單倍體育種

單倍體育種 haploid breeding

通過(guò)單體培育形成純系的植物育種方法。即利用花藥培養(yǎng)等方法誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體，并使其單一的染色體各自加倍成對(duì)，成為有活力、能正常結(jié)實(shí)的純合體，從而選育出新的品種。

植物體細(xì)胞包含兩套染色體，分別來(lái)自雌雄配子，因而染色體數(shù)是成雙（2n）的。單倍體則是具有配子體染色體組成、只含體細(xì)胞染色體數(shù)的一半（n）的植物體。

有的植物如普通小麥的體細(xì)胞染色體數(shù)為42，是由6個(gè)每組染色體基數(shù)為7的染色體組（6x）組成的。它的染色體倍數(shù)性是六倍體，由其配子誘導(dǎo)產(chǎn)生的植株實(shí)際上是三倍體，但仍習(xí)慣稱(chēng)之為單倍體或多倍單倍體。單倍體植株不能正常結(jié)實(shí)。

1.單倍體的產(chǎn)生

大體有以下兩種途徑：

1.1.體內(nèi)發(fā)生

即從胚囊內(nèi)產(chǎn)生單倍體。這包括：

①自發(fā)產(chǎn)生。與多胚現(xiàn)象常有聯(lián)系，如油菜和亞麻的雙胚苗中經(jīng)常出現(xiàn)單倍體，可能是由溫度驟變或異種、異屬花粉的刺激引起。

土豆

②假受精。即雌配子或雌性細(xì)胞經(jīng)花粉或雄核刺激后未受精而產(chǎn)生的單倍體植株。如玉米品種間雜交，馬鈴薯、苜蓿、煙草和楊樹(shù)的種間雜交等都有此現(xiàn)象。

③半受精。雌雄配子都參加胚胎發(fā)生，但不發(fā)生核融合，因而產(chǎn)生具父母本來(lái)源的嵌合植株，這曾在棉花中發(fā)現(xiàn)過(guò)。

苜蓿

④雄核發(fā)育或孤雄生殖。

卵細(xì)胞不受精，卵核消失，或卵細(xì)胞受精前失活，由精核在卵細(xì)胞內(nèi)單獨(dú)發(fā)育成單倍體，因此只含有一套雄配子染色體。這類(lèi)單倍體的發(fā)生頻率很低。

⑤雌核發(fā)育或孤雌生殖。精核進(jìn)入卵細(xì)胞后未與卵核融合而退化，卵核未經(jīng)受精而單獨(dú)發(fā)育成單倍體。

1.2.離體誘導(dǎo)

植物細(xì)胞具有潛在的再生性和全能性，能發(fā)育為完整植株，故應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)特定組織進(jìn)行離體培養(yǎng)，可誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體。

方法是將一定發(fā)育階段的花藥、子房或幼胚，通過(guò)無(wú)菌操作接種在培養(yǎng)基上，使單倍體細(xì)胞分裂形成胚狀體或愈傷組織，然后由胚狀體發(fā)育成小苗或誘導(dǎo)愈傷組織發(fā)育為植株。

對(duì)大麥、小麥還可利用染色體消失法。即將球莖大麥（Hordeum bulbosum）花粉授予普通人麥或小麥，授粉兩周后將幼胚置于培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)。在胚胎發(fā)育的早期，球莖大麥的染色體消失，從而獲得大麥或小麥單倍體植株。

2.特點(diǎn)

單倍體植株經(jīng)染色體加倍后，在一個(gè)世代中即可出現(xiàn)純合的二倍體，從中選出的優(yōu)良純合系后代不分離，表現(xiàn)整齊一致，可縮短育種年限。

單倍體植株中由隱性基因控制的性狀態(tài)，雖經(jīng)染色體加倍，但由于沒(méi)有顯性基因的掩蓋而容易顯現(xiàn)。這樣就能排除顯隱性的干擾，提高選擇的準(zhǔn)確性。這對(duì)誘變育種和突變遺傳研究很有好處。在誘導(dǎo)頻率較高時(shí)，單倍體能在植株上較充分

地顯現(xiàn)重組的配子類(lèi)型。

中國(guó)先應(yīng)用單倍體育種法改良作物品種，已育成了一些煙草、水稻、小麥和蔬菜等優(yōu)良品種。單倍體育種如能進(jìn)一步提高誘導(dǎo)頻率并與雜交育種、誘變育種、遠(yuǎn)緣雜交等相結(jié)合應(yīng)用，則在作物品種改良上的作用更顯著。

摘自：《中國(guó)大百科全書(shū)（第2版）》第4冊(cè)，中國(guó)大百科全書(shū)出版社，2009年