《诱变育种》PPT课件.ppt

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1、第八章 诱变育种,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,它是人工创育新品种的一种方法，始于20世纪30年代，当人们肯定了X射线和某些化学药剂对植物有一定的诱变作用之后，诱变育种工作才得以发展。,琚淑明,上篇：园林植物遗传学,徐州工程学院,常规育种技术,技术要点： 引种、选种、杂交育种。 优点： 操作简便，无需复杂的仪器设备； 亲本选配好后便可以创造各种类型的变异； 可以利用杂种优势。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,常规育种的局限性,杂种后代遗传组成复杂，分离广泛； 新基因型的出现依赖于亲本基因型； 连锁基因的连锁关系很难打破； 无法利用染色体倍性变化； 育种年限较长。,上篇

2、：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,自然界产生的可遗传的变异,遗传重组； 染色体数量变异； 染色体结构变异； 基因突变。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,1、提高变异频率，扩大变异范围 2、能改变品种单一不良性状，而保持其他优良性状不变 3、诱变引起的变异稳定快，可缩短育种年限 4、克服远缘杂交不结实性，改变植物育性 5、增强抗逆性 ，改进品质,一、花卉植物诱发突变的特点,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,虽然辐射诱变有以上多方面优点，但也存在缺陷，主要为： 1、诱发突变的方向和性质难掌握，有利突变率较低。 2、诱发的突变有时会发生逆突变，使已产生的突变又恢复成原来的

3、性状。 3、诱变往往是点突变，因此对某些受多基因控制的数量性状改良作用不大。只有当主基因发生突变时，效果才明显。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,人工诱变的方法,物理方法 化学方法 人工诱变的思路 染色体结构变化 染色体数量变化 基因突变 转基因操作,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,人工诱变的技术措施,辐射诱变 化学诱变 空间诱变 基因工程,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,第一节 辐射诱变,利用物理辐射能源处理植物材料，使其遗传物质发生改变，进而从中筛选变异进行品种培育的育种方法。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,电磁波辐射,粒子辐射,射线 X射

4、线, 射线 中子,电离射线, 射线 射线 X射线,非电离射线,中子 紫外线 激光,一、射线的种类及其特征,1、射线 又称丙种射线，是一种高能电磁波，波长10-810-15cm，主要由放射性同位素60Co或137Cs产生。射线波长短，穿透力强，射程远。它能同时处理大量材料，并能于植物的整个生长期内在自然的田间条件下进行长期照射。但田间照射时一定要注意安全防护，它可以照射很多种子，而且剂量比较均匀。 在花卉辐射诱变育种中，60Co射线是使用普遍的辐射诱导源。射线分急性照射、亚急性照射和慢性照射。急性照射即用较高射量率在几分种至几小时照射完毕；慢性照射是用低照射量率在几天或整个生长期内长期照射；亚急

5、性照射则是照射时间常介于急性、慢性照射之间。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,2、X射线 又称阴极射线，由X射线发射器（X光机）产生，波长10-1010-5cm，属核外产生的电磁辐射，穿透力不如射线。当X光和工作电压较低时，X光管放出的X射线波长较长，穿透力较小，在被照射物质中引起的电离较密集，叫做软X射线。反之，则为硬X射线。在育种中，希望用穿透力强的硬X射线。X射线是最早应用于诱变工作的射线。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,3、射线 又称乙种射线，常由放射性同位数32P、35S等进行核衰变时产生。射线是一种带负电荷的电子

6、流，在空气中射程短、穿透力弱，不适宜做外照射的射线源，只能用于“内照射”，即利用这种放射性同位素的溶液浸种，让这些同位素进入植物组织和细胞中，使射线对植物产生作用。用内照射法浸种或浸植物组织时，由于这些同位素渗入到细胞核中，作用部位较集中，可获得具有某些特点的突变谱。 在进行诱变育种时，也有将含射线的同位素理在塑料中，然后将塑料贴在顶端分生组织、芽等上面进行照射。或将同位素用人造树脂包裹到双层铝管壁内制成轻便的照射装置，将需要照射的枝条插到管内进行照射。在对花粉进行照射时，还可以在玻璃上涂上同位素溶液，烘干后扣在平铺的薄层花粉上进行照射。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,4、中子

7、中子是不带电的电子流，在自然界中并不单独存在，只有在原子核受到外来粒子冲击产生核反应时，才从原子核里释放出来。中子根据其携带的能量大小不同，可分为热中子、慢中子、中能中子、快中子和超快中子。目前辐射育种中，使用较多的是热中子和快中子。当用中子照射组织时，可以产生以下几种作用：从照射物质中打出一个核，形成反冲核，使物质的原子核处于激发状态而放出射线，引起不同的核反应，形成放射性同位素，产生次级放射性等，故电离密度大，常引起大的突变，在同们剂量下，中子照射种子产生的突变率较高。,5、紫外线 紫外线是一种穿透力小的非电离射线。其波长为20003950，而以波长25002900的范围内诱变作用最强，这

8、一波段为该酸吸收波长，因此植物最具有诱变效力。紫外线由于穿透力很弱，在植物育种中主要用于处理花粉粒。 用紫外线进行诱变育种时常使用的设备为紫外灯，其中以15瓦低压石英水银灯效果最好。辐射时将花粉放在灯管几厘米处进行照射。在我国，目前常以灯管的瓦数、处理时的距离和时间来表示辐照量。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,六、激光 激光是20世纪60年代发展起来的一种新光源，仅在近些年才被应用于植物育种。激光是基于物质受激辐射原理而产生的一种高强度单色相干光，它具有高度亮、单色性、方向性和相干性都好的特色。它是一种低能的电磁辐时。在诱变育种中主要利用的激光波长200010000。主要是由于这

9、一段波长容易被照射生物体吸收而发生激发作用。目前诱变中使用的激光器有：玻璃激光器、红宝石激光器、氦一氖激光器、CO2激光器、氮分子激光器，用激光可处理植物的种子、花粉、子房、合子等。目前国际上已使用激光对单个细胞进行微束照射，以研究辐射对细胞显微结构的影响。随着生物技术工程的发展，单细胞定向人工诱变育种将是一种有效的育种方法。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,7、高能电子表 利用高能电子束进行辐射育种是近几年才采用的一种新的诱变手段。这些高能电子束主要是利用电子直接加速器产生的。用高能电子束诱变的植物，具有在诱变一代（M1代）损伤轻，而诱

10、变二代（M2代）效率高等特点。由于高能电子束当能量不同时，它穿透的植物体厚度不同，所以进行诱变育种时，一定要了解所用加速器的主要性能指标，束流能量，束流强度，辐射后应记下照射时的靶距、扫描宽度、照射时间等。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,二、辐射剂量和剂量单位,1照射剂量 只用于X射线和射线，单位为伦琴（R）。1伦琴为X或射线在标准状态下使1cm2的空气生成0.283109个正负离子对所吸收的能量。国际制单位为库伦/千克（C/kg），1库伦/千克是指在标准状态下使1kg空气发生电离形成正负离子对所吸收的能量。 1R=2.5810-4C/kg 1C/kg=3.876102R,上篇：

11、园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,2吸收剂量 用于任何射线、中子及任何物质。单位为拉德（rad）。每1g被照射物质吸收100erg（尔格）能量称为 1rad（erg为能量单位）；国际制单位称为戈瑞（Gy），每1kg照射物吸收1J的能量称为1Gy。 1GY=100rad=1J/kg 1rad=100erg/g=10-2Gy=10-2J/kg,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,3放射性强度 是用来表示放射性元素的放射性大小的。其单位为居里（Ci）。放射性元素在1秒内能进行3.71010次核衰变的强度为1居里。由于居里单位较大，常采用毫居里（mCi），微居里（Ci），放射性强度的国际制

12、单位为贝可勒尔（Bq）。1Bq是指放射性元素每秒种衰变一次。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,4、剂量单位：辐射剂量的单位常因不同射线的不同计量方法而不同： 伦琴：简称伦或用R符号表示，它是最早应用于测量X射线的剂量单位。 拉特：也称组织伦琴，用rad表示。它是对于任何电离辐射的吸收剂量单位，一拉特就是指一克被照射物质吸收了100尔格的能量。 积分流量：中子射线的剂量计算，一向以每平方厘米上通过多少个数来确定的，其单位以中子数/厘米2表示。 居里：是放射性强度的单位，用Ci或C表示。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,5、剂量率 剂量率在辐射育种中很重要，往往用同一剂量处

13、理同一个品种的种子，剂量率不同，辐射效果也不相同。剂量率即单位时间内射线能量的大小。单位以伦/分或伦/小时来表示。 P = D / T P 剂量强度 D 放射剂量 T 照射时间,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（五）辐射剂量 PXT 致死剂量（LD）：全部致死的剂量值。 半致死剂量（LD50 ）：50%存活时的剂量值。 生长指数（GR50）：生长量比对照降低50%的剂量值。 活力指数剂量（VID50）: 辐射后种子活力指数比对照下降50%所需的剂量。 活力指数 VI = S Gi 发芽指数 Gi = Gt / Dt,S 根长或苗高； Gt 第7天的发芽数； Dt 达到指定发芽数的日

14、数。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,三、辐射材料的选择,（一）选择材料的原则 综合性状好，个别性状有待改善； 杂合子材料； 易产生不定芽; 对辐射较为敏感的材料。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（二）植物对辐射的敏感性 科、属、种的敏感差异； 品种间敏感差异； 不同发育阶段差异； 不同组织器官差异。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,、氧：如果使种子或植物在完全无氧的空气中受照射，则诱变效率可以提高，而染色体损伤相对减少。如希望产生较多的染色体畸变，最好在有氧的条件下处理。 、含水量：在种子辐射处理时，欲得到较高的诱变率，可将种子含水量调到1.31.4%左

15、右；如希望得到较高的染色体畸变率，则可钭种子含水量降低水平。,（三）影响植物材料敏感性的因素,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,、温度：在种子受照射后，对种子进行处理，即在75或85处理15分钟，此种处理称“热击”，可以降低照射后在有氧条件下吸水所产生的敏感性。 、核体积（包括植物的多倍性）：辐射敏感性与“间期”染色体体积之间呈负相关，即“间期”染色体体积愈大，辐射敏感性愈小，否则相反；辐射敏感性亦与DNA含量成负相关，即DNA含量越多，辐射敏感性越差，所以多倍体植物比较辐射。,辐射处理分外照射内照射两种形式。 （一）外照射：是指被照射的种子、球茎、鳞茎、块茎、插穗、花粉、植株等所受

16、的辐射来自外部的某一辐射源。目前外照常用的是X射线， 射线、快中子或热中子。外照方法简便安全，可大量处理，所以广为采用。,四、辐射处理的主要方法,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,外照射处理植物的部位和方法： 、种子 照射种子的方法有处理干种子、湿种子、萌动种子三种。目前应用较多的是处理干种子。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,处理干种子的优点是： 能处理大量种子； 操作方便； 便于运输和贮藏； 受环境条件的影响小； 经过辐射处理过的种子，没有污染和散射的问题。,、无性繁殖器官 许多园林植物是用无性繁殖的，而且有部分园林植物从来

17、不结种子，只依靠无性繁殖的. 诱变育种是对这类材料进行品种改良的重要手段，在诱变育种中只要得到好的突变体，就可直接繁殖利用。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,、花粉 照射花粉与照射种子相比，其优点是很少产生嵌合体，即花粉一旦发生突变，其授精卵便成为异质结合予，将来发育为异质结合的植株，通过自交，其后代可以分离出来许多突变体。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,、子房 射线对卵细胞影响较大，相引起后代较大的变异，它不仅引起卵细胞突变，亦可影响受精作有时可诱发孤雌生殖。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（二）内照射： 是

18、指辐射源被引进到受照射的植物体的内部。 照射源：32P、36S、14C等放射性元素的化合物。 照射方法： 浸泡种子或枝条； 注射入植物的茎杆、枝条、芽等部位； 施入土壤：施于土壤中使植物吸收； 饲养法：用放射性的14C供给植物，借助于光合作用所形成的产物来进行内照射。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,注意事项： 利用内照射诱变需要一定的实验设备； 试验过程中还需要一定的防护，预防放射性同位素的污染， 处理过的材料在一定时间内带有效射性。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（三）其它照射方式,急照射和慢照射 重复照射,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,五、辐射后代

19、的选育,（一）种子辐射后代的选育 M0 :接受辐射处理的当代植株。 M1 :辐射处理种子产生的子一代。 M2 :辐射处理种子产生的子二代。 嵌和体的分析,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（二）无性繁殖器官辐射处理后的选育 无性繁殖的园林植物，选择自然产生的芽变，是有效的方法。用射线照射无性繁殖器官，可以提高芽变的频率，是加速选育新品种的有效途径之一。 辐射生理损伤的恢复 ； 辐射变异的观察； 辐射后代的选育推广。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,无性繁殖的园林植物诱发突变有下列特点： 辐射后代稳定得比较快。 在遗传上大多是异质的。变异一旦发生，通常在后代可表现出来，所以

20、选择主要在M1代进行。 注意增强选择，防止逆突变出现。,第二节 化学诱变育种,利用化学诱变剂诱发园林植物产生遗传变异，以选育新品种的技术。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,一、化学诱变育种的特点,操作简便、价格低廉； 专一性强； 提高突变频率、扩大突变谱； 多数为迟发性突变； 诱变后代的稳定过程较短，可缩短育种年限。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,二、化学诱变剂的种类,1烷化剂类 甲基磺酸乙酯（EMS）、乙基磺酸乙酯（EES）、甲基磺甲酯（MMS）、丙基磺酸丙酯（PPS）、甲基磺酸丙酯（PMS）、甲基磺酸丁酯（DES）、亚硝基乙基脲（NEH）、亚硝基乙基尿烷（NEU）

21、、亚硝基胍（NTG）、硫酸二乙酯（DES）、硫酸二甲酯（MES）、乙烯亚胺（EI）。 烷化剂大部分是潜在的致癌物质，因此使用中避免与皮肤接触，或吸入它的气体。其中甲基磺酸乙酯的毒性较小，是最好的诱变剂之一。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,2核酸咕基类似物 5溴尿嘧啶（5BU），5溴去氧脲嘧啶核苷（5BUdR），8氮鸟嘌呤、咖啡碱、马来酰肼，2氨基嘌呤（2AP）。 3吖啶类（嵌入剂） 吖啶橙、二氨基吖啶、人工合成ICR化合物。 4无机化合物 H2O2、LiCl、亚硝酸、MnCl2、CuSO4等。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,5简单有机化合物 抗生素、丝裂毒素、重氮丝

22、氨酸、中性红甲醛、氧化乙烯、重氮甲烷、氨基甲酸乙酯、链霉素等。 6异种DNA 高级酚 羟胺（HA）、苯的衍生物、嘌呤及其衍生物、磺胺药物。 7生物碱 石蒜碱、秋水仙碱、喜树碱、长春花碱等。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,三、化学诱变剂处理的主要方法,（一）、诱变处理的方法 有浸渍法、涂抹法、滴液法、注入法、熏蒸法以及施入培养液培养法等。通常用诱变剂浸泡种子或枝条、鳞茎、块茎、块根，使透变剂吸入组织内部，产生诱变作用。处理步骤如下：,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,1预处理 在诱变处理前，先用水浸泡种子，提高其敏感性。如果能在水中加入适量生长素，更可提高诱变效果。 2药

23、液处理 药剂的溶解度、处理时间、处理时的温度、pH值、诱变材料的组织结构、生长特性等，都会影响诱变效果。一般宜在010的低温下进行。使用时应选择适当的缓冲溶液，一般认为磷酸缓冲液最好，pH值应控制在79范围内。有人在诱变处理时，先在低温下处理0.52小时，再在温度（2540）高浓度下处理，则有效提高了EMS和DES的诱变效果。处理时加入二甲亚矾或增大25个大气压，可提高诱变剂的穿透作用。 3后处理 处理后的植物材料应马上用清水漂洗，防止残留药效对植物造成进一步生理损伤。经处理的种子应立即播种，否则应在04下短期贮藏。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（二）、化学诱变剂量的选择,不同

24、花卉或同一花卉不同品种以及同一品种的不同器官组织对诱变剂量的要求都不相同。一般认为在各类植物种子处理后，长成植株的生长量比正常的下降20%60%，用EMS诱变剂处理的生长量不降20%为适宜剂量。诱变剂的浓度与处理的时间成正比，一般高浓度短时间，低浓度长时间，通常用的浓度为0.005%0.05%，处理时间124小时。,（三）、化学诱变剂处理时应注意的问题 1安全问题。化学诱变剂都有不同程度的毒性，例如烷化剂类是潜在的致癌物质，因此在使用时应避免与皮肤接触或吸入它们的气体。进行诱变处理时一般多在具有通风管密闭超净工作台上进行。操作时应戴乳胶手套以免与皮肤接触。 2处理后的水笼头下用清水冲洗1030

25、分钟，防止材料上残存的药液对植物进一步损伤。也可根据化学诱变剂的化学特性，使用一些化学“清除剂”如甘氨酸以解除氮芥的作用，硫化硫酸钠可解除MMS（甲基磺酸甲酯）、DES（硫酸二乙酯）的作用。 3播种前应注意防止种子风干。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（四） 化学诱变后代的选育 化学诱变后代的选育方法基本上与辐射诱变后代的选育相同，也是对种子繁殖的一般在M1代不做选择，M2代是选择的重点。对无性繁殖的类型，可通过多次摘心、修剪、扦插、嫁接或组织培养等方法使内部变异组织显现出来。进行单株选择或芽变选种，对变异类型鉴定后，经试验就可繁殖推广

26、。,第三节 多倍体育种,选育细胞核中具有3套以上染色体组的优良品种的方法，称为多倍体育种。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,一、多倍体的特点 巨大性； 可孕性低； 适应性强； 产量高； 可克服远缘杂交不育性。,二、 多倍体的种类 同源多倍体 异源多倍体 非整倍体,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,三、人工诱导多倍体的方法,（一）材料的选择 最有希望获得成功的材料： 染色体倍数低的植物； 染色体数量少的植物； 异花授粉植物； 能利用无性繁殖方法繁殖的植物； 远源杂交的不孕杂种； 不同品种间杂交的杂种后代,上篇：园林植物遗传学,琚淑

27、明,徐州工程学院,（二）、秋水仙素的理化性质、配制与贮藏 秋水仙素是从百合科植物秋水仙（Colchicum autumnale）的根、茎、种子等器官中提炼出来的一种药剂，分子式为C22H25O6N1H2O。积水仙素是淡黄色粉末，纯品是针状无色结晶性，性极毒，融点为155，易溶于水、酒料、氯仿和甲醛中，不易溶解于乙醚、苯。 秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤丝的形成，使已正常分离的染色体不能拉向两极，同时秋水仙素又抑制细胞板的形成，使细胞有丝分裂停顿在分裂中期。由于它并不影响染色体的复制，因而造成加倍后的染色体仍处于一个细胞中，导致形成多倍体。处理过后，如用清水洗净秋水仙素的残液，细胞分裂仍可恢复正常

28、。 人工诱导多倍体常用秋水仙素的水溶液。配制方法为，将秋水仙素直接溶于冷水中，或先将其溶于少量酒精中，再加冷水。配制好的溶液应放入棕色玻璃瓶内保存，且保存时应置于暗处，避免阳光直射，此外瓶盖应拧紧，以减少与空气的接触，避免造成药效损失。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,人工诱导多倍体主要采用化学法，即用一些化学药剂，如：秋水仙素、富民农、笑气、咖啡碱、茶嵌戊烷、水合三氯乙醛等， 常用试剂： 秋水仙碱 长春花碱 但以秋水仙素的效果最佳。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（三）、处理材料的适宜时期 秋水仙素溶液只是影响正在分裂的细胞，对于处于其他状态的细胞不起作用。因此，对

29、植物材料处理的适宜时期是种子（干种子或萌动种子）、幼苗、幼根与茎的生长点、球茎与球根的萌动芽等。如果处理材料的发育阶段较晚，被诱导的植株易出现嵌合体。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（四）、秋水仙素的浓度与处理时间 秋水仙素溶液的浓度及处理时间的长短是诱导多倍体成功的关键因素。 一般秋水仙素处理的有效浓度有0.0006%1.6%，比较适宜的浓度为0.2%0.4%。处理时间长短与所用秋水仙素的浓度有密切关系，一般浓度俞大，处理时间则要愈短，相反则可适当延长。多数实验表明，浓度大，处理时间短的效果比浓度小，处理时间长要好。但处理时间一般不应小于24小时或以处理细胞分裂的12个周期为原

30、则。,由于不同植物，不同器官或组织在一定条件下对秋水仙素的反应不同，因此，须根据不同情况来掌握处理的浓度和时间。 例如，东北林业大学张敩方等人用白花类型金鱼草种子进行多倍体诱变，采用浓度0.3%0.5%的秋水仙素处理24小时诱变效果较好。另有实验表明，处理矮牵牛种子的适宜浓度为0.01%0.1%，以0.05%处理时间24小时效果最佳。在不同器官方面，处理种子的浓度可稍高些，持续时间可稍长（一般为2448小时）； 处理幼苗时，浓度应低些，处理时间可稍短点；植物幼根对秋水仙素比较敏感，极易受损害，因此，对根处理时应采用秋水仙素溶液与清水交替间歇的方法较好。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学

31、院,（五）、常用秋水仙素处理的方法 1浸渍法 此法适于处理种子，枝条及盆栽小苗。 对种子进行处理时，选干种子或萌动种子，将它们放于培养器内，再倒入一定浓度的秋水仙素溶液，溶液量为淹没种子的2/3为宜。处理时间多为24小时，浓度0.2%1.6%。浸渍时间不能太长，一般不超过6天，以免影响根的生长。最好是在发根以前处理完毕。处理完后应及时用清水洗净残液，再将种子播种或沙培。对于百合类植物，常采二倍体鳞片浸于0.05%0.1%的秋水仙素溶液，处理13小时后洗净扦插。唐菖蒲实生小球也可用浸渍法促使染色体加倍。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,盆栽幼苗， 处理时将盆倒置，使幼苗顶端生长点浸入

32、秋水仙素溶液内，以生长点全部浸没为度。对于组织培养试管苗也可采用浸渍法处理，只是处理时须用纱布或湿滤纸覆盖根部，处理时间因材料可从几个小到几天。对插条，一般处理12天。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,2滴定法 用滴管将秋水仙素水溶液滴在子叶、幼苗的生长点上（即顶芽或侧芽部位）。一般68小时滴一次，若气候干燥，蒸发快，中间可加滴溜馏水一次，如此反复处理一至数日，使溶液透过表皮渗入组织内起作用。若水滴难以停留在芽处，则可用棉球包裹幼芽，再滴芽液处理。此法与浸种法相比，可避免植株根系受到伤害，也比较节省药液。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,3毛细管法 将植株的顶芽、腋芽用

33、脱脂棉或纱布包裹后，将脱脂棉与纱布的另一端浸在盛有秋水仙素溶液的小瓶中，小瓶置于植株近旁，利用毛细管吸水作用逐渐把芽浸透，此法一般多用于大植株上芽的处理。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,4羊毛脂法 用羊毛脂与一定浓度的秋水仙素混合成膏状，所用秋水仙素浓度可比水溶液处理略高些，将软膏涂于植株的生长点上（如顶芽、侧芽等）。另外，也可用琼脂代替羊毛脂，使用时稍加温后涂于生长点处。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,5注射法 采用微量注射器将一定浓度的秋水仙素溶液注入植株顶芽或侧芽中。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,6复合处理法 据日本人山川邦夫（1973年）报道

34、，将好望角苣苔属（Streptocarpus，属苦苣苔科植物）中的一些种用秋水仙素处理11天，又用 0.040.05Gy（45rad）的X射线照射，可提高染色体加倍植株的出现率达到60%。而单独用秋水仙素处理时为30%。采用复合处理法还获得了两株八倍体。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（六）、采用秋水仙素诱导多倍体需注意的事项 1秋水仙素属剧毒物质，配制和使用时，一定要注意安全，避免秋水仙素粉末在空中飞扬，以免误入呼吸道内；也不可触及皮肤。可先配成较高浓度溶液，保存于棕色瓶中，盖紧盖子，放于黑暗处，用时再稀释。 2处理完后，须用清水冲洗干净，以避免残留药液继续使染色体加倍，从而对

35、植株造成伤害。 3注意处理时的室温，当温度较高时，处理浓度应低一些，处理时间要短些；相反，当室温较低时，处理浓度应高些，处理时间应长点。 4处理的植物材料应选二倍体类型，且生长发育处理幼苗期，材料数量上应尽量多数。 5经处理的植株应加强培育、管理。由于处理材料易形成嵌合体，所以为使加倍的组织正常生长发育，对形成嵌合体的还可采用摘顶、分离繁殖、细胞培养等方法。,（一）、植物多倍体的鉴定 经秋水仙素处理后，只有部分植株的染色体出现了加倍现象，且有的植株还会出现加倍的与没加倍的组织嵌合在一起形成嵌合体。因此必须对植株进行多倍体鉴定。常用的鉴定方法有两种：,四、多倍体的鉴定与后代选育,上篇：园林植物遗

36、传学,琚淑明,徐州工程学院,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,1直接鉴定法 取植株的根尖或花粉母细胞，通过压片，在高倍显微镜下检查细胞内的染色体数目，看其是否加倍。该法是最可靠的鉴定方法。当植物材料较多时，采用直接鉴定法就比较浪费时间。最好是先根据植株的形态与生理特征进行间接鉴定，淘汰二倍体植株，再对剩余植株进行直接鉴定。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,2间接鉴定法 间接鉴定法一般是以花粉、气孔的大小，结实率的多少，以及形态上的其他巨大性等特点来判断。 （1）气孔鉴定：多倍体气孔大，单位面积气孔减小。进行气孔鉴定时，可将叶背面撕下一层表层，放在载玻片上滴一滴清水或甘油，

37、在显微镜下观察；或先将叶片浸入70%的酒精中，去掉叶绿素后再进行观察。 （2）花粉鉴定：采集少量花粉放在载玻片上，加一滴清水，或将花粉先用45%的醋酸浸渍，加一小滴碘液，在显微镜下观察花粉粒大小。多倍体花粉粒比二倍体的大，一般可增大三分之一。三倍体的花粒不规则，可与四倍体进行区分。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,（3）茎叶鉴定：多倍体植株一般茎杆粗壮，叶片宽厚，并可用蓝色光进行叶色鉴定，当叶肉细胞为多倍体时，其绿色比二倍体的浓。由于叶肉细胞与性细胞同源，便可得知性细胞是否是多倍体。 （4）花、果实鉴定：多倍体的花、果实一般均比二倍体的要大，而且常花瓣肥厚，花色较鲜艳。 （5）可育

38、性鉴定：多倍体的结实率较低，一般种子大且数量少，对于同源多倍体，几乎难以见到种子。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,二、多倍体后代选育 人工诱变多倍体只是育种工作的开始，因为任何一个新诱变成功的多倍体都是未经筛选的育种原始材料，必须对其选育、加工才能培育出符合育种目标的多倍体新品种。 对于同源多倍体，由于其结实率低，后代也存在分离现象，因此，一旦选出优良多倍体植株，能无性繁殖的则采用无性繁殖方法加以利用和推广。繁殖时主要利用主枝，因为侧枝有可能是嵌合体。对于只能用种子繁殖的12年生草本花卉，根据其多倍体后代分离特点可采用适当的选择方法，不断去劣留优，使其成为纯系后再加以利用推广。

39、多倍体进行有性繁殖时，要求其母本必须是真正的多倍体，父本花粉也须进行鉴定。此外还要注意诱导成功的四倍体与普通二倍体的隔离。如果利用的是三倍体品种，则需每年制种，即把二倍体品种与四倍体品种隔行种植，使其天然杂交后来产生三倍体。为避免自花授粉，制种时还需先培育出雄性不育系。 对于多倍体品种，栽培时应适当稀植，使其性状得到充分发育，并要注意加强管理。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,第四节 单倍体育种 所谓单倍体育种就是指用诱发单性生殖（如花粉培养）的方法，使杂交后代的异质配子长成单倍体植株，经染色体加倍成为纯系，然后进行选育的一种育种方法。,上篇：园林植物遗传学,琚淑明,徐州工程学院,

40、第四节 空间诱变育种 空间诱变育种，就是利用返回式卫星、航天飞机等气球，搭载植物种子或其他繁殖材料，使它们在宇宙空间微重力强辐射条件下，发生基因突变或染色体变异，从而进行新品种选育的一种方法。,作业,射线的种类及其特点； 如何对辐射处理的后代进行选育； 应用Co60进行辐射育种的技术流程。 主要的化学诱变试剂； 化学诱变处理的方法； 多倍体育种的技术流程；,2.缺失和重复的纯合体常表现致死或生活力降低，而倒位和易位的纯合体则表现正常，这是为什么？,3.有一个倒位杂合子，它的一条染色体上基因的连锁关系如下： 另一条染色体上在cdef区域有一个倒位。 a. 这是什么类型的倒位？ b. 画出这两条染

41、色体的联会图。,4.某个植株是隐性基因aa的个体，授以AA植株上经X射线照射过的花粉，在400个F1中有3株表现隐性形状，怎样解释这一现象？ 4.一个相互易位杂合体的植株与一正常核型的植株杂交： （1）在子代中正常：易位杂合体：易位纯合体的比率如何？ （2）纯合易位的表型没有什么特征，与正常个体难于区分，采用什么样的杂交组合，根据什么样的结果来区分它们？,5.植物相互易位的杂合体通常是半不育的，但是半不育性也可能由于一个杂合体的隐性致死等位基因所造成，你采取什么方法在一个半不育的植物中区分这两种可能性？ 6.在玉米中，蜡质基因和淡绿色基因在正常情况下是连锁的，然而发现在某一品种中，这两个基因是独立分配的： （1）你认为可以用那一种染色体畸变来解释这个结果？ （2） 那一种染色体畸变将产生相反的效应，即干扰基因之间预期的独立分配,thanks,