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摘 要:随着对多倍体产生的途径,特征等方面深入的研究,使得多倍体诱导植物显示出日益广阔的应用和发展前景。本文就近年来国内观赏植物的多倍体育种研究进展进行综述。
关键词:多倍体 育种 进展
中图分类号:Q81文献标识码:A文章编号:1007-3973(2010)06-091-01
多倍体是具有3套或3套以上完整染色体组的生物个体。自然界中大约有50%的被子植物,75%的禾本科植物都是属于多倍体,多倍体是生物群体进化的重要特征,而多倍化也是植物进化的重要力量,现在多倍体观赏植物的研究也正在逐渐深入。
自然界的多倍体在有性和无性阶段均可产生,所以可以将多倍体育种分为无性多倍化育种和有性多倍化育种。
1无性多倍化育种
无性多倍化是指通过物理或化学的方法来使植物的体细胞染色体加倍。其中,物理的方法包括了温度、机械创伤、辐射、逆境处理等,化学方法主要是使用一些化学药剂,包括了秋水仙碱、吲哚乙酸等,这些都可以诱导染色体加倍。在多倍体育种中,物理诱导的发生频率很低,其中辐射育种的突变方向还是不确定的,因此现在实验中采用的物理方法,其诱导结果都不是很理想。目前,使用最广泛的是化学处理药剂,它具有经济方便、诱变作用专一性强的特点。
1.1初期阶段
在多倍体育种探索的初期阶段,一般采用的是秋水仙素诱导法,也就是用秋水仙素这种化学药剂达到使植物多倍体化的目的。在实际操作中,秋水仙素诱导法常用的有浸渍法、涂抹法和注射法等。这种划分方式主要是根据秋水仙素作用的部位和作用的方式来进行的。
浸渍法是植株的种子或者一部份活体完全浸入到适宜浓度的秋水仙素溶液中,在适宜的温度和黑暗的条件下,处理一定的时间后,从而获得多倍体植株。而涂抹法是将适宜浓度的秋水仙素和适宜浓度的羊毛脂膏或者琼脂混合,然后直接涂抹到植株的生长点上,经过一段时间的处理后,达到诱变的方法。与涂抹法和相似的是注射法,只不过它是用注射器将秋水仙素溶液注入生长点中,从而来诱变植物的方法。
每种方法都有各自的优缺点。其中,浸渍法很简便,诱导效率高,但是经过这种方法处理的植株死亡率很高。而涂抹法简单易行,但是在实际操作中很容易出现嵌合体。注射法则由于针头很容易碰触生长点从而造成芽体死亡,因此在实际中应用的较少。
1.2成熟阶段
近年来,随着植物组织培养技术的越来越熟练,离体培养诱导方法已经成为发展的趋势。离题诱导的程序是用过滤灭菌后的秋水仙素溶液在无菌条件下浸泡离体植物组织,处理结束后用无菌水漂洗数次后,然后将其转入到培养基中培养,或者将外离体植物组织接种到添加了秋水仙素的培养基内,经过一段时间的诱导培养后,再转入到不含秋水仙素的培养基中,使其分化成苗。
离体组培诱导法是将组织培养技术和化学诱导加倍方法相结合,使秋水仙素在离体组织水平上诱导细胞内染色体加倍成为可能,这种方法很容易控制实验条件,实验结果也可重复,同时还减少了嵌合体提高的诱导率,具有很多优势。
2有性多倍化育种
有性多倍化育种是通过未减数分裂的配子(即2n)配子或多倍体亲本间相互杂交获得多倍体后代的一种方法,其中2n配子应用的更为广泛。
2.12n 配子的产生
2n 配子的产生原因有,核重组、 缺少减数分裂的第一次或第二次分裂、细胞质早分裂、缺少第二次细胞质分裂和减数分裂后的融合。这些都有可能导致2n配子的产生,当然,除植物偶尔自发产生2n 配子外,X射线、高温、低温或变温处理等因素也可以诱导植物2n配子形成。
2.22n配子在植物进化及遗传改良中独特的优越性
2n配子在植物进化和遗传改良中具有很多重要的作用和意义。通过2n配子杂交可提高子代的倍性,同时可克服由于体细胞加倍等无性多倍化而导致的杂种育性和生活力下降的问题;另外通过2n 配子和 n 配子杂交,可直接获得三倍体种质,而不需要四倍体的亲本,这缩短了育种周期,在农业生产生有重要意义;因此,2n配子杂交被认为是目的性状基因渐渗非常有效的途径,且杂交后代具有更广泛的遗传变异,杂交后代的性状也很稳定。
3关于多倍体观赏植物育种的展望
各种杂交新技术与多倍体诱导相结合,使观赏植物的育种工作有了很大突破。随着诱导系统的改进,2 n配子的应用,以及其他一些新技术的研究开发,相信不久的将来,可以创造出更加优良观赏植物品种。多倍体诱导观赏植物目前已经显示出了十分广阔的应用和发展前景,对于新技术和新方法的研究将会更快的推动该领域的发展。
参考文献:
[1]吴红芝,张锡庆,郑思乡.彩色马蹄莲多倍体的诱导[J].园艺学报,2008,35(3):443-446.
[2]商宏丽,汪卫星等.利用组织培养技术进行红千层多倍体`1诱导[J].西南农业大学学报(自然科学版 ),2003,25(5):396-399.
[3]唐志强.泡桐同源四倍体的诱导和鉴定及红果冬青、喜树底多倍体的诱导研究[D].武汉:湖北大学,2006.
[4]LIM KI BY UNG,RODRIG O BAR BAG ONZ A LEZ,ZHOU S Z,et al . Meiotic poly ploidization with homoeologous recombination induced by caffeine treatment in interspecific lily hybrids[J ]. K orean J o f Genetics. 2005 ,27(3) :219 - 226.
[5]MASAK OAK UTSU,SA T OMI KIT AMURA ,RY O T ODA. Production of pollen of As iatic hybrid lilies by nitrous oxide treatment[J]. Euphytica ,2007 ,155 :1 -2.
关键词:多倍体 育种 进展
中图分类号:Q81文献标识码:A文章编号:1007-3973(2010)06-091-01
多倍体是具有3套或3套以上完整染色体组的生物个体。自然界中大约有50%的被子植物,75%的禾本科植物都是属于多倍体,多倍体是生物群体进化的重要特征,而多倍化也是植物进化的重要力量,现在多倍体观赏植物的研究也正在逐渐深入。
自然界的多倍体在有性和无性阶段均可产生,所以可以将多倍体育种分为无性多倍化育种和有性多倍化育种。
1无性多倍化育种
无性多倍化是指通过物理或化学的方法来使植物的体细胞染色体加倍。其中,物理的方法包括了温度、机械创伤、辐射、逆境处理等,化学方法主要是使用一些化学药剂,包括了秋水仙碱、吲哚乙酸等,这些都可以诱导染色体加倍。在多倍体育种中,物理诱导的发生频率很低,其中辐射育种的突变方向还是不确定的,因此现在实验中采用的物理方法,其诱导结果都不是很理想。目前,使用最广泛的是化学处理药剂,它具有经济方便、诱变作用专一性强的特点。
1.1初期阶段
在多倍体育种探索的初期阶段,一般采用的是秋水仙素诱导法,也就是用秋水仙素这种化学药剂达到使植物多倍体化的目的。在实际操作中,秋水仙素诱导法常用的有浸渍法、涂抹法和注射法等。这种划分方式主要是根据秋水仙素作用的部位和作用的方式来进行的。
浸渍法是植株的种子或者一部份活体完全浸入到适宜浓度的秋水仙素溶液中,在适宜的温度和黑暗的条件下,处理一定的时间后,从而获得多倍体植株。而涂抹法是将适宜浓度的秋水仙素和适宜浓度的羊毛脂膏或者琼脂混合,然后直接涂抹到植株的生长点上,经过一段时间的处理后,达到诱变的方法。与涂抹法和相似的是注射法,只不过它是用注射器将秋水仙素溶液注入生长点中,从而来诱变植物的方法。
每种方法都有各自的优缺点。其中,浸渍法很简便,诱导效率高,但是经过这种方法处理的植株死亡率很高。而涂抹法简单易行,但是在实际操作中很容易出现嵌合体。注射法则由于针头很容易碰触生长点从而造成芽体死亡,因此在实际中应用的较少。
1.2成熟阶段
近年来,随着植物组织培养技术的越来越熟练,离体培养诱导方法已经成为发展的趋势。离题诱导的程序是用过滤灭菌后的秋水仙素溶液在无菌条件下浸泡离体植物组织,处理结束后用无菌水漂洗数次后,然后将其转入到培养基中培养,或者将外离体植物组织接种到添加了秋水仙素的培养基内,经过一段时间的诱导培养后,再转入到不含秋水仙素的培养基中,使其分化成苗。
离体组培诱导法是将组织培养技术和化学诱导加倍方法相结合,使秋水仙素在离体组织水平上诱导细胞内染色体加倍成为可能,这种方法很容易控制实验条件,实验结果也可重复,同时还减少了嵌合体提高的诱导率,具有很多优势。
2有性多倍化育种
有性多倍化育种是通过未减数分裂的配子(即2n)配子或多倍体亲本间相互杂交获得多倍体后代的一种方法,其中2n配子应用的更为广泛。
2.12n 配子的产生
2n 配子的产生原因有,核重组、 缺少减数分裂的第一次或第二次分裂、细胞质早分裂、缺少第二次细胞质分裂和减数分裂后的融合。这些都有可能导致2n配子的产生,当然,除植物偶尔自发产生2n 配子外,X射线、高温、低温或变温处理等因素也可以诱导植物2n配子形成。
2.22n配子在植物进化及遗传改良中独特的优越性
2n配子在植物进化和遗传改良中具有很多重要的作用和意义。通过2n配子杂交可提高子代的倍性,同时可克服由于体细胞加倍等无性多倍化而导致的杂种育性和生活力下降的问题;另外通过2n 配子和 n 配子杂交,可直接获得三倍体种质,而不需要四倍体的亲本,这缩短了育种周期,在农业生产生有重要意义;因此,2n配子杂交被认为是目的性状基因渐渗非常有效的途径,且杂交后代具有更广泛的遗传变异,杂交后代的性状也很稳定。
3关于多倍体观赏植物育种的展望
各种杂交新技术与多倍体诱导相结合,使观赏植物的育种工作有了很大突破。随着诱导系统的改进,2 n配子的应用,以及其他一些新技术的研究开发,相信不久的将来,可以创造出更加优良观赏植物品种。多倍体诱导观赏植物目前已经显示出了十分广阔的应用和发展前景,对于新技术和新方法的研究将会更快的推动该领域的发展。
参考文献:
[1]吴红芝,张锡庆,郑思乡.彩色马蹄莲多倍体的诱导[J].园艺学报,2008,35(3):443-446.
[2]商宏丽,汪卫星等.利用组织培养技术进行红千层多倍体`1诱导[J].西南农业大学学报(自然科学版 ),2003,25(5):396-399.
[3]唐志强.泡桐同源四倍体的诱导和鉴定及红果冬青、喜树底多倍体的诱导研究[D].武汉:湖北大学,2006.
[4]LIM KI BY UNG,RODRIG O BAR BAG ONZ A LEZ,ZHOU S Z,et al . Meiotic poly ploidization with homoeologous recombination induced by caffeine treatment in interspecific lily hybrids[J ]. K orean J o f Genetics. 2005 ,27(3) :219 - 226.
[5]MASAK OAK UTSU,SA T OMI KIT AMURA ,RY O T ODA. Production of pollen of As iatic hybrid lilies by nitrous oxide treatment[J]. Euphytica ,2007 ,155 :1 -2.