牧草育种中多倍体诱导方法研究进展
刘芳1，侯建华1，*
（1.内蒙古农业大学，内蒙古呼和浩特010010；2.中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特010010）摘要:主要介绍了牧草育种中化学和组织培养方法诱导染色体加倍的研究进展，并提出其发展趋势。
关键词:牧草育种；染色体加倍；秋水仙素；除草剂；组织培养
中图分类号：文献标识码：A
多倍体是高等植物染色体进化的显著特征。多倍体多个染色体组所产生的累积效应使其生物量、矿物质及营养成分增加，在性状上表现为叶大、花大、茎粗、色深、细胞内某些物质含量较高以及植株的生态适应力和抗逆性增强[1]。多年来，人工诱导多倍体的研究一直吸引着广大植物育种工作者。在众多的多倍体诱导方法中，秋水仙素诱导法效果理想、操作简单、成本也相对较低。秋水仙素被认为是使用最广泛的植物加倍化学药剂[2]。氨磺乐灵(Oryzalin)、甲酰胺草磷(Amiprophose methyl,APM)和氟乐灵(Trifluralin)等除草剂对一些植物中的离体多倍体诱导程度比秋水仙素高，药害程度比秋水仙素轻微，其应用范围正在扩大。而随着植物组织培养技术的发展，化学药剂可以在离体条件下诱导单个细胞染色体加倍，获得多倍体再生，克服常规人工加倍处理方法的缺陷。
1 化学方法，
1.1 秋水仙素在化学加倍法中的应用
江西省畜牧技术推广站从伯克（Birca）多花黑麦草中优选单株，用秋水仙素使染色体加倍后，又经60Co射线辐射种子，选育出四倍体赣选1号多花黑麦草[3]。
冰草中同源多倍体比较普遍，将二倍体诱导成四倍体是易于成功的，再把诱导成的四倍体与天然四倍体杂交，是冰草中最有前途的远缘杂交策略。冰草杂交品种Hycrest就是由诱导的四倍体冰草与天然的四倍体沙生冰草杂交获得[4]。
羊茅黑麦草种群的染色体加倍通常也采用秋水仙素的加倍方法[5]。这一工作既可在杂交前进行，也可在杂交后进行。通过种间杂交辅之以染色体加倍，人们现已从羊茅黑麦草种群中获得如下3 个模式品种：(1) 黑麦草杂种品种。将二倍体的多花黑麦草和多年生黑麦草先加倍后杂交，然后从杂种后代中选出品种。(2) 羊茅的双二倍品种。这是高羊茅欧洲型与地中海型间的杂种，由于这两个地理上远缘的品系相互杂交后F1 代植株完全不育，最终只能借助于染色体加倍恢复并提高育性。(3) 羊茅—黑麦草间的杂种品种。现在生产上所用的此类品种大都是将多花黑麦草与草地羊茅预先加倍后再杂交育成的。
各种因素对秋水仙素诱导效果的影响都有过报道[6-12]，包括方法、材料、浓度、时间、温度及恢复期温度等，同时预处理[13]和某些辅助剂[8，14，15]的影响也被探究过。
在实体人工加倍处理法中，普遍采用浸种法、注射法、涂抹法及包埋法，其中秋水仙素水溶液直接浸泡种子的方法成功地在菊花[9]、君子兰[16]、油菜[17]等植物上诱导出了多倍体，但其有效诱导效率低，而且秋水仙素用量太大，毒害作用最为直接，同时材料也可以因缺氧而死亡[18]。1997年郭立华、*通讯作者：侯建华(1962-),女，内蒙古人，教授，硕士生导师，主要从事植物遗传育种。Email:Houjh68@https://www.doczj.com/doc/6913541053.html,
作者简介：刘芳（1982- ），女，内蒙古人，在读研究生，研究方向为牧草遗传育种。
云锦凤等采用秋水仙素处理萌动种子的方法，对蒙古冰草（2n=14）的诱变效应进行了研究。结果表明：染色体加倍植株皆为二倍体和四倍体的混倍体；加倍植株在发育初期生长缓慢，其分蘖数和株高分别为对照二倍体植株的47.76%和72.83%；适宜处理浓度和时间分别为0.01～0.075%和2～6h。张秀丽[16]将山丹新麦草萌动种子用秋水仙素浸泡处理后其幼苗的变异主要表现为：胚芽鞘膨大呈棒状，幼根尖端肿大呈鼓锤状或圆球状。在秋水仙素浓度0.2％，4h的处理时间下，幼苗诱变率最高，为14.3％。张秀丽还对由新麦草成熟胚培养的再生小植株用浸泡法进行了染色体加倍处理，秋水仙素溶液浓度0.20％，植株的成活率8.60％，四倍体诱变率为
33.33％。用注射器将秋水仙素注入生长点的方法缺点在于针头易刺伤生长点，而造成生长点霉烂死亡，诱导效率低。涂抹生长点方法处理时虽然可以避免对生长点的机械损伤，死亡相对少一些，但难使药剂与生长点完全接融[20]。而用脱脂棉包埋生长点或胚芽则较好的解决了上述问题，在生姜[18]、成龄桑[20]上均获得了较好的效果。
除了以上四种方法，更多牧草育种工作者采用浸泡分蘖芽的方法。马艳红[21]以加拿大披碱草×野大麦杂种F1代为试验材料，用秋水仙素浸泡法处理其分蘖苗。秋水仙素浓度在0.15%～0.20%、处理时间为12～24h，诱变效果最好。王树彦[22]等将加拿大披碱草与老芒麦种间杂种F1代潜伏秋分蘖芽用秋水仙素溶液避光室温浸泡处理，然后移栽到田间。在生长过程中，部分处理植株的株高分别经历了1次低落，然后逐渐恢复生长，说明该处理植株受到诱变剂的严重影响，很可能形成了变异嵌合植株，经过严酷的生长竞争，变异的嵌合细胞被淘汰，正常的细胞逐渐恢复了生长。该试验没有加倍成功的植株。
人们在研究中发现，在实体人工诱导加倍中，秋水仙素作用的主要对象是生长点，只有生长点的细胞全部加倍，才能获得加倍成功的植株，但这种几率很小，由此获得加倍材料多为嵌合体，往往不能稳定遗传，而且受环境干扰大，并且可能产生回复突变[23]。
1.2 除草剂在化学加倍法中的应用
植物染色体加倍大多是通过使用秋水仙素(Colchicine)来实现的，但仍然存在一些缺点。为了寻找更加有效的诱导剂，国外已经做了大量的研究。研究表明，除草剂如氨氟乐灵(Pronamide)、氨磺乐灵(Oryzalin)、甲酰胺草磷(Amiprophose methyl,APM)和氟乐灵(Trifluralin)，对一些植物中的离体多倍体诱导程度比秋水仙素高，药害程度比秋水仙素轻微，除草剂类药剂的应用也在扩大。
磷酰胺类除草剂和二硝基甲苯类除草剂对植物微管蛋白的亲和力要比秋水仙素高, 在低浓度条件下具有比秋水仙素更高的微管蛋白解聚能力。在玉米和小麦中，抑制微管蛋白的有效浓度，秋水仙素是除草剂的100 或1 000 倍以上[24]。
不同的植物材料, 甚至同一材料不同的取材部位, 对离体染色体加倍影响较大。目前国内外报道的用于除草剂诱导的植物体材料主要有芽、子叶及子叶下胚轴、种子、茎尖和胚等，其诱导效果完全不同。
以一些植物的芽作为外植体[25]，除草剂的诱导浓度影响芽再生、多倍化程度以及再生植株成活率。和秋水仙素一样，除草剂浓度越高，处理时间越长，对植物组织的抑制程度越大，抑制过大，植株生长缓慢甚至死亡。反之，诱变效果不明显。因此，选择合适的浓度和处理时间对诱导染色体加倍至关重要。多年生暖季型牧草，Eastern gamagrass (Tripsacum dactyloides) （鸭茅状摩擦禾）[26]，用10、15、20μM AMP处理其芽3-5天后，有14个植株为4倍体。这些植株形态正常且能生产完整饱满的种子。流式细胞仪和染色体计数表明，其诱导后代具有四倍体重现性。一般认为，对具体材料而言，
浓度高时，处理时间短；浓度低时，处理时间长。且除草剂的处理时间在不同植物中不同。
2 组织培养加倍技术
2.1用秋水仙素溶液处理培养材料
随着植物组织培养技术的发展，使得秋水仙素可以在离体条件下诱导单个细胞染色体加倍，获得多倍体再生，克服常规人工加倍处理方法的缺陷。离体培养加倍法从已有的报道来看，离体条件下染色体加倍的途径有两条，一是先用秋水仙素溶液处理培养材料，然后转入分化培养基[14,27]；二是在含秋水仙素的固体培养基培养一段时间，诱导加倍[28]，再转入分化培养基。近年来研究发现，离体培养条件下染色体加倍具有试验条件容易控制；试验结果重复性强；工作效率高；嵌合体发生率低等明显的优势。因此，用秋水仙素进行离体组织的染色体加倍，尤其是第二条途径日益受到重视。Novak 早在1983年用3%秋水仙素+4%的DMSO采用上述两种方法处理大蒜茎尖，两种方法的诱导率分别为6.25 %、24.32 %[29]。
向齐君（1994）在液体培养基上用0.05%的秋水仙素处理小麦—黑麦杂种幼穗愈伤组织，再生植株的育性得到有效的恢复，48.1%的穗子结实，5.2%的穗子结实率达到34.8%。马艳红[21]以加拿大披碱草×披碱草杂种F1和加拿大披碱草×圆柱披碱草杂种F1为试验材料，取胚性愈伤组织，分别接种在含秋水仙素的诱导愈伤培养基上进行处理，之后分化成苗。处理后，不同浓度秋水仙素处理后其愈伤分化率变幅在17.50%～66.25%，且出现变异植株，其中，加拿大披碱草×披碱草杂种F1在秋水仙素处理浓度为150mg/L、处理时间为48h时，变异率最高，为12%；加拿大披碱草×圆柱披碱草杂种F1在秋水仙素处理浓度为200mg/L、处理时间为16h时，变异率最高，为10%。
张颖[30]等羊草×灰色赖草杂种F1细胞悬浮系建立后加入秋水仙素（2%二甲基亚砜）振荡处理，再分化成苗。其中0.03%处理24h、72h绿芽率分别为27.8%、72%，出苗率均为5.6%。而其他处理的出苗率均为0。张秀丽[19]在山丹新麦草多倍体诱导研究中指出：0.2％的秋水仙素处理30d的愈伤组织其四倍体诱变频率最高，为50.0％。以0.2％秋水仙素处理再生小植株5h的效果最好，成活率6.8%，四倍体诱变率为33.33％。王树彦[21]以加拿大披碱草与老芒麦种间杂种F1代为试验材料将F1代愈伤组织（5mm大小）继代于含0.2%秋水仙素的培养基上，直至分化成苗。与常温相比，4℃低温处理2d至7d,对愈伤组织的伤害更小。常温处理7d的愈伤组织分化频率较高分，为28.3%。但是长时间处理（45d）也不会导致愈伤组织完全死亡，可以增加诱变的机率。该育性恢复实验中，经F1代幼穗组织培养的再生植株在移栽入无菌土之前用0.2%秋水仙素溶液浸根24h，其育性恢复率为6.9%。用秋水仙素溶液浸泡再生苗使大量植株夭亡。但是，在部分单个株丛的较晚抽出的穗子上发现了自交结实的种子。每穗的种子数极少（1～7个），而且多数种子瘦小、干瘪、成熟度差。
2.2用除草剂处理培养材料
以多年生牧草茎尖作为外植体[24]，用除草剂进行离体诱导加倍，产生的嵌合体少而多倍体较多，可以有效代替秋水仙素。究其原因可能是由于茎尖诱导形成的愈伤组织不受基因型约束。
张颖[30]以羊草×灰色赖草杂种F1为材料，将在2.0mg/L2,4-D+MS诱导出的胚性较强的愈伤组织放入氟乐灵中振荡处理，然后分化成苗。其中只有200μM的氟乐灵处理过的愈伤组织绿芽率为80%，出苗率为5%，其他处理均未分化出苗，而且分化出的小苗在移栽过程中也较难成活。
3 分析与展望
3.1化学诱导是靠诱变剂与遗传物质发生一系列生化反应造成的。通过对上述实验总结，我们发现诱导不同植物、不同器官组织或细胞加倍所需化学试剂浓度和处理时间各不相同。所以找到适合实验材料的最佳处理试剂，发现最佳的处理时期和处理浓度是实验的关键所在。
化学方法的诱导率比较高，处理方式多样，可操作性强，所以得到了非常广泛的应用，但这种方法也有不少的弊端[31]。秋水仙素诱导效果较高，但其价格昂贵，对生物体毒害作用较大，处理后的植株容易出现烂苗、死苗、生长缓慢等现象，成活率太低。即使成活，也容易产生嵌合体。而除草剂对一些植物中的离体多倍体诱导程度比秋水仙素高，药害程度比秋水仙素轻微，除草剂类药剂的应用也在扩大。
郑永强等用同一浓度(500mg/L ) 秋水仙溶液对小麦单倍体苗进行浸根加倍处理时，持续供应O2的平均加倍率和加倍处理效率分别是83.2%和68.8%，高于不供O2的处理(72.7%和62.2%)。说明在对供试材料进行秋水仙素加倍处理时，给予持续O2供应是有意义的。将此法应用在牧草育诱变种多倍体诱导研究中将大大提高植株的成活率。此外，A. Kato[32]用氧化亚氮气体处理玉米单倍体幼苗2d(600KPa)，在六叶期(花原形成期)显著增加了玉米穗状花序和穗子上的可育小花的发生，以致在自花授粉后有一半左右(44%)的受处理后的单倍体产生了籽粒，在对照中，只有11%的单倍体由于自发染色体加倍而产生自交籽粒。证明在花原基形成期采用氧化亚氮气体处理单倍体玉米幼苗可以显著提高加倍率。氧化亚氮加倍法具有无毒害的优点，随着该加倍法技术日趋成熟，它在牧草育种中将逐渐推广和应用。
3.2组织培养加倍方法是组织培养技术与化学诱导加倍方法的结合，使得化学诱导剂在离体组织水平上诱导细胞内染色体加倍得以实现。这种方法较之单纯的化学诱导具有诱发频率更高，容易控制实验条件等优势，但由于其以化学诱导方法为基础，不可避免的具有前文所述的各种化学方法的弊端，化学诱导技术的新突破会给组织培养加倍技术带来新的改良。在研究中发现，培养基激素种类及浓度是影响染色体加倍最重要的外在条件[33]。适当改变愈伤组织培养过程中生长调节剂的浓度，将导致多倍化的频率发生改变[34]。多数研究表明，秋水仙素、氟乐灵处理后的愈伤组织分化时间延长，部分愈伤组织在生长过程中出现褐变现象，分化率明显下降，再生小植株生长缓慢，甚至夭亡。但愈伤组织变褐死亡率与秋水仙素、氟乐灵的浓度和处理时间不呈正比关系。所以对化学加倍剂对植物细胞的毒害机理及处理后愈伤组织变褐死亡的原因需进一步深入研究。
3.3原生质体和体细胞融合技术在植物多倍体育种工作中的应用前景广阔。此种技术手段不仅可以实现植物倍性的提高，同时可以有效克服有性杂交不亲和的生殖障碍。将倍性育种和杂交育种的优势结合起来，提供更加丰富的变异，融合后的细胞为细胞遗传物质的修饰提供了各种各样的可能性。随着我国空间技术的发展，可以充分利用太空的微重力环境，解决体细胞融合过程中在地心引力作用下，由于不同细胞沉降速度差异造成的融合率低这个技术难题，使细胞融合技术在多倍体育种工作中得到更广泛的应用。
3.4随着生物技术的发展，新的技术手段带给植物多倍体育种新的更广阔的思路，然而，传统的物理诱导和化学诱导手段依然是育种工作相当重要的方法。由于其经济实用、简单有效、技术成熟等优势，在科研和生产实践中将持续得到广泛的应用。
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The Technique about Inducing Polyploid of Pasture Breeding
LIU Fang1,HOU Jianhua1,*,SUN Juanjuan2
(1.Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010010,China ;
2.Grassland Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Science ,Hohhot 010010,China) Abstract:The research progress of chemic and tissue culture technique about inducing polyploid of pasture breeding were introduced and its development trend was put forward in this paper.
Key words: Pasture breeding ;Chromosome doubling; Colchicines; Herbicides; Tissue culture
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植物多倍体的诱导及其鉴定 一、实验目的 1、通过实验，掌握化学诱导植物多倍体的原理以及方法，学习利用秋水仙素诱导植物多倍体的一般方法及多倍体诱导在植物育种上的意义。 2.学习利用细胞学方法观察鉴定多倍体的特点以及诱导染色体加倍后的细胞学表现，利用染色体分析的方法对多倍体的细胞做出准确判断。 二、实验原理 生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目，这是物种的基本特征之一。多倍体是细胞中具有3个或3个以上的染色体组的生物体。在植物育种上，利用多倍体可以改良作物的经济性状，同时还可以利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。 利用一些化学因素诱导植物产生多倍体，秋水仙素是诱导多倍体形成最有效和常用的药品之一，利用秋水仙素处理正在进行有丝分裂的细胞，可以抑制纺锤丝的形成，使细胞有丝分裂中期纺锤丝断裂或纺锤体形成受抑制，有丝分裂后期，复制的染色体无法移向两级，细胞内的染色体加倍，形成多倍体。因此在适宜浓度的秋水仙素作用下，它既可以有效的阻止纺锤体的形成，又不至于对细胞发生较大的毒害，因此，细胞经一定时期后仍可恢复正常，继续分裂，只是染色体数目加倍成为多倍性细胞，并在此基础上进一步发育成为多倍体植物。将秋水仙素处理的植物根尖，制成临时装片，利用显微镜观察根尖分生区细胞中的染色体数目而确定是否形成染色体。 三、实验材料、器具及试剂 1、实验材料：发芽的蚕豆，蚕豆幼苗 2、实验器具：显微镜、解剖针、小试管、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、吸水纸、试管、培养皿、烧杯。 3、实验试剂：秋水仙素： 0.1%浓度。 卡诺固定液：3份95％酒精与1份冰醋酸配制而成。 1mol/l盐酸，45%醋酸，改良苯酚品红，70%酒精。 四、实验步骤 1、取材：将种子消毒，并于无菌水中浸泡24小时后，将蚕豆种子（2n=16）培 养在培养皿内的湿滤纸上，室温或28℃发芽，待胚根长达1~2cm时， 取出萌发的种子，用自来水洗2~3次，备用。 2、预处理：将胚根长到1~2cm的蚕豆种子移到盛有0.1%秋水仙素的润湿的的吸 水纸的培养皿内，室温下处理48h,待观察到根部有膨大时取出固 定，与在水中进行培养的蚕豆种子（一般植物生长周期为17~18h） 做对照。同时，将实验组蚕豆根尖的生长情况与对照组的蚕豆根尖 生长情况拍照做对比。 3、固定: 取出秋水仙素处理的蚕豆种子，用清水洗净萌发的蚕豆种子上的秋水
植物多倍体的诱发和鉴定 一、实验目的 通过实验，进一步了解人工诱导多倍体的原理，并初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的一般方法及细胞学鉴定。 二、实验原理 染色体是遗传物质的主要载体。每一个物种都具有特定的形态特征。各个物种细胞内染色体的数目都是相对恒定的，这是一个重要的生物学特征。染色体数目和结构的改变，将会导致生物性状的改变。遗传学中把二倍体生物配子中所具有的染色体成为一个染色体组，通常用n来表示。而一个染色体组中包含的染色体数目成为染色体基数，用x表示。同一个染色体组的各个染色体的形态、结构和连锁基因群都彼此不同，但它们构成一个完整而协调的体系。 细胞中染色体数目的变异类型有两类：整倍体变异和非整倍体变异。整倍体变异指体细胞中染色体数目按染色体组的基数（x）成倍数增加或减少的现象。具有两套染色体组的生物体成为二倍体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的整倍体为多倍体。多倍体按其来源可以分为：同源多倍体和异源多倍体，同源多倍体是指具有三个或三个以上相同染色体组的细胞或个体；异源多倍体是体细胞中含有两个以上不同类型染色体组的多倍体。 自然界中的多倍体主要存在于植物中，动物中的多倍体很少。多倍体可以在自然条件下产生，也可以人工诱导形成。人工诱导多倍体通常采用物理方法和化学方法。物理方法有高温、低温、超声波、嫁接和切断等，化学方法是使用秋水仙素、异生长素、萘骈乙烷来诱导多倍体。在诱导多倍体的方法中，以应用化学药剂更为有效，其中以秋水仙素效果最好，使用广泛。秋水仙素阻碍有丝分裂中细胞纺锤体的形成，这样细胞不能分离，产生染色体加倍的核。 本实验用适当浓度的秋水仙素处理洋葱或大蒜根尖，待根尖膨大后制片观察，可诱发多倍体。 三、实验材料 大蒜根尖 四、实验方法与步骤 （一）根尖多倍体的诱发 将大蒜去掉老根，置于盛水的培养皿上，25℃条件下培养发根，待不定根长出1cm时取出洗净，把水晾干后移到0.1%秋水仙素溶液中，根尖朝下，使根部浸没在药液中，于10℃培养箱中低温培养，直到根尖膨大为止。 （二）固定 用清水洗净根尖上的秋水仙素，剪取约1cm长的膨大根尖，以卡诺固定液固定2~24h，清水洗净固定液，再移入70%酒精保存。 （三）解离 将根尖放入小指管中，加1mol/L盐酸，量以没过根尖0.5cm即可，60℃恒温水浴锅中进行水解约6min。 （四）染色 倒掉解离液，用清水反复冲洗根尖，用解剖针切去1mm左右的根尖，置于载玻片上，
植物多倍体培养 4月10日起 摘要：植物多倍体是指每个细胞中的染色体数具有3套或更多套数的植物。随着染色体组倍数的增加，有可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。因此，植物多倍体的研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。本次实验就是通过用拟南芥种子作为实验材料，通过培育多倍体拟南芥，来熟悉掌握一般的多倍体诱导的方法。 1.引言 1916年温克勒（H.Winkler）在番茄与龙葵的嫁接试验中发现，在愈伤组织长成的枝条中有番茄的四倍体。自1937年布莱克斯利（https://www.doczj.com/doc/6913541053.html,keslee）和埃弗里（A.G.Avery）利用秋水仙素诱发曼陀罗四倍体获得成功以后，各国相继展开人工诱发多倍体的试验研究。1947年，木原均、西山市三发表《利用三倍体无子西瓜之研究》，报导了三倍体无子西瓜选育成功。1959年，西贞夫等利用四倍体结球甘蓝和四倍体白菜杂交，成功地育成双二倍体新种——“白蓝”。目前，已有1000多种植的获得了多倍体。中国于20世纪50年代开始多倍体育种的研究。70年代以来，蔬菜多倍体育种取得许多重要进展，已培育出三倍体、四倍体西瓜，四倍体甜瓜以及萝卜、番茄、茄子、芦笋、辣椒和黄瓜等蔬菜多倍体材料。 多倍化后，多个等位基因互作产生了更多的组合和更多样的功能变化，从而比二倍体亲本拥有更高的杂合性和更迅速的环境适应力，表现为抗逆性增强及克服远缘杂交的不育性等特点而倍受园艺育种学家的青睐。 多倍化导致植物基因组发生部分或全部的重复，其后伴随着DNA排除、DNA同质化、基因沉默和染色体重排等，从而改变了二倍体祖先基因组中基因连锁关系、遗传平衡及遗传修饰式样赋予多倍体基因组新的细胞遗传学特性,使之在细胞形态、核型特征以及基因表达等方面表现出极大的生物学多样性，从而加速物种的进化。 经典理论认为，植物天然多倍体基因组主要起源于体细胞有丝分裂异常、未减数分裂配子融合和种间杂交三个途径。 目前的研究，特别是2003年拟南芥全基因组测序完成之后，多倍体的认识有了新的概念，像拟南芥这种典型的二倍体植物，基因组极小，但却是一个典型的endopolyploid，在生长过程中存在普遍的基因组多倍化事件，科学家研究认为是基因组的表达需要而使得拟南
植物多倍体的诱导及观察 一．目的要求 学习秋水仙素人工诱导多倍体的技术，了解诱导原理和常用的诱变方法。 二．原理 秋水仙素诱导植物多倍体的机制在于其能阻止正在分裂的分生细胞不能形成纺锤丝，使已纵裂的染色体不能彼此分向两极，从而形成一个加倍的核，进而发育成一个新的多倍体植株。三．试验材料、仪器及药品 材料：大麻种子 仪器及用品：培养皿、镊子、秋水仙素、蒸馏水、烧杯、玻棒、滴管、吸水纸 四．试验步骤 （1）本实验采用浸渍法：将事先泡好的种子分别装在10个培养皿中，每个培养皿中放20粒。分别采用0.15%、0.2%、 0.25%浓度的秋水仙素处理，分别进行24小时，36小时， 48小时的处理。对照的培养皿用蒸馏水处理。处理结束 后，用清水洗干净残余药液，在用蒸馏水培养。 （2）观察种子发芽情况并记录。 五．作业与思考题 （1）列表记录观察结果 表一种子发芽情况统计
（注：不同处理的培养皿中20粒种子的出芽情况） （2）变异最明显的处理与对照的比较 左：对照右：0.25%/36h的处理 上：对照下：0.25%/36h的处理 结果分析：通过不同浓度的秋水仙素处理大麻种子，我们可知，在不同浓度不同时间处理下的大麻种子出芽情况不一致。由表一知在浓度为0.2%，处理时间为36小时的情况下发芽率最高，而由图可知，在浓度为0.25%，处理时间为36小时的情况下，大麻种子的芽与对照相比较粗壮，长势良好。 （3）秋水仙素处理中要注意的问题 ①注意处理部位的选择 处理的组织应该是旺盛分裂的组织。如萌动的种子、正在膨大的芽、根尖、幼苗、嫩枝生长点、花蕾等。 ②注意药剂浓度和处理时间的选择 溶液的浓度不宜过高或过低。过高，会引起伤害，以至致死；过低，又不起作用。一般采用临界范围内的高浓度、短时间处理。 通常，草本浓度较低，木本浓度较高。
《牧草与饲料作物栽培学》教学大纲 一、基本信息 二、教学目标及任务 要求学生了解常用牧草和饲料作物的生产特性，掌握其高产栽培技术，能够根据畜牧业生产的需要合理安排牧草和饲料作物栽培，具备组织和指导饲草生产的能力。 三、学时分配 四、教学内容及教学要求 第一章耕作栽培基础 第一节牧草与饲料作物的生长发育规律 习题要点：饲草生长发育规律 第二节牧草与饲料作物生长发育对环境的要求 习题要点：生产生长发育与环境因素的关系 第二节牧草与饲料作物的生产管理 习题要点：饲草高产栽培管理 本章重点、难点：饲草种类不同，生长发育及环境要求不同，栽培管理不同。 本章教学要求：了解饲草生长发育过程，理解环境对饲草生长的影响，把握不同饲草生长规律，结合环境条件，能够建立合理的栽培管理措施。
第二章牧草 第一节豆科牧草 习题要点：豆科牧草种类及栽培管理要点 第二节禾本科牧草 习题要点：禾本科牧草种类及栽培管理要点 第三节其它牧草 习题要点：其它牧草种类及栽培管理要点 本章重点、难点：牧草种类多，管理要点不同，需要认真区别掌握。 本章教学要求：了解常见栽培牧草营养价特性，理解栽培管理措施的相关理论依据，把握其高产优质生产措施。第三章禾谷类饲料作物 第一节玉米 1．玉米特性、特征 2．栽培管理方法 习题要点：玉米高产栽培方法 第二节高粱及其它禾谷类饲料作物 1．高粱特性、特征 2．栽培管理方法 习题要点：高粱高产栽培方法 本章重点、难点：禾谷类饲料作物高产栽培措施；如何合理轮作、间作 本章教学要求：了解禾谷类饲料作物生长特性，理解环境因素对生长的影响，把握高产栽培措施。 第四章豆类饲料作物 第一节大豆 1．大豆特性、特征 2．高产栽培措施 习题要点：大豆高产栽培方法 第二节其它豆科饲料作物 1．种类及特性 2．高产栽培措施 习题要点：豆科饲料作物种类及相关栽培方法 本章重点、难点：豆科饲料作物高产栽培措施；结合种植业，合理轮、间作。 本章教学要求：了解豆科饲料作物种类及特性，理解栽培措施与生长特性的相关性，把握高产栽培措施。 第五章根茎瓜类饲料作物 第一节块根、块茎类饲料作物 1．甘薯 2．胡萝卜 3．其它块根、块茎类饲料作物 习题要点：块根、块茎类高产栽培措施 第二节瓜类饲料作物 1．南瓜 2．其它瓜类 习题要点：瓜类饲料作物栽培要点 本章重点、难点：根茎类、瓜类饲料作物高产栽培措施；合理生产利用。 本章教学要求：了解此类饲料作物种类及特性，理解栽培措施与生长特性的相关性，把握高产栽培措施。 第六章叶菜类饲料作物 第一节常见叶菜类饲料作物 1．甘蓝 2．牛皮菜 习题要点：叶菜类高产栽培措施
实验六植物多倍体的诱导及其细胞学鉴定 一、实验目的 通过实验掌握植物多倍体的方法和技术，观察多倍体的特点及染色体加倍后的细胞学表现。利用染色体分析的方法对多倍体的细胞作出准确判断。 二、实验原理 生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目，这是物种的基本特征之一。多倍体是细胞中具有3个或3个以上的染色体组的生物体。自然界中有许多植物是多倍体，也是变异发生的重要途径之一。多倍体在形态较二倍体植物个体大，叶片上的气孔也很大，较易辩认。多倍体研究在育种具有重要的意义。利用一些诱发因素可以人工诱导植物产生多倍体。这些因素包括物理的因素、化学因素等。其中最为有效是化学药品是秋水仙素，秋水仙素colchicine（C22H25O6N）是1937年发现的，是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。能够抑制细胞有丝分裂时形成的纺锤体，染色体虽然完成了复制，但是不能形成两个子细胞，因而使染色体的数目加倍。含加倍的染色体的体细胞再分裂出来的子细胞，染色体数目都比原来的体细胞增加了一倍，就形成了一个多倍体植株。 三、实验试剂和用具 秋水仙素：0.02%、0.05%、0.1%浓度。 卡诺固定液：3份95％酒精与1份冰醋酸配制而成。 龙胆紫溶液：将0.5克龙胆紫溶解在100毫升，2％醋酸溶液中配制成0.5％龙胆紫溶液。 醋酸洋红溶液：将1克洋红与100毫升冰醋酸混合后煮沸，煮时可加锈铁钉一
枚，略具铁质的1％醋酸洋红染液能增强染色效果。 搪瓷盘、镊子、剪刀、烧杯、培养皿、恒温水浴锅、纱布、试管。 四、实验材料 催芽的玉米种子、玉米幼苗。 五、实验方法 （一）玉米种子的处理和检测 （1）玉米种子的处理：浸泡催芽的水稻种子的秋水仙素浓度为0.02%、0.05%、0.1%，浸泡时间为12h、24h、48h。浸泡后用蒸馏水冲洗三次，继续用培养皿培养一周。 （2）、多倍体检测：剪取根尖（或胚芽）2-3mm,投入盛有10%HCL的培养皿中解离10min，再清水漂系2次。将漂洗后的根尖（或胚芽）放入0.5％龙胆紫溶液或1％醋酸洋红溶液中染色3-5min，制片，然后镜检观察染色体的倍性。记录结果（表6-1）。 表6-1 玉米种子检测结果统计
植物多倍体在植物育种中的作用和意义2019-08-29 09:11:08| 分类：生物技术|举 一个物种细胞中染色体形态结构和数目的恒定性是这个种的重要特征。我们把二倍体个体中能维持配子或配体正常功能的、最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组。当生物体内细胞染色体组数达到3组或3组以上者，称为多倍体。多倍体在植物进化中有很重要的意义。随着植物自然演化地位的提高，多倍体所占比例增大。据有关资料显示，自然界中，多倍体在裸子植物中占物种的13%，在单子叶植物中占42.8%,在双子叶植物中占68.6%,即显花植物中约有一半的物种是通过多倍体途径形成的次生种,其中有些是在一个属内存在着不同倍数的种,有些是在同一种内存在着不同倍数的品种。遗传学上把一个属内不同种的染色体按某一基数而倍增的现象称为染色体倍数性系列，或多倍体系列。处在倍数性系列上的植物，因其基因剂量存在差异、所以各有相异的表型，它们在细胞染色体尚未数清以前，就早已为形态分类学家区分为不同的种群。 多倍体(polyploid)是高等植物染色体进化的显著特征。一般所讲的多倍体是指染色体组的数目在3(3n)或3以上(>3n)的个体、居群和种，如3倍体(3n)、4倍体(4n)、5倍体(5n)等都是多倍体。多倍体的种类，根据产生方法分为：天然多倍体(natural polyploid)和人工多倍体(artificial polyploid)；根据染色体来源分为同源多倍体(homologous polyploid)，增加的染色体来源于同一物种和异源多倍体（heterologous polyploid），增加的染色体来源于不同的物种或不同的属；根据染色
植物的多倍体培养 植物多倍体培养 4 月10 日起 摘要：植物多倍体是指每个细胞中的染色体数具有3 套或更多套数的植物。随着染色体组倍数的增加，有可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。因此，植物多倍体的研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。本次实验就是通过用拟南芥种子作为实验材料，通过培育多倍体拟南芥，来熟悉掌握一般的多倍体诱导的方法。 1. 引言 1916 年温克勒( H.Winkler )在番茄与龙葵的嫁接试验中发现，在愈伤组织长成的枝条中有番茄的四倍体。自1937 年布莱克斯利( https://www.doczj.com/doc/6913541053.html,keslee )和埃弗里( A.G.Avery ) 利用秋水仙素诱发曼陀罗四倍体获得成功以后，各国相继展开人工诱发多倍体的试验研究。 1947 年，木原均、西山市三发表《利用三倍体无子西瓜之研究》，报导了三倍体无子西瓜选育成功。1959 年，西贞夫等利用四倍体结球甘蓝和四倍体白菜杂交，成功地育成双二倍体新种——“白蓝”。目前，已有1000多种植的获得了多倍体。中国于20世纪50 年代开始多倍体育种的研究。70 年代以来，蔬菜多倍体育种取得许多重要进展，已培育出三倍体、四倍体西瓜，四倍体甜瓜以及萝卜、番茄、茄子、芦笋、辣椒和黄瓜等蔬菜多倍体材料。 多倍化后，多个等位基因互作产生了更多的组合和更多样的功能变化，从而比二倍体亲本拥有更高的杂合性和更迅速的环境适应力，表现为抗逆性增强及克服远缘杂交的不育性等特点而倍受园艺育种学家的青睐。 多倍化导致植物基因组发生部分或全部的重复，其后伴随着DNA排除、DNA同质化、 基因沉默和染色体重排等，从而改变了二倍体祖先基因组中基因连锁关系、遗传平衡及遗传修饰式样赋予多倍体基因组新的细胞遗传学特性, 使之在细胞形态、核型特征以及基因表达等方面表现出极大的生物学多样性，从而加速物种的进化。 经典理论认为，植物天然多倍体基因组主要起源于体细胞有丝分裂异常、未减数分裂配子融合和种间杂交三个途径。 目前的研究，特别是2019 年拟南芥全基因组测序完成之后，多倍体的认识有了新的概念，像拟南芥这种典型的二倍体植物，基因组极小，但却是一个典型的endopolyploid ，在生长过程中存在普遍的基因组多倍化事件，科学家研究认为是基因组的表达需要而使得拟南 芥在生长过程中基因组不断的复制自我，因此，自身的基因型以及内源加倍在目前也被认为是多倍体产生的一个重要途径 人工诱导多倍体的方法很多（在以大蒜根尖多倍体鉴定中）已详细说明，分为物理的（温度剧变、机械损伤、各种射线处理等）和化学方法的（各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等）诱导方法。其中，秋水
让我们走进多倍体动物的世界里去。一般来说，自然界中绝大多数植物和几乎所有的动物都是二倍体生物，但多倍体动物是否存在呢？相对于植物而言，动物界的多倍体现象就较为稀罕了。美洲角蛙是最先发现的多倍体动物，它具有四套染色体，又称为四倍体。以后，科学家们又陆续在低等动物中发现一些多倍体动物。例如，鱼类中有一些银鲫的种群，就是天然的三倍体。它们的繁殖方式与众不同，是以一种名为“雌核发育”的形式来生儿育女的。子女辈小鱼的遗传物质只来源于母亲，却不带有父亲的任何基因。那么雌核发育到底是怎么一回事呢？原来，雌核发育就是一种假受精现象。精子虽然能像模像样地钻入卵子中，并激活卵子，但是精子只是做了一个假动作，并没有真心真意地与卵子融合，更没有贡献出自己的染色体来共同参与卵球的发育。因此，从遗传学的角度看，由于遗传物质只来源于母亲，因此雌核发育与单性发育相似，惟一不同的是后者不需要精子刺激卵球发育而已。目前，大部分多倍体动物都是通过人工诱导的方法产生的。多倍体动物的诱导，一般多采用物理法和化学法。物理法又分冷休克、热休克、水静压等；化学法则使用细胞松驰素B、秋水仙素、咖啡因、高pH-高钙溶液等试剂处理受精卵。用这两类方法处理受精卵，目的都在于阻止合子减数分裂时第一极体或第二极体的释放，从而达到染色体组加倍的要求。多倍体动物具有生长速度快、成活率高及抗病能力强等特点，能带来可观的经济效益。更重要的是，多倍体动物往往体形彪悍，有“巨型化”的趋势。设想一下，如果人们能培育出像大象一般高大的牛，像鹅一般大的鸡，那该为我们的农业发展带来多大的利益啊。事实上，许多经诱导产生的多倍体动物，不仅个儿高大，而且身强力壮，例如，三倍体的草鱼、锦鱼、兰罗非鱼的生存力和生长速度，都要大于天然的二倍体鱼。在我国南方一些城市的菜场上出现一种鱼。从外形上看，这些鱼同普通的鲤鱼和鲫鱼并没什么两样，其价格却比普通的草鱼贵2～3倍。尽管如此，只要这种鱼一上市，“工程鱼”的牌子一挂上，马上就被人们抢购一空。看到这种情景，人们不禁要问：为什么这种鱼如此受到人们的亲睐呢？通过杂交方法，如采用类似于无籽西瓜的培育方式，来诱导动物三倍体。这种方法常常通过先大量诱导四倍体并培育到性成熟，然后再将四倍体与正常的二倍体进行“婚配”，生产出三倍体的子女。这种方法尤其适合于水产养殖动物。多倍体动物的另一个特点是高度不育，生产上可以利用这种特性提高养殖效益。比如，鱼类和其他动物一样，在它的一生中要经历“孕育———生长———繁殖后代”三个阶段。在池塘养殖中，鱼类生长成熟后，就要把从饲料中摄取的营养用来发育其生殖腺———精巢或卵巢。在这个时期，鱼的身体生长就会停滞，造成产量下降。而且，有的鱼类在怀卵、产卵期间，母体体色变得灰暗，无光泽，作为商品鱼的价值就要降低。科技人员用鱼类三倍体操作技术，把二倍体的小型优质鱼———塘虱鱼（学名胡子鲶），变成三倍体。这种人工三倍体塘虱鱼，比天然二倍体鱼生长快28% ，个体均匀，体色亮泽，性腺不发育或发育不良，投喂的饲料都用于鱼体生长增重。显然，这样养成的鱼，其经济效益和品质明显比二倍体优越. 此外，多倍体还能增加肉含量和肉中的营养成分，使之具有独特的风味等特点。比如，三倍体虹鳟的鱼肉质量和口味，明显优于二倍体；三倍体大西洋鲑可以耐低氧，可适应在低氧环境中生活，从而降低养殖成本。美国，三倍体牡蛎已经成为牡蛎养殖中的重要品种，且已达到商品化生产水平。1994年，美国西海岸约一半的牡蛎种苗是三倍体，虽然三倍体牡蛎的生活力与二倍体不相上下，但体形比二倍体大13% ～51% 。我国三倍体诱导和培育技术也方兴未艾。鲍，又名鲍鱼，是驰名世界的海产八珍之一。它贝壳坚厚，壳为“石决明”，是眼科用药；鲍肉营养丰富，美味可口，能明目养颜；鲍壳内面富有珍珠光泽，华丽多彩，是贝雕等工艺品的优质材料。世界鲍产量每年约2～3万吨，但自20世纪70 年代始，产量有下降趋势。由于产量不敷需求，鲍的价格居高不下。我国科学家选择台湾产
《牧草及饲料作物育种学》课程期中考试答案1一、名词解释（每小题 2 分，共 20 分）1、繁殖系数: 牧草的繁殖系数就是牧草种子繁殖自己的倍数，也就是单位面积产量与播种量之比。 2、体细胞杂交：指原生体在化学的、物理的或自发性的作用下，发生体细胞的融合，进而培养获得再生杂种植株的过程。 3、回交育种：从回交后代中选择具有目标性状的单株与亲本之一回交，如此连续进行若干次。当新选单株的目标性状比较稳定之后，经数代自交选育出新品种，这种育种方法称回交育种法。 4、育种家种子: 是由育种单位或育种家育成新品种时的核心种子，其长成的植株代表着该品种的典型形状和固有特征特性。 5、品比试验：由鉴定圃升级的优良品系，在较大的小区面积上进行更精确、更有代表性的产量比较试验，称品比试验 6、生理小种：在病源物的种、变种或专化型下，形态上相同，但对寄主植物不同品种致病力不同，由统一基因型所构成的生物型群，称为生理小种。 7、越冬性： 植物对低温寒害及越冬过程中冬春季复杂逆境的综合抗性。8、品种：品种是人类在一定的生态和经济条件下，根据自己的需要，经选择和培育而创造的某种植物的一种群体，它具有相对稳定的特定遗传性和生物学、形态学及经济性状上的相对一致性，在一定地区和一定的栽培条件下，在产量、品质和抗性方面，符合生产的要求。 9、远缘杂交：是指亲本间亲缘关系比较远的杂交，一般指植物分类学上属于不同种、属及亲缘关系更远的植物类型间的杂交，称为远缘杂交。 10、单倍体：具有配子染色体数的个体叫单倍体。 二、填空题（每空 1 分，共 20 分）
1、良种繁育的基本任务是第一（大量繁殖优良品种的种子），第二（保持品种的纯度和种性）。 2、远缘杂交的三大特点是（远缘杂交具有不亲和性），（杂种易夭亡，结实率很低，甚至完全不结实），（杂种后代分离范围广、时间长、中间类型不易稳定）。 3、生产上利用杂种优势提高产量，应该遵循以下3条原则 （选配遗传基础差异大的亲本），（尽量提高亲本的纯合度），（便于杂交，并能获得大量杂交种子）。 4、牧草的种质资源根据材料来源可分为（本地种质资源），（外地种质资源），（野生种质资源），（人工创造的种质资源）。 5、对植物的逆境胁迫可归以下三大类（温度胁迫），（水分胁迫），（矿物质胁迫）。 6、多次用于回交的亲本称（轮回亲本）亲本、只在第一次杂交时应用的亲本称（非轮回亲本）亲本。 7、植物的雄性不育性概括为三种类型（细胞质雄性不育性），（细胞核），（ 三、选择题（每小题 2分，共 20 《 》试卷（A / B） 第 页（共 页） 分） 1、把蒙古冰草从低纬度地区引到高纬度地区时,其生育期(C)。 A、延长 B、不变 C、缩短 2、在辐射育种中临界剂量指标是指(C)。 A、辐射之后全部植株死亡的剂量 B、辐射成活率占50%的剂量 C、辐射成活率占40%的剂量 D、辐射成活率占60%的剂量 3、以下牧草中属于自花授粉的是(B)。 A、紫花苜蓿 B、燕麦 C、冰草 D、羊草 4、培育脱毒品种的最佳方法是（C）。 A、远缘杂交 B、回交育种 C、茎尖培养 D、无性繁殖 5、植物遭受干旱胁迫有以下三种类型（A）。 A、大气干旱、土壤干旱、混合干旱 B、大气干旱、土壤干旱、环境干旱 C、土壤干旱、环境干旱、混合干旱 D、大气干旱、环境干旱、混合干旱
园艺植物多倍体的诱导和鉴定 中荷1001 李腾飞 一、多倍体的诱导： 物理方法温度骤变、机械创伤、辐射处理等都有可能诱发多倍体的产生。 化学方法主要是利用秋水仙素诱导多倍体。 生物方法： 有性杂交获得多倍体 组织培养获得多倍体 1、秋水仙素诱导多倍体：秋水仙素是从百合科植物秋水仙的器官和种子中提取出来的一种剧毒的植物碱。纯品为无色或淡黄色针状结晶，熔点155℃，有苦味，易溶于冷水、酒精、氯仿和甲醛。通常用水或酒精作溶媒。 秋水仙素诱导多倍体的原理：秋水仙素与正在分裂的细胞接触后，可抑制微管的聚合过程，不能形成纺锤丝，使染色体无法分向两极，从而产生染色体加倍的核。 适宜浓度的秋水仙素溶液，能阻碍纺锤丝的形成，但对染色体结构无明显影响。处理的细胞在一定时间内可恢复正常，重新进行分裂。 诱导方法：①浸渍法：可用溶液浸渍幼苗、新梢、插条、接穗、种子及球根类蔬菜、花卉等材料。为避免蒸发，宜加盖，
避光。 一般发芽种子处理数小时至3d或多至10d左右。秋水仙碱能阻碍根系的发育，处理后要用清水洗净后再播种。发芽种子的胚根，处理后往往受到抑制，发根较慢，为利于根的生长，可在药液中添加适当生长素。处理插条、接穗一般1-2d。处理幼苗时，为避免根系受害，可将盆钵架起来倒置，使茎端生长点浸入秋水仙碱溶液中。 ②涂抹法 把秋水仙碱按一定浓度配成乳剂，涂抹在幼苗或枝条的顶端，处理部位要适当遮盖，以减少蒸发和避免雨水冲洗。 ③滴液法 对较大植株的顶芽、腋芽处理时可采用此法。常用的水溶液浓度为0.1%~0.4%，每日滴一至数次，反复处理数日，使溶液透过表皮渗入组织内部。如溶液在上面停不住时，可将小片脱脂棉包裹幼芽，再滴加溶液，浸湿棉花。 ④套罩法 保留新梢的顶芽，除去顶芽下面的几片叶，套上一个防水的胶囊，内盛有含1%秋水仙碱的0.65%的琼脂，经24h即可去掉胶囊。这种方法的优点是不需加甘油，可避免甘油引起药害。 ⑤毛细管法 将植株的顶芽、腋芽用脱脂棉或纱布包裹后，将脱脂棉与纱
植物多倍体的诱导及细胞学鉴定 实验时间：4月6日 摘要一个物种细胞中染色体形态结构和数目的恒定性是这个种的重要特征。我们把二倍体个体中能维持配子或配体正常功能的、最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组。当生物体内细胞染色体组数达到3组或3组以上者，称为多倍体。多倍体在植物进化中有很重要的意义。本实验利用大蒜作为试验材料，利用秋水仙素诱导，使生长出多倍体根尖。然后通过制作大蒜根尖压片，观察染色体的数目，以鉴定大蒜根尖细胞是否为多陪细胞。（本实验报告主要从多倍体的鉴定方面展开，而多倍体培育方面，将在下次报告中给出。） 1.引言 生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目，这是物种的基本特征之一。遗传学中，将二倍体生物一个配子的染色体总和称为染色体组，也叫基因组，用n表示。以下是几种常见模式生物的染色体组数目：玉米，2n=20；拟南芥，2n=10；果蝇，2n=8；小鼠，2n=40；水稻，2n=24。又如，小麦染色体组可表示为2n=6x=42。其中x表示每一个染色体组的染色体数，称为染色体基数，它是物种演化过程中的染色体倍数性的关系。 多倍体是指细胞中具有3个或3个以上染色体组的细胞或个体,而多倍体可以分为:同源多倍体(具有3个以上相同染色体组的细胞或个体，且染色体组来源于同一物种（AAA，AAAA）)、异源多倍体(具有3个以上染色体组且染色体组来源于不同物种，通常由不相同的种杂交的杂种再经过染色体加倍而来（AABB，AABBDD）)。在自然界中许多植物都是多倍体，大约有30％～35％的被子植物，其中70％的禾本科植物属于多倍体，它们在植物进化中起了重要的作用，也是植物发生变异的重要途径之一。 多倍体植物，一般被认为是适应恶劣自然环境的结果，如我国西南部地区，温度变化激烈，紫外线辐射强，许多植物产生了多倍体类型。在自然界中，大多是因为温度骤变，导致细胞分裂时染色体不分离，从而形成了多倍体。 植物多倍体有许多特性，其中一些特性也为农业经济发展提供了帮助。巨大性，随着染色体加倍，细胞核和细胞变大，组织器官也变大，根、茎粗壮，叶宽厚、色深、花大、色艳、气孔、花粉粒、果实、种子大；可孕性低，多倍体特别是三倍体是高度不孕的，表现----
牧草育种中多倍体诱导方法研究进展 刘芳1，侯建华1，* （1.内蒙古农业大学，内蒙古呼和浩特010010；2.中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特010010）摘要:主要介绍了牧草育种中化学和组织培养方法诱导染色体加倍的研究进展，并提出其发展趋势。 关键词:牧草育种；染色体加倍；秋水仙素；除草剂；组织培养 中图分类号：文献标识码：A 多倍体是高等植物染色体进化的显著特征。多倍体多个染色体组所产生的累积效应使其生物量、矿物质及营养成分增加，在性状上表现为叶大、花大、茎粗、色深、细胞内某些物质含量较高以及植株的生态适应力和抗逆性增强[1]。多年来，人工诱导多倍体的研究一直吸引着广大植物育种工作者。在众多的多倍体诱导方法中，秋水仙素诱导法效果理想、操作简单、成本也相对较低。秋水仙素被认为是使用最广泛的植物加倍化学药剂[2]。氨磺乐灵(Oryzalin)、甲酰胺草磷(Amiprophose methyl,APM)和氟乐灵(Trifluralin)等除草剂对一些植物中的离体多倍体诱导程度比秋水仙素高，药害程度比秋水仙素轻微，其应用范围正在扩大。而随着植物组织培养技术的发展，化学药剂可以在离体条件下诱导单个细胞染色体加倍，获得多倍体再生，克服常规人工加倍处理方法的缺陷。 1 化学方法， 1.1 秋水仙素在化学加倍法中的应用 江西省畜牧技术推广站从伯克（Birca）多花黑麦草中优选单株，用秋水仙素使染色体加倍后，又经60Co射线辐射种子，选育出四倍体赣选1号多花黑麦草[3]。 冰草中同源多倍体比较普遍，将二倍体诱导成四倍体是易于成功的，再把诱导成的四倍体与天然四倍体杂交，是冰草中最有前途的远缘杂交策略。冰草杂交品种Hycrest就是由诱导的四倍体冰草与天然的四倍体沙生冰草杂交获得[4]。 羊茅黑麦草种群的染色体加倍通常也采用秋水仙素的加倍方法[5]。这一工作既可在杂交前进行，也可在杂交后进行。通过种间杂交辅之以染色体加倍，人们现已从羊茅黑麦草种群中获得如下3 个模式品种：(1) 黑麦草杂种品种。将二倍体的多花黑麦草和多年生黑麦草先加倍后杂交，然后从杂种后代中选出品种。(2) 羊茅的双二倍品种。这是高羊茅欧洲型与地中海型间的杂种，由于这两个地理上远缘的品系相互杂交后F1 代植株完全不育，最终只能借助于染色体加倍恢复并提高育性。(3) 羊茅—黑麦草间的杂种品种。现在生产上所用的此类品种大都是将多花黑麦草与草地羊茅预先加倍后再杂交育成的。 各种因素对秋水仙素诱导效果的影响都有过报道[6-12]，包括方法、材料、浓度、时间、温度及恢复期温度等，同时预处理[13]和某些辅助剂[8，14，15]的影响也被探究过。 在实体人工加倍处理法中，普遍采用浸种法、注射法、涂抹法及包埋法，其中秋水仙素水溶液直接浸泡种子的方法成功地在菊花[9]、君子兰[16]、油菜[17]等植物上诱导出了多倍体，但其有效诱导效率低，而且秋水仙素用量太大，毒害作用最为直接，同时材料也可以因缺氧而死亡[18]。1997年郭立华、*通讯作者：侯建华(1962-),女，内蒙古人，教授，硕士生导师，主要从事植物遗传育种。Email:Houjh68@https://www.doczj.com/doc/6913541053.html, 作者简介：刘芳（1982- ），女，内蒙古人，在读研究生，研究方向为牧草遗传育种。
牧草饲料作物栽培学陈宝书主编 课程教学内容（各章、节基本内容，用※标注为选学内容） 栽培较多的牧草： 苜蓿、沙打旺、草木樨、红豆草、野豌豆、羊柴、柠条及羊草、无芒雀麦、披碱草、老芒麦、冰草、苏丹草等； 栽培较多的饲料作物： 玉米、饲料大豆、苦荬菜、千穗谷、饲用甜菜等； 国内外著名的牧草饲料作物： 紫云英、小冠花、三叶草、百脉根、扁蓿豆、胡枝子、黑麦草、猫尾草、野茅、碱茅、紫羊茅、苇状羊茅、草地早熟禾等。 绪论 主要讲栽培牧草和饲料作物在国民经济中的地位。简述国内外牧草栽培现状和发展趋势，以及牧草饲料作物栽培学科的历史变迁、研究进展、发展方向和研究方法，同时简要说明本课程的性质、教学内容和教学任务等。该部分教学目标是使学生了解本课程在专业教学中的地位，在国民经济中的地位，以及本学科国内外发展现状和趋势。 第一章牧草的区划和分布 第一节牧草的分布了解我国牧草的起源概况。 第二节牧草的类型牧草的类型划分 第三节牧草的区划了解我国牧草的区划原则和依据及九大分区概况 第二章牧草饲料作物的生长发育 第一节生长发育的基本概念生长发育、生育期、生育时期、光周期现象、春化现象等基本概念； 第二节牧草各个器官的生长发育牧草种子特点及萌发特性；阶段发育理论；※第三章牧草地小气候（自学） 第四章土壤耕作及其耕作制 第一节土壤耕作的任务、作用和措施了解土壤耕作的概念、任务、作用、种类和措施； 第二节间混套种和复种掌握间作套种的概念及增产理论。
第五章牧草地建植和管理技术 第一节人工草地类型了解人工草地的类型 第二节播种技术及建植、管护掌握人工草地的建植及管理技术（包括混播技术和种子生产） ※第七章草田轮作 第一节轮作理论轮作的概念、原理及作用 第二节草田轮作技术茬口、轮作类型、草田轮作计划的编制 第九章豆科牧草 第一节豆科牧草概述了解豆科牧草的特点及常见种类。 第二节各论重点掌握苜蓿、三叶草、红豆草、小冠花等牧草的植物学特征、生物学特性、栽培和饲养利用技术。 第十章禾本科牧草 第一节禾本科牧草概述了解禾本科牧草的特点及常见种类。 第二节各论重点掌握无芒雀麦、黑麦草、羊草、冰草、披碱草等牧草的植物学特征、生物学特性、栽培和饲养利用技术。 第十一章其他科牧草 第一节概述了解常见栽培草中的其他科牧草种类及特点。 第二节各论重点掌握聚合草、串叶松香草、苦买菜等牧草的植物学特征、生物学特性、栽培和饲养利用技术。 第十二章谷类饲料作物 第一节玉米重点掌握玉米的生物学特性、栽培和饲养利用技术。 第二节其他禾谷类饲料作物简介燕麦、大麦、黑麦等。 第十三章豆类饲料作物 第一节饲用大豆重点掌握饲用大豆的特点、生物学特性、栽培和饲养利用技术。 第二节其他豆类饲料作物简介豌豆、蚕豆。 第十四章根茎瓜类饲料作物 第一节甜菜掌握甜菜的生物学特性、栽培和饲养利用技术 第二节甘薯掌握甘薯的生物学特性、栽培和饲养利用技术
植物多倍体在植物育种中的作用和意义2010-08-29 09:11:08| 分类：生物技术|举 一个物种细胞中染色体形态结构和数目的恒定性是这个种的重要特征。我们把二倍体个体中能维持配子或配体正常功能的、最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组。当生物体内细胞染色体组数达到3组或3组以上者，称为多倍体。多倍体在植物进化中有很重要的意义。随着植物自然演化地位的提高，多倍体所占比例增大。据有关资料显示，自然界中，多倍体在裸子植物中占物种的13%，在单子叶植物中占42.8%,在双子叶植物中占68.6%,即显花植物中约有一半的物种是通过多倍体途径形成的次生种,其中有些是在一个属内存在着不同倍数的种,有些是在同一种内存在着不同倍数的品种。遗传学上把一个属内不同种的染色体按某一基数而倍增的现象称为染色体倍数性系列，或多倍体系列。处在倍数性系列上的植物，因其基因剂量存在差异、所以各有相异的表型，它们在细胞染色体尚未数清以前，就早已为形态分类学家区分为不同的种群。 多倍体(polyploid)是高等植物染色体进化的显著特征。一般所讲的多倍体是指染色体组的数目在3(3n)或3以上(>3n)的个体、居群和种，如3倍体(3n)、4倍体(4n)、5倍体(5n)等都是多倍体。多倍体的种类，根据产生方法分为：天然多倍体(natural polyploid)和人工多倍体(artificial polyploid)；根据染色体来源分为同源多倍体(homologous polyploid)，增加的染色体来源于同一物种和异源多倍体（heterologous polyploid），增加的染色体来源于不同的物种或不同的属；根据染色
植物多倍体的诱导及其细胞学鉴定 摘要多倍体诱发在植物乃至在动物中都已经有了很广泛的应用，此次实验通过对大蒜根尖细胞进行多倍体诱发，初步了解并掌握了仍诱导多倍体的方法和技术，并对诱导组织进行了染色和压迫观察，进行了细胞学鉴定，掌握了判断多倍体细胞的方法和技术。 1.引言 多倍体这个名词在人们的日常生活中也许并不多见，但在自然界中多倍体的分布却十分广泛，人们平时的饮食生活中，也有多倍体的身影。现已知自然界大约有30％~35％的被子植物，70％的禾本科植物属于多倍体，它们在植物进化中起了重要的作用，也是变异发生的主要途径。而我们平时吃的山药是四倍体，小麦是异源六倍体，大豆是异源四倍体，香葱也是四倍体。 自然形成的多倍体大多是植物对恶劣的自然环境的适应，而自从1937年美国学者布莱克斯利（A.F.Blakeslee）等，用秋水仙素加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后，秋水仙素就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种。 花卉方面：矮牵牛、金鱼草、鸡冠花等多倍体植物多表现为叶片肥厚、花色艳丽、花期长、花瓣多等特点，观赏价值得到了提高；药材方面，板蓝根四倍体有效成分含量比普通二倍体对照高出约40%；林木方面，四倍体桑树及刺槐在生长量及抗逆性方面都较之二倍体对照有了较大提高；经济作物方面，多倍体水稻的稻粒比普通水稻更加饱满、肥大。 另外，在倍性育种的过程中，育种家们还发现，植物多倍体除了适应性强、有机合成速率增加、果实大等优点外，还可克服远源杂交的不结实性和诱变率高的优点，由此可见，在人工诱导植物多倍体的基础上，如能结合其它育种手段，以培育出高质量的植物新品种，大有潜力可挖。 现在，动物多倍体诱变也逐渐发展起来，最显著的应用便是鲍的诱变。人们发现，鲍的多倍体个体具有生长速度快、抗病力强、个体大等优点，具有明显的增产效果，极具推广价值。而利用水压法、温度法等方法，也已经实现了工业化的批量生产。 总之，随着人们对多倍体诱导技术及其它相关育种技术研究的深入，在不久的将来， 定能形成越来越多的人工多倍体种群，使多倍体诱导成为最有效的育种手段之一。 2.实验材料及方法 2.1实验材料 2.1.1试验材料
“牧草及饲料作物育种学”各章节 作业题 第一章第一章目标育种 作业：1 目标的概念？ 2 制定育种目标的原则？ 第二章牧草种质资源 作业：1 种质、种质资源的概念？ 2 种质资源的类别？ 3 种质资源的保存方法？ 第三章牧草繁殖方式与育种 作业：1 植物的繁殖方式可分为几种？ 2 有性繁殖植物根据其授粉方式分为哪几种？ 3 无性繁殖系的概念？ 4 无融合生殖主要有哪几种类型？ 5 如何采用遗传试验测定自然异交率？ 第四章引种 作业：1 引种的概念？ 2 引种的意义 3 不同纬度之间引种的规律？ 4引种程序？ 第五章选择育种 作业：1 选择育种的概念？ 2 选择的基本原则？ 3 单株选择和混合选择的优缺点？ 第六章综合品种与轮回选择育种法 作业：1 综合品种的概念？ 2 综合品种的特点？ 3 综合品种的地位？ 4 综合品种的程序？ 5 轮回选择的原理？ 6 轮回选择的特点和作用？ 7 轮回选择有哪几种基本方法？ 第七章杂交育种 作业：1 杂交育种的概念？ 2 选配杂交亲本的一般原则？ 3 杂交组合的主要方式？ 4 调节开花期的基本方法？ 第八章杂种优势利用 作业：1 杂种优势的概念？ 3 利用杂种优势的原则？ 4 牧草利用杂种优势的特点是什么？ 5 雄性不育系的概念？
6 雄性不育的遗传类型？ 第九章诱变育种 作业：1 诱变育种有什么特点？ 2 农业上常用的辐射线有哪些？ 3 什么叫临界剂量？ 4 辐射处理的方法有？ 第十章倍性育种 作业：1 单倍体的概念？ 2 单倍植株的特点？ 3 多倍体的概念？ 第十一章远缘杂交育种 作业：1 远缘杂交的概念？ 2 远缘杂交的特点？ 3 远缘杂交在育种中的作用？ 第十二章抗病育种 作业：1 生理小种的概念？ 2 植物抗病性划分的等级？ 第十三章抗虫育种 作业：1 植物抗虫性的概念？ 2 不选择性主要表现哪几方面？ 第十四章抗逆性育种 作业：1 抗逆性育种的概念？ 2 抗寒性的概念？ 3 如何进行抗寒性的鉴定？ 4 抗旱性的概念？ 5 如何进行抗旱性的鉴定？ 6 根据植物抗盐机制将盐生植物分为哪几种类型？ 第十五章牧草品质改良 作业：1 品质的概念？ 2 影响牧草品质的主要因素有哪些？ 3 牧草品质改良的内容？ 第十六章生物技术在牧草育种中的应用 作业：1 人工种子的概念？ 2 体细胞杂交的概念？ 3 转基因主要内容应包括哪些方面？ 第十七章牧草及饲料作物良种繁育 作业：1 一个优良品种应该具备哪些优点？ 2 良种繁育的基本任务是什么？ 3 种子田的管理工作应该包括哪些内容？ 4 什么叫繁殖系数？ 5 4级种子包括哪些种子？
湖北师范大学植物多倍体诱发的遗传分析实验报告附实验结果和答案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
植物多倍体诱发的遗传分析实验报告【实验目的】 1．了解人工诱导多倍体的原理，初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的方法。 2．了解多倍体细胞染色体加倍的特点。 【实验原理】 植物多倍体: 每个细胞中的染色体数具有3整套或更多套数的植物。染色体组来自同一物种或由原来的染色体组加倍而形成时称为同源多倍体；增加的染色体组如果来自不同的物种称为异源多倍体。染色体组倍数的增加，可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。植物多倍体的研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。 秋水仙素化学分子式为C22H25O6N。有剧毒。纯秋水仙素呈黄色针状结晶，熔点157℃。易溶于水、乙醇和氯仿。味苦，有毒。秋水仙素能抑制有丝分裂，破坏纺锤体，使染色体向两极的移动被阻止，细胞分裂停滞在分裂中期, 但染色体的复制不受影响。这种由秋水仙素引起的不正常分裂，称为秋水仙素有丝分裂。在这样的有丝分裂中，染色体虽然纵裂，但不分裂，不能形成两个子细胞，因而使染色体加倍。若染色体加倍的细胞继续分裂，就形成多倍性的组织．由多倍性组织分化产生的性细胞，可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。如果将种子用秋水仙素浸渍，也可诱导多倍体植株产生。 人工诱导多倍体的方法很多，分为物理的（温度剧变、机械损伤、各种射线处理等）和化学方法的（各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等）诱导方法。其中，秋水仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。 多倍体的直接鉴定方法是：压片法 【实验材料】