单倍体的诱导与单倍体育种.ppt

单倍体的诱导与单倍体育种
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第一节 单倍体植物在遗传育种上的价值
1、利用单倍体植物控制杂种分离，加快常规育种速度
2、提高常规育种的选择效率
3、利用H系进行基因定位，绘制遗传图
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第一节 单倍体植物在遗传育种上的价值
1、利用单倍体植物控制杂种分离，加快常规育种速度
2、提高常规育种的选择效率
3、利用H系进行基因定位，绘制遗传图
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第二节 通过远缘杂交诱导单倍体
1921，意大利的Blakesly发现曼陀罗单倍体植株
自然发生单倍体频率极低，发展了多种人工诱导单倍体方法：诱导孤雌生殖法、半配合法、染色体消除法和花药与花粉培养法
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远缘花粉授粉诱导孤雌生殖
诱导孤雌生殖：在异种花粉或物理化学因素诱导下，卵细胞未经受精启动细胞分裂产生单倍体胚
☆种内品种或品系间授粉也能诱导孤雌生殖的单倍体
☆本品种花粉的延迟授粉也可以得到孤雌生殖的单倍体
☆诱导孤雌生殖的理化因子有：变温、化学药品和射线处理
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染色体消除法
核型稳定杂交：杂种具有双亲的染色体
染色体消除型杂交：精卵融合形成杂种合子，但随着合子分裂和早期杂种胚发育，父本染色体会被消除而只剩下母本染色体，杂种胚便是只具有一套母本染色体的单倍体。
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半配合法
半配合（semigamy）：有些杂交，受精能完成，但精卵不融合，在分裂形成胚胎时，精细胞和卵细胞各自形成细胞群体，结果产生两类单倍体细胞组成的嵌合胚。
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第三节 花药培养产生单倍体
我国花药培养研究始于1972年。在花药培养的基础研究方面，我国学者做出了一些公认的研究成果：
1、朱至清发现低铵离子浓度和过滤消毒的单糖显著促进禾谷类花粉胚的发育，建立了N6和改良N6培养基
2、欧阳俊闻确立单核中期的小麦花粉最适于产生花粉植株，较高的培养温度有利于花粉绿苗形成
3、卫志明首次指出大麦遭受碳饥饿可大幅度提高花粉胚的产率。
4、孙敬三发现花粉中质体DNA降解引起的质体RNA和蛋白质的匮乏是白化苗形成的原因。
5、烟草“单育一号” 水稻“单丰一号”
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影响花药培养成功率的因素 1
1、供体的基因型
2、供体植株的生理状况
3、花粉的发育时期
单核中期至晚期的花粉最易形成花粉胚或花粉愈伤
4、材料的预处理和预培养
低温、离心、乙烯利、甘露醇预处理；高温预培养
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影响花药培养成功率的因素 2
5、培养基
N6培养基；N6培养基附加600～1000mg/L 脯氨酸
6、培养方式
液体培养、双层培养、分步培养
条件培养基：已经预先培养过花药（或其它离体细胞）的液体培养基
7、培养条件：主要调控温度（短期高温培养）和光照（先暗后光）
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第四节 游离小孢子培养产生单倍体
游离小孢子培养（isolated microspore culture），又花粉培养（pollen culture）：把小孢子从花药中分离出来，进行人工培养
与植物花药培养相比，小孢子培养的优点：
1、排除了花药壁和绒毡层的影响，便于分析研究结果
2、需要的器皿和培养空间较小，大大提高了生产单倍体的效率
3、小孢子本身也可能成为基因工程的受体
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单倍体育种的进展与前景
中国、欧洲、加拿大、澳大利亚比较重视单倍体育种的研究与应用
花药培养（包括小孢子培养）和染色体消除法最受重视，育成的品种也最多。
1999，美国洛克菲勒基金会的Toneeson在Science 撰文指出，现代生物技术育种的两大支柱是基因工程育种和与分子标记相结合的加倍单倍体育种（DH育种），后者效率高，成本低，特别适合于发展中国家的国情。
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