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多倍體育種

放大字體  縮小字體 發布日期:2008-02-27
核心提示:利用人工誘變或自然變異等,通過細胞染色體組加倍獲得多倍體育種材料,用以選育作物新品種的技術。在細胞中具有3個或3個以上染色體組的生物體稱多倍體。由同一物種所形成的多倍體稱為同源多倍體。經不同物種間雜交、加倍后形成的多倍體稱為異源多倍體。由于染色體組數

     利用人工誘變或自然變異等,通過細胞染色體組加倍獲得多倍體育種材料,用以選育作物新品種的技術。在細胞中具有3個或3個以上染色體組的生物體稱多倍體。由同一物種所形成的多倍體稱為同源多倍體。經不同物種間雜交、加倍后形成的多倍體稱為異源多倍體。由于染色體組數目不同,多倍體可分為三倍體、四倍體、五倍體、六倍體、八倍體等。在蔬菜育種中,多倍體育種不僅用于選育豐產、優質新品種,獲得無子果實和創造新物種,還可作為克服遠緣雜交不育和雜種不稔性的有效手段。

    簡史:1916年溫克勒(H.Winkler)在番茄與龍葵的嫁接試驗中發現,在愈傷組織長成的枝條中有番茄的四倍體。自1937年布萊克斯利(A.F.B.lakes lee)和埃弗里(A.G.Avery)利用秋水仙素誘發曼陀羅四倍體獲得成功以后,各國相繼展開人工誘發多倍體的試驗研究。1947年,木原均、西山市三發表《利用三倍體無子西瓜之研究》,報導了三倍體無子西瓜選育成功。1959年,西貞夫等利用四倍體結球甘藍和四倍體白菜雜交,成功地育成雙二倍體新種——“白藍”。目前,已有1000多種植的獲得了多倍體。中國于20世紀50年代開始多倍體育種的研究。70年代以來,蔬菜多倍體育種取得許多重要進展,已培育出三倍體、四倍體西瓜,四倍體甜瓜以及蘿卜、番茄、茄子、蘆筍、辣椒和黃瓜等蔬菜多倍體材料。

    誘發多倍體的方法:主要有物理法和化學法兩種。物理的方法包括各種射線、異常溫度、高速離心力、高溫處理等;化學法是用秋水仙素、水合三氯乙醛、笑氣、富民隆等化學藥劑處理。被廣泛條用的主要是秋水仙素,成功率最高,經秋水仙素處理后,正處于有絲分裂的植物細胞,其紡錘體的產生受到抑制,這樣染色體雖然進行了分裂,但細胞并未分開,因此,細胞內的染色體數成倍增加。此后,細胞再進行分裂就形成了多倍體。還有,如在配子形成過程中,細胞減數分裂受到秋水仙素抑制后,配子變為二倍性。這種不進行減數分裂的雌雄配子結合后,也產生多倍體。前者是體細胞分生組織染色體加倍的起源方式,而后者則是配子的染色體未減數的起源方式。

    秋水仙素引變多倍體的方法主要有以下幾種:①浸泡法。又可分為種子處理和植物幼小枝條先端及側芽處理兩種。種子浸光處理是把干種子放進小瓶里或鋪有濾紙的培養器中,然后注入0.01-1.0%的秋水仙素水溶液。置于室溫或保持一定溫度的條件下,經過一定時間后,用水沖凈利播種;另外,用剛萌發的種子,經秋水仙素處理效果也很好。幼小枝條先端的處理,是利用幼嫩而易彎曲的枝條,使其先端直接浸泡在藥液內。②滴下法。在作物幼小的頂芽或腋芽上,用滴管0.1-0.4%秋水仙素溶液。每天一至數次,連續滴2-3天。為防止溶液流失,可用藥液棉球覆蓋在幼芽上使之密接,或直接滴在覆蓋在芽的棉球上。此法的優點是不致使芽受藥害而死亡,且可隨時調整處理的時間,成功率較高。③羊毛脂法,用0.1-1.0%的秋水向素溶液和無水羊毛脂混合的軟膏,在幼芽上涂抹。處理時間,因作物種類和秋水仙素濃度不同而異。秋水仙素常用濃度為0.2%。處理時間,短者幾分鐘,長則10天左右。    

    鑒定誘變后的蔬菜是否為多倍體,可觀察其形態解剖學特性及結實情況。如在苗期調查子葉及葉片是否肥厚,幼芽胚莖是否肥大,在成株時期觀察葉片氣孔和花粉粒的大小等。凡較對照大者多有可能為多倍體變異,此為間接鑒定。更可靠的是進行染色體直接鑒定,即取植物根尖細胞、嫩葉細胞或花粉母細胞制片選適當的染色劑,如丙酸-鐵-洋紅-水合三氯醛(PICCH)等進行染色,用涂抹法或壓片法觀察誘變材料,確定其染色體的倍數。具體育種方法按一般育種程序進行。

 
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