出日益广阔的应用和发展前景。自1937年勃莱克斯利和艾弗瑞发现秋水仙素诱导染色体加倍的效果以后，掀起了用秋水仙素诱变多倍体育种的热潮。1937年也被称为“多倍体新时代的开始”。现已经在1000多个植物种中获得了

2、人工多倍体。蔬菜作物多倍体的栽培利用是以四倍体和三倍体为主，到目前为止，人工诱导获得多倍体的蔬菜作物有：西瓜、甜瓜、黄瓜、番茄、马铃薯、不结球白菜、花椰菜、芹菜、萝卜、莴苣、菠菜、辣椒、大白菜、丝瓜、石刁柏、生姜、茄子、黄花菜、菜薹、莳菜等，但在生产上大量推广应用的只有西瓜、白菜、马铃薯等。1蔬菜多倍体诱导方法与技术研究人们在分析、总结植物界多倍体自然变异现象和规律的基础上,对蔬菜多倍体人工诱导方法与技术进行了深入的研究和探索,总结归纳出了物理方法诱导、化学方法诱导、有性杂交获得多倍体、体细胞融合获

3、得多倍体、遗传转化途径获得多倍体等多种方法与技术。1.1自然突变产生多倍体一些自然现象如雷电、空气、温度剧变致使植株创伤等有时能诱发四倍体。自然界四倍体形成主要有两条途径：其一是原种或杂种所形成的未减数的配子的受精结合；其二是原种或杂种的合子的染色体加倍。关于自然出现四倍体的频率，多年生植物高于一年生植物，因为多年生植物开花结实的机会更多；自花授粉植物出现多倍体的频率高于异花授粉植物，因异花授粉植物与它株（二倍体）授粉产生三倍体种子而绝种此外能够自己进行无性繁殖的植物同源四倍体出现的频率高于有性繁殖

4、植物，因此大部分蔬菜作物的四倍体自发突变频率较低。1.2物理方法诱导利用一定的物理方法如嫁接、高低温处理、离心、超声波和射线等都可以获得人工诱导多倍体。最早的物理诱导方式是在番茄上通过打顶等机械损伤的方式而诱导了四倍体番茄,之后人们利用高温或低温处理授粉后的幼胚以及采用射线、中子、激光等辐射也实现了染色体的加倍。但此类方法由于诱导率低、嵌合率高、危害性大(射线)而未能普及利用。1.3化学方法诱导化学方法诱导主要是利用化学试剂如秋水仙素、植物激素及其它植物碱等诱导多倍体,其主要作用机理是抑制了细胞分裂

5、时纺锤体的形成,使复制后的染色体不能拉向两极,细胞不能继续分裂形成两个子细胞,从而导致染色体加倍形成多倍体细胞,在此基础上进一步发育成多倍体植株。化学诱导又可分为活体诱导和离体诱导两种基本方法。1.4有性杂交获得多倍体在小孢子和大孢子时期减数分裂异常产生2n配子,通过单向多倍化(双亲之一产生2n配子)或双向多倍化(双亲均能产生2n配子)均能提高杂交后代的倍性水平,以此方法获得的四倍体比用秋水仙素处理获得的四倍体稔性提高快。王子欣报道以秋水仙素处理诱发产生的结球白菜四倍体为母本与二倍体结球白菜杂交,获

6、得了新的同源四倍体。刘学岷等用5个不同包球类型并含有2n配子的二倍体大白菜与四倍体大白菜杂交,选育出具有不同熟性、抗逆性强、品质优良的大白菜材料和多育1、2、3号杂交一代。利用2n配子可便利地转移抗性基因,如马铃薯的细菌性萎蔫病在湿热条件下发生严重,其四倍体栽培种的抗性较弱,Watanabe等用抗病的二倍体与感病的四倍体杂交,获得了抗病的四倍体后代。1.5体细胞融合获得多倍体原生质体融合可以克服远缘杂交遇到的生殖障碍,获得有价值的多倍体植株。通过电融合和PEG融合等方法将原生质体融合,经培养产生愈伤

7、组织,再诱导分化为杂种植株获得异源多倍体和同源多倍体。Cardi等利用电融合技术将马铃薯和野生种的二倍体原生质体融合,得到了比亲本更有活性的再生植株,同时杂种株获得了野生种的耐冷性、高比重、有丝分裂突变率高等特性。Warra等将马铃薯双单倍体的原生质体用化学方法融合获得了四倍体和六倍体杂种植株。1.6遗传转化途径获得多倍体Imai等研究发现,二倍体马铃薯块茎片通过农杆菌介导转化,四倍体频率高达65%,利用再生植株在含抗生素的培养基上生根确认具抗生素抗性的编码基因的整合;通过Southern杂交,所有

8、被选择株均带有编码基因。在一年的继代繁殖中,这一抗性性状可稳定表达。转化体中二倍体和四倍体比率为1B2,而在没有与农杆菌共培养的78株转化植株中,表现出相当低的四倍体比率,只有27株是四倍体。1.7航天诱变育种航天诱变育种也称空间诱变育种或太空育种，是利用返回式卫星或高空气球将农作物种子、组织、器官、或生命个体搭载到宇宙空间，在微重力、高真空、强辐射和交变磁场等太空综合因子作用下，使作物的染色体发生畸变，DNA内部发生重组导致生物产生遗传性变异，返回地面后结合常规育种