果树百科

单倍体育种

2023-04-19

简介

用配子体育成单倍体植株, 再经过染色体加倍, 作为育种材料或从中直接选优育成新品种的方法。单倍体因母株的起源和倍性不同, 可分为一元单倍体 (monohaploid)和多元单倍体(polyhaploid),多元中又分为同源多元单倍体(autopolyhaploid)和异源多元单倍体(allopo-lyhaploid)。

果树生长结果周期长, 且多数自交不亲和, 很难获得纯系。直接培育单倍体加倍成纯系, 开辟了利用纯系进行果树育种的新途径。利用单倍体能增强诱变育种的诱变效果, 并可更好地利用杂种优势, 有利搞清果树遗传规律, 缩短育种程序, 提高杂交育种预见性。

早期诱导单倍体是采用辐射线照射、化学药剂处理、温度刺激、远缘授粉和延迟授粉等方法, 诱导孤雌或孤雄生殖, 培育成单倍体植株。也有的种类在有性后代中选择小的种子播种, 或生长发育矮小植株通过镜检筛选获得单倍体。这些方法产生单倍体的频率都很低,未能在育种上实际应用。20世纪70年代后,由于细胞工程的迅速发展,通过离体培养单性配子体,主要是培养花药的方法, 大大提高了诱导单倍体植株的频率。果树的单倍体育种70年代开始研究,现在苹果、楸子(海棠果)、葡萄、柑橘、草莓、荔枝和龙眼等也获得了花粉单倍体植株, 有的花粉植株已开花结果。

从花药育成单倍体的过程是:首先接种培养花药。有的果树经胚状体发育成小植株, 如苹果、柑橘等;有些经愈伤组织分化不定芽, 长成完整植株,如海棠果。由花药诱导单倍体植株能否成功, 主要与以下因素有关: ①接种材料的遗传类型。如山东省酿酒葡萄研究所曾经接112个葡萄品种的花药,只有6个品种分化出植株。②花粉的发育时期。苹果的接种适期为四分体和单核期,海棠果单核晚期, 葡萄四分体至单核晚期,荔枝单核晚期, 柑橘单核中、晚期。由于发育时期的不同步性, 还难以精确掌握。③培养基。诱导苹果花药胚状体的适宜培养基是MS培养基,如用N6则只长愈伤组织。荔枝胚状体成株的培养基是M附加KT0.1、蜂王浆600、LH500、B11、B61、GA3400(单位均为毫克/升)。如果B1、B6少于1毫克, 胚状体即不能正常生长,并很快坏死。如果不加GA3, 胚状体多不能抽茎长叶。加蜂王浆可防止胚状体长愈伤组织或老化变褐。④接种前的处理。柑橘在接种前将花药置3℃低温下处理5~10天,可提高胚状体诱导率。⑤培养条件。柑橘花药培养的适温为20~25℃, 高于25℃即不能诱导出胚状体。

单倍体植株育成后,因单倍体缺少一套染色体,难于结实或存活, 所以必须要加倍成纯合二倍体。有些单倍体植株可以自然加倍, 有的需要人工加倍。可分别按以下三种育种程序进行育种: ①加倍后直接选择优良类型, 利用无性繁殖育成新品种; 或选择自花结实的类型, 利用有性繁殖育成新品种。此法主要用于砧木育种。②加倍后选配优势组合,生产杂种种子,直接播种。此法主要用于实生繁殖的果树, 也可把最佳优势组合通过无性繁殖固定, 成为无性系品种。③对双单倍体再进行理化诱变,将性状优良的突变体加倍,选出优良品种, 利用无性繁殖固定。

英文

haploid breeding