⑴ 单倍体单倍体育种
单倍体单倍体育种是一种育种方法,首先通过有效手段产生单倍体,即个体、组织或细胞只具有配子体的染色体组。这些单倍体植物因其不能自然繁殖,需要通过人工或自然方式使染色体加倍,以恢复其生育能力,从而快速获得稳定的遗传新品种。这种育种技术通常通过花药或花粉组织培养实现,例如使用烟草的花粉培养技术,随后在蔬菜如甘蓝、番茄等作物上取得成功。
自60年代起,单倍体育种通过花药培养技术在育种领域展现出了巨大的潜力。曼陀罗花粉的培养成功后,中国在水稻、烟草、小麦和茄类作物上培育出了新品种。然而,自然界中单倍体植物的自然形成频率极低,仅占万分之一甚至更低,人工诱导可显着提高这一比例。组织培养,特别是花药培养,已经在上百种植物中实现单倍体的成功诱导,预示着单倍体育种的广泛应用前景。
单倍体可以分为整倍单倍体和非整倍单倍体,通过观察根尖细胞染色体数量与配子体染色体数是否一致进行区分。它们的植物学特性包括植株纤弱、叶片、花朵和气孔等较小,柱头长,花粉粒空瘪,无法形成正常种子。单倍体染色体加倍的方式有四种,包括核内加倍、核内有丝分裂、秋水仙素诱导加倍以及细胞核融合等,其中自然加倍通常较少产生变异,而人工诱导过程中的变异率较高。
染色体倍性是指细胞内同源染色体的数目,其中只有一组的称为“单套”或“单倍体”。需要注意的是,单倍体与一倍体(体细胞含一个染色体组的个体)有区别。有的单倍体生物的体细胞中不只含有一个染色体组。绝大多数生物为二倍体生物,其单倍体的体细胞中含一个染色体组,如果原物种本身为多倍体,那么它的单倍体的体细胞中含有的染色体组数一定多于一个。如四倍体水稻的单倍体含两个染色体组,六倍体小麦的单倍体含三个染色体组。