多倍体、单倍第一节多倍体育种体细胞中含有 3 个或以上染色体组的个体异源多倍体（多元二倍体） AABBCC 同源多倍体 AAAA 同源异源多倍体 AAAABB 倍半二倍体

第九章倍性育种 多倍体、单倍第一节多倍体育种体细胞中含有3个或以上染色体组的个体异源多倍体（多元二倍体） AABBCC 同源多倍体 AAAA 同源异源多倍体 AAAABB 倍半二倍体 AAB 节段异源多倍体……

一、异源多倍体 • 含有不同的染色体组的多倍体 • 广泛分布于植物界 • 被子植物中有50%以上、禾本科有75%物种是多倍体 • 很多农作物、蔬菜、果树为多倍体 • 来源 • 不同种属间个体杂交得到的F1经染色体加倍而成 • 天然异源多倍体是由二倍体天然杂交进化而来的 • 如六倍体普通小麦和四倍体油菜 • 有的通过人工远缘杂交而来

小麦属物种的进化

人工合成六倍体小麦

芸苔属物种的二倍体与异源四倍体的形成 • 芸薹属有三个二倍体基本种； • 分别有染色体数目不等的染色体组； • 形成异源多倍体

芸薹属物种通过（亚）远缘杂交形成的不同蔬菜作物芸薹属物种通过（亚）远缘杂交形成的不同蔬菜作物

异源多倍体特点 • 染色体配对正常，配子育性正常； • 比二倍体具有更强的抗逆性、适应性；

二、同源多倍体 • 体细胞中染色体组相同的多倍体 • 自然界发生频率很低 • 来源 • AA（2n) AAAA（4n）同源四倍体 • AAAA（4n） X AA（2n） AAA（3n）同源三倍体 • AAAA（4n） X BB（2n） AAB（3n）倍半二倍体 • 加倍 • AAAABB（6n）同源异源三倍体人工加倍

同源多倍体的生物学效应 • 细胞巨型二倍体与同源多倍体细胞核比较

同源多倍体的生物学效应 • 通常个体巨型、根系发达、叶大 • 叶色深、花粉粒大、花瓣大 • 果实大…… 二倍体与同源四倍体 4 N 2 N

tetraploid diploid tetraploid diploid Tetraploid diploid Comparison of morphological characteristics of flowers and leaves between tetraploid and diploid in S. montevidiensis. (a) Tetraploid plant (left side) and diploid one.(b) Different sizes of a tetraploid flower (left side) and a diploid one.(c) A sample of tetraploid leaves (upper lane) and diploid ones (lower lane).(d) Tetraploid plant growing under field conditions.

玉米的同源多倍体植株矮小，茎粗叶大

2 N 4 N • 同源多倍体的生物学效应 • 高度不育 • 尤其是奇数倍多倍体 • 培育无籽瓜果

同源多倍体基因型复杂； 二倍体基因型三倍体基因型四倍体基因型减数分裂形成多价体导致染色体行为异常，形成不育配子； • 基因剂量大 • 玉米同源四倍体的籽实蛋白质含量比二倍体原种增加43%； • 大麦同源四倍体的籽实蛋白质含量比二倍体原种提高10-12%； • 三倍体甜菜产量高，含糖量高；

三、多倍体产生途径 天然多倍体合子染色体加倍不减数配子受精多精细胞受精人工多倍体诱导体细胞染色体加倍物理诱导：辐射、温度的激变、切断-愈伤组织法等化学诱导：秋水仙素

秋水仙素作用机理 解聚微管蛋白、抑制纺锤丝（体）的形成，影响染色体极移和细胞分裂而不影响染色体复制 Stages of mitosis in the formation of tetraploid cells.

方法： 处理材料：顶端分生组织、幼胚，花、种….. 细胞周期：有丝分裂中期处理时间：诱导浓度：0.01~0.5% 水溶液、膏剂处理温度：关键，影响细胞分裂。18~25% 处理方式：的应用

四、多倍体育种 三倍体西瓜的培育

To produce a tetraploid plant, the alkaloid colchicine is applied to the terminal bud of a branch. All the cells in the developing branch will be tetraploid (4n) with four sets of chromosomes. This includes cells of the stem, leaves, flowers and fruit. Gametes (egg and sperm) produced by a flower on this tetraploid branch will be diploid (2n) with two sets of chromosomes. A flower on the normal diploid (2n) branch will produce haploid (n) gametes containing one set of chromosomes.

四倍体草莓的培育 桑果三倍体茶树三倍体

三倍体 二倍体四倍体蒲公英三倍体毛白杨人工林三倍体松树

The cultivated Easter lily is a tetraploid (4n) hybrid. The typical haploid number for the genus Lilium is 12 (n = 12). The tetraploid hybrid has larger blossoms.

三倍体对虾三倍体珍母贝 三倍体鲫鱼

第二节单倍体育种 具有配子染色体组的个体一倍体多元单倍体一、单倍体产生的途径自然界的自然发生；人工诱导； 1、组织培养：花药培养、未受精胚珠培养（单倍体配子） 2、远缘杂交：获得多元单倍体、诱发孤雌生殖 3、染色体的消失：球茎大麦技术 4、半配合生殖：海岛棉发现 5、理化因素诱导：X射线处理花粉后授粉诱发孤雌生殖

植物单倍体孤雌生殖

配子合子具大麦单倍染色体的胚球茎大麦染色体消失大麦单倍体苗大麦加倍单倍体利用球茎大麦体细胞染色体消失法产生大麦的单倍体 Collecting barley pollen Brushing the pollen onto emasculated barley

二、单倍体的鉴定 • 细胞学鉴定：体细胞染色体数目、花粉母细胞染色体数目和配对 • 表型鉴定：小型化不育 1N 2N 4N

三、单倍体的育种利用 • 缩短育种年限： F1花药培养、加倍处理、稳定，2年 • 克服远缘杂交不亲和 • 提高诱变育种效率：利用单倍体材料诱变 • 合成育种新材料：远缘杂种产生多元单倍体，加倍获得异源多倍体

多倍体、单倍第一节多倍体育种体细胞中含有 3 个或以上染色体组的个体异源多倍体（多元二倍体） AABBCC 同源多倍体 AAAA 同源异源多倍体 AAAABB 倍半二倍体