⑴ 單倍體單倍體育種
單倍體單倍體育種是一種育種方法,首先通過有效手段產生單倍體,即個體、組織或細胞只具有配子體的染色體組。這些單倍體植物因其不能自然繁殖,需要通過人工或自然方式使染色體加倍,以恢復其生育能力,從而快速獲得穩定的遺傳新品種。這種育種技術通常通過花葯或花粉組織培養實現,例如使用煙草的花粉培養技術,隨後在蔬菜如甘藍、番茄等作物上取得成功。
自60年代起,單倍體育種通過花葯培養技術在育種領域展現出了巨大的潛力。曼陀羅花粉的培養成功後,中國在水稻、煙草、小麥和茄類作物上培育出了新品種。然而,自然界中單倍體植物的自然形成頻率極低,僅占萬分之一甚至更低,人工誘導可顯著提高這一比例。組織培養,特別是花葯培養,已經在上百種植物中實現單倍體的成功誘導,預示著單倍體育種的廣泛應用前景。
單倍體可以分為整倍單倍體和非整倍單倍體,通過觀察根尖細胞染色體數量與配子體染色體數是否一致進行區分。它們的植物學特性包括植株纖弱、葉片、花朵和氣孔等較小,柱頭長,花粉粒空癟,無法形成正常種子。單倍體染色體加倍的方式有四種,包括核內加倍、核內有絲分裂、秋水仙素誘導加倍以及細胞核融合等,其中自然加倍通常較少產生變異,而人工誘導過程中的變異率較高。
染色體倍性是指細胞內同源染色體的數目,其中只有一組的稱為「單套」或「單倍體」。需要注意的是,單倍體與一倍體(體細胞含一個染色體組的個體)有區別。有的單倍體生物的體細胞中不只含有一個染色體組。絕大多數生物為二倍體生物,其單倍體的體細胞中含一個染色體組,如果原物種本身為多倍體,那麼它的單倍體的體細胞中含有的染色體組數一定多於一個。如四倍體水稻的單倍體含兩個染色體組,六倍體小麥的單倍體含三個染色體組。