多倍體育種研究進(jìn)展

藥用植物多倍體育種研究進(jìn)展多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!藥用植物育種手段系統(tǒng)選育雜交育種倍性育種誘變育種生物技術(shù)育種組織培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)與體細(xì)胞雜交基因工程育種分子標(biāo)記育種多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!從現(xiàn)代植物遺傳改良的研究現(xiàn)狀來看,植物界存在著2種優(yōu)勢效應(yīng)值得關(guān)注：一種是雜種代所表現(xiàn)的雜種優(yōu)勢效應(yīng),另一種是染色體組多倍化所導(dǎo)致的優(yōu)勢效應(yīng)。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!植物的多倍性與生境多倍體與異常環(huán)境：異常環(huán)境是多倍體產(chǎn)生的原因之一。多倍體植物大都出現(xiàn)于干旱或潮濕的生境。多倍體與海拔。海拔高度對多倍體的產(chǎn)生頻率也有影響。多倍體比它們的二倍體祖先具有更強(qiáng)的適應(yīng)性,它們能占據(jù)二倍體尚未占有或不能占有的空間。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!主要內(nèi)容一、多倍體的概念與分類二、多倍體育種材料的選擇三、獲得多倍體的方法四、多倍體藥用植物的特點(diǎn)五、多倍體的鑒定六、藥用植物多倍體育種存在的問題七、藥用植物育種材料的利用多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!多倍體加倍的原因1、同源多倍體形成的原因2、異源多倍體形成的原因3、同源異源多倍體形成的原因多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!1.1自然體細(xì)胞染色體加倍形成

自然一些幼小的植物體細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂時，染色體已經(jīng)復(fù)制，遇到低溫等不良條件的影響，細(xì)胞呼吸作用降低，能量減少，紡錘體不能牽拉染色體向兩極移動，于是產(chǎn)生的子細(xì)胞中染色體加倍(如:馬鈴薯)，其形成過程與加倍成因見圖1:多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!1.3人工誘導(dǎo)體細(xì)胞染色體加倍形成人工用秋水仙素處理幼小的植物體或萌發(fā)的種子，使得細(xì)胞有絲分裂紡錘體形成受到抑制，染色體不能向兩極移動，于是產(chǎn)生的子細(xì)胞中染色體加倍，或加倍的植株產(chǎn)生加倍的生殖細(xì)胞后與正常的生殖細(xì)胞或加倍的生殖細(xì)胞發(fā)生受精作用發(fā)育成不同加倍的個體(如:無子西瓜)，其形成過程與加倍成因見圖3:多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!2.1自然異源多倍體形成的原因在自然條件下不同物種發(fā)生傳粉與受精后發(fā)育成種子，種子萌發(fā)成的植株再次在自然條件下加倍，于是形成可育的異源多倍體(如:蘋果)，其形成過程與加倍成因見圖4:多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!2.3細(xì)胞工程培育異源多倍體形成的原因分離不同物種的體細(xì)胞，用纖維素酶和果膠酶去掉細(xì)胞壁，將原生質(zhì)體進(jìn)行融合，誘導(dǎo)融合的原生質(zhì)體形成細(xì)胞壁，通過組織培養(yǎng)培育成異源多倍體植株(如:白菜-甘藍(lán)，形成過程加因見圖6:多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!多倍體育種作為植物遺傳基因的主要載體-細(xì)胞染色體,其倍數(shù)性的變化是導(dǎo)致植物產(chǎn)生較大遺傳變異、產(chǎn)生性狀變化的重要途徑。人為采取各種物理、化學(xué)、生物等方法,促使植物細(xì)胞染色體成倍數(shù)性增加,從而達(dá)到改變植物遺傳性狀、提高產(chǎn)量、提高抗逆性和有效成分含量,這種方法稱為多倍體育種。多倍體育種包括自然多倍體的挖掘和人工多倍體的誘導(dǎo)。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!細(xì)胞和形態(tài)的巨大性多倍體植物染色體的加倍直接促使細(xì)胞核物質(zhì)與細(xì)胞體積的增大,尤其是氣孔器保衛(wèi)細(xì)胞與花粉粒的增大較為明顯。多倍體氣孔的大小與保衛(wèi)細(xì)胞的大小增大了,但氣孔的密度卻較二倍體降低了。藥用植物多倍體與二倍體花粉相比一般表現(xiàn)為花粉粒增大,但畸形率高。細(xì)胞體積增大致使多倍體植株的農(nóng)藝性狀發(fā)生明顯變化,突出表現(xiàn)在器官具有巨大性:葉片變大變厚,莖桿變粗,植株高大,花器變大,果實(shí)變大,種子變大。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!例如菖蒲在長期自然變異過程中形成了二倍體、四倍體和六倍體等各種類型,據(jù)化學(xué)測定,其根莖的含油量、精油的化學(xué)成分、植物體內(nèi)草酸鈣的含量與染色體倍數(shù)有關(guān),二倍體中不含β-細(xì)辛醚;三倍體含β-細(xì)辛醚和順甲異丁香油酚的混合物;四倍體植株精油中含有比三倍體高兩倍β-細(xì)辛醚。人工誘導(dǎo)懷牛膝同源四倍體中蛻皮激素較原植物高出達(dá)10倍多。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!藥用植物有成分在不同倍性的植物體中不同,但并不呈正比關(guān)系,例如毛曼陀羅的三倍體生物堿含量較二倍體、四倍均高。另外藥用植物經(jīng)加倍后可能產(chǎn)生新的性狀和的化學(xué)成分。例如福祿考同源四倍體中能夠產(chǎn)生親本所不含有的黃酮類成分;菘藍(lán)同源四倍體中游離氨基酸成分組成與二倍體親相比也不盡一致,從中可篩選出具有藥理活性的前化合物。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!抗病性增加四倍體蒲公英經(jīng)多年引種馴化觀察,未發(fā)現(xiàn)能影響其產(chǎn)量與質(zhì)量的病害,表現(xiàn)出極強(qiáng)的抗病能力,另外具有抗寒性的優(yōu)點(diǎn)。由日本薄荷和庫葉薄荷誘導(dǎo)的異源四倍體具有抗粉霉病、抗寒等優(yōu)點(diǎn)。西瓜枯萎病對二倍體是毀滅性病害,但三倍體、四倍體西瓜都具有較強(qiáng)的抵抗能力。芝麻本來不能抵抗變?nèi)~病,但它和野生雜交獲得的雙二倍體抗變?nèi)~病的能力較強(qiáng)。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!選擇染色體倍數(shù)低的物種

染色體倍數(shù)高的物種在進(jìn)化過程中已經(jīng)利用了多倍化的優(yōu)點(diǎn),再對其進(jìn)行加倍選優(yōu)較為困難。另外倍數(shù)較高的物種再加倍,往往造成生殖、代謝失調(diào)。因此在多倍體誘導(dǎo)之前應(yīng)了解染色體組數(shù)及近緣物種的多倍化的程度。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!選擇雜合性高的材料多倍體的遺傳特性建立在育種材料的遺傳組成的基礎(chǔ)上。雜合性高的材料,遺傳基礎(chǔ)豐富,可塑性大,加倍成功后多倍體后代變異豐富,易于選擇出優(yōu)良變異類型。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!選擇無性繁殖的植物無性繁殖可以很好地解決生產(chǎn)上對種子的依賴性,如地黃、魚腥草、山藥等均可進(jìn)行無性繁殖。另外利用無性繁殖可以基本固定和保持上一代的優(yōu)良性狀,完全克服了多倍體在減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)的種種異常行為。因此具有無性繁殖能力的藥用植物更適合進(jìn)行多倍體育種。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!三、獲得多倍體的方法多倍體誘導(dǎo)就是利用人工的手段,使生物染色體加倍的現(xiàn)象。人工誘導(dǎo)多倍體有3種方法即物理方法生物學(xué)方法化學(xué)方法多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!2.2生物學(xué)方法生物技術(shù)在中藥材品種改良方面有很好的應(yīng)用潛力,早在20世紀(jì)30年代人們用嫁接、切傷等方法對馬鈴薯、龍葵誘變多倍體,上世紀(jì)80年代起,隨著組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展,人們用原生質(zhì)體融合技術(shù)(又稱體細(xì)胞雜交)經(jīng)培養(yǎng)誘導(dǎo)分化同源或異源多倍體植株。

胚乳是由精子和二個極核融合形成的三倍體組織,通過培養(yǎng)可直接得到三倍體植株,三倍體植株一般無籽,這對部分藥用植物來說是非常有益的性狀,如山茱萸、枸杞由于果核大種子多,給加工帶來困難,且降低產(chǎn)量和質(zhì)量。三倍體植株可經(jīng)加倍處理產(chǎn)生六倍體,這也是產(chǎn)生多倍體又一有效途徑。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!秋水仙素處理用秋水仙素處理誘導(dǎo)多倍體，只有處理正在分裂的細(xì)胞獲得多倍體，通常以植物莖端分生組織或者發(fā)育的幼胚材料，此外，花分生組織也可作為處理對象，誘導(dǎo)配子染色加倍，再經(jīng)傳粉受精獲得多倍體種子。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!實(shí)體處理加倍法浸漬法、涂抹法、棉花球滴浸法、噴霧法等,以浸漬法尤為常用,先將種子浸種催芽,待胚根露白時,把種子浸在0.1%~0.5%的秋水仙素溶液中24h,取出沖洗脫藥,隨即播種;藥劑濃度視植物對秋水仙素敏感性不同而異,有效濃度一般在0.01%~0.4%,以0.2%最為常用。處理時間,一般不少于24h,濃度高時處理時間相應(yīng)短,間歇處理要比持續(xù)處理效果更好,處理溫度一般在18℃~20℃之間,溫度較高時成功的可能性較大。運(yùn)用秋水仙素水溶液直接浸泡種子的方法成功地在許多植物上誘導(dǎo)出了多倍體,但其有效誘導(dǎo)效率低,而且秋水仙素用量太大,毒害作用最直接,植物易因缺氧而死亡。在實(shí)體人工誘導(dǎo)加倍中,秋水仙素作用的主要對象是生長點(diǎn),只有生長點(diǎn)的細(xì)胞全部加倍,才能獲得加倍成功的植株,但這種幾率很小,由此獲得加倍材料多為嵌合體,往往不能穩(wěn)定遺傳,而且受環(huán)境干擾大,并且可能產(chǎn)生回復(fù)突變,所以實(shí)體處理加倍法沒有普及多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!4、影響誘導(dǎo)的因素外植體倍性水平秋水仙素濃度及處理時間滲透劑二甲基亞砜多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!倍性水平植株染色體的倍性水平對誘導(dǎo)染色體加倍有很大的影響,一般而言,低倍性的材料較易發(fā)生染色體加倍。隨著倍性的增加,多倍體的誘導(dǎo)成功率逐漸下降。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!滲透劑二甲基亞砜滲透劑二甲基亞砜(DMSO),能夠促進(jìn)秋水仙素快速浸透到植物組織中,并顯著提高秋水仙素的加倍效果。同時,二甲基亞砜能減輕秋水仙素的毒害作用,并降低嵌合體的發(fā)生率。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!倍性鑒定的方法多倍體鑒定的方法較多,總的來說可分為三個平:

農(nóng)藝性狀鑒定法染色體鑒定其他鑒定方法多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!(2)染色體鑒定農(nóng)藝性狀只是初步鑒定,要確認(rèn)染色體是否加倍,最可靠的方式是直接進(jìn)行染色體鑒定,最常用的方式是鑒定根尖細(xì)胞或花粉母細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目。一般而言,根尖的染色體數(shù)目加倍,仍不能排除獲得的植株是嵌合體的可能性,如果花粉粒(生殖細(xì)胞)的染色體數(shù)目加倍,則表示獲得的是多倍體植株。在實(shí)踐中,進(jìn)行染色體計(jì)數(shù)取材料常限于植物的旺盛分裂的根尖或莖尖,不同物種細(xì)胞大小存在明顯的差異,分裂周期也不盡相同,想要獲得分散良好清晰的制片，某一物種最優(yōu)的技術(shù)程序還需實(shí)驗(yàn)來探索最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)程序。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!流式細(xì)胞儀鑒定近年來,流式細(xì)胞儀用于植物細(xì)胞核DNA含量測定的研究陸續(xù)在世界各國開展起來,利用流式細(xì)胞儀測定細(xì)胞核DNA含量可鑒定植物倍性水平。其技術(shù)原理在于提取植物的細(xì)胞核后,采用碘化吡啶、阿定橙等熒光染料對染色體進(jìn)行染色，流式細(xì)胞儀可測量其熒光強(qiáng)度的變化。流式細(xì)胞儀為植物染色體倍性的研究提供了一條便捷的途徑,鑒定快速方便，且準(zhǔn)確性較高，可對材料進(jìn)行批量檢測，并能測出嵌合體。其缺點(diǎn)在于這種方法依賴流式細(xì)胞儀,而這種儀器比較昂貴。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!其它方法還有一些研究者利用遠(yuǎn)紅外成系統(tǒng)來辨別多倍體植株或個體,其主要依據(jù)是根植物加倍后,其保衛(wèi)細(xì)胞的開閉程度與二倍體保細(xì)胞的開閉程度有差別,由此導(dǎo)致兩者的葉片表溫度也有相應(yīng)差別,遠(yuǎn)紅外成像系統(tǒng)對葉片溫度常敏感,能辨別0.03℃的溫差,因此,它能迅速而確地辨別和鑒定出多倍體。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!1.嵌合體

通常利用傳統(tǒng)的誘導(dǎo)多倍體方法對材料誘導(dǎo)加倍時，誘導(dǎo)材料的分生細(xì)胞很難全部被加倍成為多倍體，所得到的植株往往是多倍體細(xì)胞所占比例不同的嵌合體。嵌合體植株會表現(xiàn)出多倍體的特征,但也可能在當(dāng)代和后代發(fā)生倍性的恢復(fù)。對于有性繁殖材料,只有生殖細(xì)胞被成功加倍才能保證下一代為多倍體，對于可以進(jìn)行無性繁殖的材料可以通過無性繁殖選擇淘汰嵌合體，得到較為純合的多倍體植株。但是在組織培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)胚性細(xì)胞和愈傷組織產(chǎn)生多倍體，往往可以獲得和形成的純一的多倍體植株，因此利用組織培養(yǎng)技術(shù)與多倍體誘變相結(jié)合可以較好地解決這一問題。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!3、有效成分的測定多倍體誘導(dǎo)成功,僅僅是多倍體育種的步,還要盡可能獲得多倍體植株,以便能在多種變異中,選出我們所要求的類型,在此基礎(chǔ)上,采用組培快繁技術(shù)。有效成分含量與倍性不成比例多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!六、藥用植物多倍體材料的利用

1.作為育種原始材料2.培育優(yōu)良新品種3.用于遺傳研究4.研究物種的起源與進(jìn)化5.研究基因作用多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!2.培育優(yōu)良新品種充分利用多倍體的優(yōu)越性培育優(yōu)良品種是藥用植物多倍體育種的目標(biāo)。因物種與品種間的差異,有些多倍體材料會表現(xiàn)出營養(yǎng)器官的巨大性以及有效成分含量高和抗逆性強(qiáng)等優(yōu)良性狀,適當(dāng)加以選育即可應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐,或者結(jié)合組織培養(yǎng)與遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)培育其它優(yōu)良多倍體品種。更容易通過多倍體育種成功獲得的植物是那些從誘導(dǎo)多倍性的兩個普遍效應(yīng)(即細(xì)胞增大和育性降低)中得益最大而受害最小的植物,顯然大部分的藥用植物屬于這種類型。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!4.研究物種的起源與進(jìn)化

基因組加倍被認(rèn)為是植物進(jìn)化的主要動力。據(jù)估計(jì),約70%的顯花植物在進(jìn)化史上曾發(fā)生過至少一次的多倍體。許多重要的作物,如香蕉、咖啡、棉花、玉米、馬鈴薯、燕麥、大豆、甘蔗、小麥等都是多倍體。已經(jīng)在生產(chǎn)上表現(xiàn)了明顯的優(yōu)良性狀,是人們生活不可缺少的經(jīng)濟(jì)作物和糧食作物?；蚪M測序顯示擬南芥也是古四倍體,盡管其基因組在被子植物中幾乎是最小的。大多數(shù)天然多倍體經(jīng)歷了長期的染色體進(jìn)化及基因“多倍體二倍化”,其二倍體祖先同樣也不斷進(jìn)化或業(yè)已滅絕,因此研究涉及到多倍化的物種進(jìn)化過程的研究,主要通過天然多倍體與其二倍體祖先的“候選”后代間的基因組差異,以及新合成的人工多倍體與其原種的比較進(jìn)行研究。人工誘導(dǎo)的多倍體材料其親緣關(guān)系明確,是研究多倍化早期基因組變化的理想材料。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!自然界中的多倍體多倍體植物在自然界中普遍存在,并被認(rèn)為是推動植物進(jìn)化的重要因素,是物種形成的途徑之一。自然界中大約一半的被子植物,三分之二的禾本科植物，80%的草類，18%的豆類是多倍體。（在高等植物中，苔蘚植物53%是多倍體，蕨類植物97%是多倍體，高等植物約5%是多倍體，被子植物大約70%是多倍體。）蓼科、景天科、薔薇科、錦葵科、禾本科和鳶尾科中多倍體最多,許多農(nóng)作物及果樹、蔬菜是多倍體,如小麥、燕麥、棉花、馬鈴薯、花生、煙草、甘薯、苜蓿、山藥、韭菜、薺菜、苦苣菜和香蕉等均為天然的多倍體。多倍體在動物中較為罕見。自然界中同源多倍體很少，絕大多數(shù)是異源多倍體。

多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!多倍體與植物生長習(xí)性生長習(xí)性是影響多倍體頻率的內(nèi)在因素之一。196種多倍體植物中草本最多,占總數(shù)的58.67%,藤本次之,其中多年生草本比一年生的多倍體數(shù)量多76.92%,。多年生草本有效的無性繁殖(克隆生長和克隆繁殖)和多倍性的高百分比之間存在著相關(guān)性。同時,根狀莖多年生植物多倍體現(xiàn)象少于塊莖二年生植物。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!一、多倍體概念種類多倍體分同源多倍體、異源多倍體和同源異源多倍體。同源多倍體是一個物種的染色體加倍所致;異源多倍體是不同物種結(jié)合后，染色體加倍所致;同源異源多倍體是在同源多倍體的基礎(chǔ)上又有來自另一物種的染色體組。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!1、同源多倍體形成的原因1.1自然體細(xì)胞染色體加倍形成1.2自然細(xì)胞減數(shù)分裂染色體異常加倍形成1.3人工誘導(dǎo)體細(xì)胞染色體加倍形成

多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!1.2自然細(xì)胞減數(shù)分裂染色體異常加倍

減數(shù)分裂中染色體已經(jīng)復(fù)制，但在分裂時染色體沒有向兩極移動，仍在一極，這樣產(chǎn)生的配子染色體沒有減半。通過與正?；虍惓５呐渥影l(fā)生受精作用發(fā)育成加倍形成的個體(如:香蕉)，其形成過程與加倍成因見圖2多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!2異源多倍體形成的原因

2.1自然異源多倍體形成的原因2.2人工誘導(dǎo)異源多體形成的原因2.3細(xì)胞工程培育異源多倍體形成的原因多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!2.2人工誘導(dǎo)異源多倍體形成的原因通過人工雜交得到種子，將萌發(fā)種子或幼苗用秋水仙素處理即得到可育的異源多倍體(如:二粒小麥)，其形成過程與加倍成因見圖5:多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!3同源異源多倍體形成的原因

在自然或人工誘導(dǎo)形成的同源多倍體基礎(chǔ)上，通過人工或自然與另一物種雜交，然后自然或人工使染色體加倍即可得到可育的同源異源多倍體(如:六倍體菊芋)，其形成過程與加倍成因見圖7:多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!多倍體植物的特點(diǎn)生物產(chǎn)量高器官巨大性不育性速生性營養(yǎng)成份或有效成份增加抗病抗逆能力提高等多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!生理活性物質(zhì)的變化多倍體生理特性的變化必然引起新陳代謝及其產(chǎn)物的變化。多倍體的總糖、非還原糖、還原糖及淀粉的含量高于二倍體,但細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分,如纖維素、半纖維素和粗纖維含量較低。煙堿、粗脂肪、蛋白質(zhì)與維生素C的濃度高于二倍體。四倍體可溶性灰分的含量在所有情況下都高于二倍體。藥用植物加倍后有效成分的含量有所增加,這樣的變化對藥用植物品質(zhì)育種有著重要意義。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!秋水仙素誘變長春花細(xì)胞中長春堿的含量為普細(xì)胞的2.9倍和5.2倍。菘藍(lán)四倍體葉中靛蘭玉紅及根中離氨基酸含量均有顯著提高。丹參同源四倍體中隱參酮、丹參酮IA、丹參酮IIA分別比原植物高203.26%、70.48%、53.16%。杭白芷多倍體的藥用分歐前胡素含量比原植物高出近2倍。

多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!抗逆性增加

大多數(shù)的多倍體,無論是天然的還是人工誘導(dǎo)的,都對外界環(huán)境條件具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,如四倍體顛茄能忍耐莫斯科的自然條件下的嚴(yán)寒,而且很少發(fā)病害。對十字花科植物的研究發(fā)現(xiàn)多倍體有更加頑強(qiáng)的抗寒性。蕨類植物染色體基數(shù)很高說明其現(xiàn)存物種是從第四紀(jì)嚴(yán)酷環(huán)境對二倍體多倍體選擇的結(jié)果。同源四倍體番茄在鹽濃度脅迫下表現(xiàn)較好。很多植物的同源多倍體對除莠劑的抗性較強(qiáng)。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!二、多倍體育種材料的選擇正確選擇育種材料是多倍體育種取得成功的基礎(chǔ)。并不是所有中草藥都適合多倍體育種方法,除按照常規(guī)育種手段的要求選擇材料外，還應(yīng)結(jié)合多倍體育種的特殊性來選擇加倍材料。一般誘導(dǎo)材料應(yīng)選取異花受粉、以無性繁殖為主、收獲營養(yǎng)器官的多年生植物作為誘導(dǎo)材料較為合適。由于多倍體植株的能育性較原植物降低,對于收獲種子為主的或者以有性繁殖為主的藥用植物來說,則不宜采用多倍體的方法。

多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!選擇近緣物種中多倍體比例高的物種

顯花植物中的天然多倍體物種所占的比例與該類植物在進(jìn)化中的地位有密切的關(guān)系。進(jìn)化程度越高,多倍體物種所占比例越大。單子葉植物各科中多倍體物種的比重存在很大差別,如芭蕉科多倍體物種數(shù)比例最小(10.7%),龍香蘭科多倍體物種比例最大(100.0%)。在多倍體比例大的科屬中進(jìn)行多倍體育種,要比多倍體比例小的科屬中容易成功。另外,同科屬中多倍體物種比例高會更有利于多倍體材料的進(jìn)一步選育。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!選擇不以種子為主要收獲物的材料同源多倍體一般孕性低,結(jié)實(shí)率低且種子不飽滿。對于糧食作物中多以種子為主要收獲物的物種來說,結(jié)實(shí)率低是影響多倍體育種的主要困難。藥用植物除巴豆、薏苡等少數(shù)物種以種子入藥外,大部分是以根、莖、葉等營養(yǎng)器官為主要收獲物,因此藥用植物多倍體育種可以避開孕性低這一困難,而充分利用多倍體營養(yǎng)器官巨大性的優(yōu)點(diǎn)。多倍體育種在藥用植物上具有獨(dú)特的優(yōu)勢和更大的應(yīng)用價值,藥用植物多倍體育種是一條很有前途的育種途徑。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!選擇遠(yuǎn)緣雜種后代

通過遠(yuǎn)緣雜交可以充分利用物種的的遺傳物質(zhì)通過重組分離產(chǎn)生豐富的變異,但由于兩物種親緣系較遠(yuǎn)易造成遠(yuǎn)緣雜交不親和性或雜種不育性。通染色體加倍后形成異源多倍體,可以克服遠(yuǎn)緣雜交困難,提高結(jié)實(shí)率并形成雙二倍體雜種。遠(yuǎn)緣雜交多倍體育種的結(jié)合是選育新物種、新作物、新品種的要育種手段。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!2.1物理方法用于誘導(dǎo)多倍體的物理方法有電離射線、離心力、溫度激變等，人們用高溫處理草木樨獲得多倍體植株，用Co射線處理萌動的杜仲種子可以產(chǎn)生多倍體，但物理方法誘導(dǎo)效率低且不穩(wěn)定，故未能普及。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!2.3化學(xué)方法化學(xué)誘導(dǎo)多倍體是指利用秋水仙堿、富民隆、生物堿、除草劑等化學(xué)藥劑處理正在分裂的細(xì)胞以誘導(dǎo)染色體加倍的方法。這種方法的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)方便、誘導(dǎo)作用專一性強(qiáng)、突變頻率高,是目前應(yīng)用最普遍的方法,其中以秋水仙堿和除草劑效果最好。然而,在藥用植物多倍體誘導(dǎo)中應(yīng)用最廣泛的是秋水仙素多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!3、多倍體誘導(dǎo)方式秋水仙素誘導(dǎo)的方式包括：

實(shí)體處理加倍法離體處理加倍法。

多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!離體處理加倍法離體處理加倍法是對植株某一離體部分,如頂芽、腋芽、莖等外植體進(jìn)行秋水仙素處理,再進(jìn)行組織培養(yǎng)的方法。它包括兩條途徑,一是先用秋水仙素溶液處理培養(yǎng)材料,然后再轉(zhuǎn)入分化培養(yǎng)基;二是在含有秋水仙素的固體培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時間,誘導(dǎo)加倍,再轉(zhuǎn)入分化培養(yǎng)基。離體處理加倍法具有明顯的優(yōu)越性:試驗(yàn)條件容易控制,結(jié)果重復(fù)性高;誘導(dǎo)效率高,嵌合體發(fā)生率低。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!外植體在染色體加倍試驗(yàn)中,外植體一般為愈傷組織、種子、芽、胚狀體、莖尖分生組織以及葉片等。不同外植體的生理生化狀態(tài)不同,尤其是內(nèi)源激素有差異,必然影響不同外植體染色體加倍的頻率。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!秋水仙素濃度及處理時間秋水仙素的濃度和處理時間是影響染色體加倍的最重要的外在條件,也是實(shí)驗(yàn)中主要的可控手段。用秋水仙素水溶液處理外植體時,關(guān)于濃度和處理時間的最適宜組合,會因植物種類的不同而有很大的差別,沒有一定的規(guī)律可言,根據(jù)目前獲得的成功報道,秋水仙素的有效濃度很廣,0.006%~0.5%之間均有成功報道,最常用的濃度是0.2%;處理時間的確定,理論上應(yīng)為一個細(xì)胞分裂周期的時間與藥液透入細(xì)胞的時間之和,6h~7d之間都有成功的報道。因?yàn)殡S著處理濃度的增加,秋水仙對細(xì)胞的傷害越大,細(xì)胞死亡率會增加,選擇合適的濃度和處理時間,對誘導(dǎo)染色體加倍至關(guān)重要。所以在實(shí)驗(yàn)中篩選出一個合適的的濃度和處理時間,是多倍體育種中一項(xiàng)很重要的工作。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!四、倍性的鑒定經(jīng)過處理獲得的植株往往不是一個單純的多倍體,而是一個嵌合體,有原二倍體也有四倍體等其他倍性的多倍體,還經(jīng)常存在非整倍體,所以經(jīng)處理獲得的植株在以后各代還要篩選才能獲得一個完整的多倍體植株。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!(1)農(nóng)藝性狀鑒定法.多倍體植株,一般表現(xiàn)為巨大性,莖變得低矮粗壯;葉片加厚,綠色加深;花朵、果實(shí)和種子體積變大,整個植株變成巨型,這些特征都可作為判別多倍體植株的初步依據(jù)。多倍體植株當(dāng)代外部形態(tài)變化明顯,一般表現(xiàn)為植株畸形,葉色深綠,葉片皺縮。生長受阻。解剖特征表現(xiàn)為表皮細(xì)胞變大,氣孔器增大,氣孔密度降低,保衛(wèi)細(xì)胞中葉綠體數(shù)增加,花粉增大,花粉敗育率增高,種子結(jié)實(shí)率降低。這些特征都作為鑒定多倍體的特征性狀。人工誘導(dǎo)的多倍體材料在整個生長期均可以通過外部形態(tài)特征和解剖學(xué)特征來進(jìn)行判定。這是初步鑒定多倍體的方法,該方法簡單直觀,但結(jié)果僅作為參考。多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!（3）其他鑒定方法流式細(xì)胞儀鑒定分子生物學(xué)鑒定多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!分子生物學(xué)鑒定RAPD和RFLP等分子標(biāo)記技術(shù)也已成功的應(yīng)用到多倍體鑒定領(lǐng)域的研究中,隨著分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展和完善,為多倍體的分子鑒定提供了更加良好的技術(shù)平臺多倍體育種研究進(jìn)展共66頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!五、藥用植物多倍體育種應(yīng)注意的幾個問題

四倍體由于染色體加倍引發(fā)的變異,經(jīng)常是有利性狀和不利性狀兼而有之,而且還常有不良連鎖存在