文档介绍：诱变育种
能提高突变率,产生新基因和新的性状,加速育种进程。在较短时间内获得更多的符合人类需要的优良变异类型。
利用物理因素(如X射线,紫外线,激光等)或化学因素(如亚***等)处理生物,使生物发生基因突变。
基因突变
3、方法:
1、概念:
2、原理:
4、优点:
物理、化学方法处理生物,再选择符合要求的变异类型
诱变育种的种类
单倍体育种
多倍体育种
分子育种
辐射育种
化学诱变
太空育种
单倍体育种
单倍体育种(haploid breeding) 植物育种手段之一。即利用植物组织培养技术(如花药离体培养等)诱导产生单倍体植株,再通过某种手段使染色体组加倍(如秋水仙素处理)从而使植物恢复正常染色体数。单倍体是具有体细胞染色体数为本物种配子染色体数的生物个体。
单有的植物如普通小麦的体细胞染色体数为42,是由6个每组染色体基数为 7的染色体组(6x)组成的。它的染色体倍数性是六倍体,由其配子诱导产生的植株实际上是三倍体,但在育种上仍****惯称之为“单倍体”或“多倍单倍体”。单倍体植株高度不育。通常应用于农业生产的均为染色体加倍后的产物。
人工诱导单倍体植株的方法
体内发生
即从胚囊内产生单倍体。这包括:①自发产生。与多胚现象常有联系,如油菜和亚麻的双胚苗中经常出现单倍体,可能是由温度骤变或异种、异属花粉的刺激引起。②假受精。即雌配子或雌性细胞经花粉或雄核刺激后未受精而产生的单倍体植株。如玉米品种间杂交,马铃薯、苜蓿、烟草和杨树的种间杂交等都有此现象。③半受精。雌雄配子都参加胚胎发生,但不发生核融合,因而产生具父母本来源的嵌合植株,这曾在棉花中发现过。④雄核发育或孤雄生殖。卵细胞不受精,卵核消失,或卵细胞受精前失活,由精核在卵细胞内单独发育成单倍体,因此只含有一套雄配子染色体。这类单倍体的发生频率很低。⑤雌核发育或孤雌生殖。精核进入卵细胞后未与卵核融合而退化,卵核未经受精而单独发育成单倍体。远缘杂交中有时会出现此种现象。
人工诱变+ 单倍体育种
早熟品种(aa)
花药离
体培养
迟熟品种
(AA)
杂合子
(Aa)
人工
诱变
幼苗(A)
幼苗
(a)
秋水仙素处理
早熟品种(AA)
秋水仙素处理
离体诱导
植物细胞具有潜在的再生性和全能性,能发育为完整植株,故应用组织培养技术对特定组织进行离体培养,可诱导产生单倍体。方法是将一定发育阶段的花药、子房或幼胚,通过无菌操作接种在培养基上,使单倍体细胞分裂形成胚状体或愈伤组织,然后由胚状体发育成小苗或诱导愈伤组织发育为植株。
此外对大麦、小麦还可利用染色体消失法。即将球茎大麦(Hordeum bulbosum)花粉授予普通大麦或小麦,授粉两周后将幼胚置于培养基上进行离体培养。在胚胎发育的早期,球茎大麦的染色体消失,从而获得大麦或小麦单倍体植株。
离体培养用的人工培养基,除含无机盐、蔗糖、维生素和水等外,还需加入植物激素和其他有机物作诱导物质。诱导出的愈伤组织或胚状体要转移到含量减少或无诱导物质、蔗糖浓度降低的分化培养基上,才能分化出根、芽以至长成小苗。以上过程都在试管内进行。再生单倍体植株的培养则须将小苗从试管取出移栽到小盆中。培养基的成分、培养的方法和条件(如温度、光照等)、供体的基因型和生理状态以及大、小孢子的发育时期等,是影响诱导频率的主要因素。植株经用秋水仙碱溶液处理等方法,使染色体数加倍后,即成为能结实的纯合二倍体(见倍数性育种)。在离体培养过程中,也会自交产生一些二倍体,但数量很少。
单倍体育种的意义
单倍体植株经染色体加倍后,在一个世代中即可出现纯合的二倍体,从中选出的优良纯合系后代不分离,表现整齐一致,可缩短育种年限。单倍体植株中由隐性基因控制的性状,虽经染色体加倍,但由于没有显性基因的掩盖而容易显现。这对诱变育种和突变遗传研究很有好处。在诱导频率较高时,单倍体能在植株上较充分地显现重组的配子类型,可提供新的遗传资源和选择材料。中国首先应用单倍体育种法改良作物品种,已育成了一些烟草、水稻、小麦等优良品种。单倍体育种如能进一步提高诱导频率并与杂交育种、诱变育种、远缘杂交等相结合应用,则在作物品种改良上的作用将更显著。
多倍体育种
定义:
通过增加染色体组数以改造生物遗传基础,从而培育出符合人类需要新品种的方法
最常用、最有效的多倍体育种方法是用秋水仙素或低温诱导来处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体,但不影响染色体的复制,使细胞不能形成两个子细胞,而染色数目加倍。属于染色体组工程的研究范畴。
多倍体产生机制:通过卵细胞第二极体的保留或受精卵早期有丝分裂的抑制而实现。[1]