同源多倍体（精选3篇）
同源多倍体 篇1
马和驴属不同的种, 其后代骡子为杂种, 其行走速度比驴快而耐性比马强, 具有劲大、耐力强、健壮、不易生病、耐粗饲等特点, 在我国古代甚至现在北方的一些地区仍作为役使的牲畜。我们知道骡子是高度不育的, 但也又可育的, 美国曾有资料统计, 在过去的二百年里, 约有五十头骡子成功泛繁育了后代, 这是为什么呢?骡子下驹的几率又有多大呢?
我们知道马有32对64条染色体, 驴有31对62条染色体, 马和驴的杂交后代骡子有63条染色体, 其中32条在自马, 31条来自驴, 其体细胞中无同源染色体, 在减数分裂形成配子时, 没有相互联会的同源染色体, 最后各染色体将无规律的分离分配到配子中去, 结果极大多数不能发育成有效配子, 因而表现为高度不育。但有时也会产生有效配子, 这就是来源于马的32条染色体或来源于驴的31条染色体形成的配子, 其几率是多少呢?因在减数分裂过程中每一条染色体移向某一极的几率为1/2, 所以形成这种有效配子的几率为:1/232, 因此如果用马或驴做父本, 骡子下驹的几率为:1/232, 如果用骡子做父本, 骡子下驹的几率是:1/232×1/232, 这样的几率是非常小的, 并且在实际中骡子产生有效配子的几率比理论值还要低, 因此我们说骡子高度不育, 但也存在可育的可能性。
我们平常所说的三倍体无籽西瓜也是高度不育的, 但也有可育的。三倍体无籽西瓜因其含糖量高、口感好、易储藏等特点而备受人们青睐。由于三倍体植株在减数分裂过程中, 同源染色体不能形成正常的生殖细胞, 在开花期用普通二倍体西瓜的花粉, 给其授粉, 刺激子房发育长果实, 因胚珠不能发育成种子, 所以称为无籽西瓜。确切地说是只有种皮 (由三倍体的珠被发育而成) 而无胚 (授粉不受精, 不能形成受精卵) , 在无籽西瓜中可以看到白嫩的秕籽就是这个道理。
三倍体无籽西瓜的培育过程是:二倍体西瓜——用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗, 得到四倍体植株——用四倍体植株做母本, 用二倍体西瓜做父本, 进行杂交——得到三倍体无籽西瓜的种子。从理论上讲, 用四倍体西瓜做父本, 用二倍体西瓜做母本, 进行杂交, 也可获得三倍体西瓜种子。但在实际生产中, 这种杂交方式难以座果, 既使座果了, 果实中三倍体种子数量极少, 成为当在的无籽西瓜, 而且这种三倍体植株所结的西瓜中珠被会发育成硬壳的种皮, 食用时就想是有种子一样, 所以在生产中一般不用这种杂交方式。
三倍体西瓜虽然是高度不育的, 但也能产生种子。这又是为什么呢?其产生种子的几率又有多大呢?下面我们来分析一下, 三倍体西瓜的体细胞中有3N=33条染色体, 在减数分裂时, 同源的三条染色体在前期联会时, 会形成三价体 (三条染色体连在一起) , 或形成一个二价体 (二条染色体连在一起) 和一个单价体, 而二价体在后期正分离, 单价体随机分向一极, 其移向每一极的几率各为1/2, 只有当所有的单价体 (共11个) 全部移向一极时, 才能形成染色体数为2N=22和N=11的有效配子, 其几率是:1/211, 让这种三倍体西瓜做母本, 二倍体西瓜做父本, 进行杂交, 便可结出种子, 因此当你在品尝三倍体西瓜吃到种子时, 也不必见怪。如果让三倍体西瓜自交, 结种子的概率为:1/211×1/211, 并且这两种配子距离还要近, 能相互授粉, 在实际中的几率将是更低的。
下面再说一下单倍体的育性, 单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。根据单倍体细胞中所含染色体组数目的不同, 单倍体又可分为:一倍单倍体、二倍单倍体、三倍单倍体。单倍体的获得一般有两种途径:一是自然条件下, 由未受精的卵细胞直接发育而来的;而是在人为条件下, 采用花药离体培养得到。高等植物的单倍体和二倍体比较起来, 一般体型弱小、高度不育, 但在育种研究上有很大的利用价值。
单倍体的育性应视情况而定, 对于某些单倍体动物, 如雄蜂、雄蚁、夏季孤雌生殖的蚜虫等, 他们属于一倍单倍体, 能产生正常的雄配子, 是可育的。对于高等植物的单倍体, 绝大多数是高度不育的, 只有少数是可育的, 这要看单倍体的来源。如来自偶倍性同源多倍体 (通过二倍体染色体加倍而形成的多倍体) 的单倍体, 具有相同的染色体组, 同源染色体之间可以联会, 因此具有相当高的育性, 如马铃薯、紫苜蓿等。而来自偶倍性异源多倍体 (现有不同种、属个体间杂交得到杂种后代, 再经过染色体加倍形成的多倍体) 的单倍体, 一般在减数分裂时, 不能正常联会, 形成二价体或形成二价体的频率很低 (与骡子的情况相似) 形成有效配子的几率很低, 所以大多是不育的, 如小麦属、棉属、烟草属的植物等。至于奇倍性的多倍体, 如上面说的三倍体无籽西瓜, 在减数分裂时, 染色体的联会发生紊乱, 不能形成正常的生殖细胞, 这类植物一般不能形成单倍体, 也就谈不上育性了。
高等植物二倍体的单倍体, 因减数分裂时, 染色体呈单价体存在, 没有相互联会的同源染色体, 最后只能无规律的分配到配子中去。而在分配时, 全套染色体能够都进入到同一配子中去的几率是极小的故绝大多数不能发育成有效配子, 因而表现为高度不育, 但也有可育的, 只不过几率很小。如玉米的单倍体有N=10条染色体, 减数分裂时, 每条染色体的随机分离会形成1~10条不同数目染色体的配子, 每一条染色体分向两极的机会均等, 即各为1/2, 则10条染色体都分向一极的几率为:1/210, 因此单倍体玉米形成可育配子的概率为:1/210, 因此, 靠单倍体玉米通过自交获得正常植株的概率为:1/210×1/210, 其几率是很低的, 因此说是高度不育。
综上所述, 杂种 (如骡、狮虎兽等) 、奇倍性多倍体 (如三倍体西瓜等) 、偶倍性异源多倍体的单倍体、二倍体的单倍体 (如单倍体玉米等) 等, 因减数分裂时, 染色体联会紊乱, 一般不能形成有效配子, 表现为高度不育, 但也存在可育的可能性, 只不过几率很小罢了。单倍体动物是可育的 (如峰、蚁、蚜虫等) , 而且都是雄性。从理论上来说, 高等植物偶倍性同源多倍体 (如同源四倍体同源八倍体等) 的单倍体, 具有一定的可育性。
同源多倍体 篇2
以IR36、紫血稻、多胚苗品系APⅣ为材料,研究了N+注入对秋水仙素诱导水稻同源四倍体效果的影响.结果表明,当秋水仙素处理24h时,经剂量为0.52×1016N+/cm2的N+注入处理,种芽成活率提高,但在其后代中没有筛选到四倍体水稻植株,而用剂量为6.34×1016N+/cm2的N+注入处理的.后代中发现了四倍体水稻植株;当秋水仙素处理48 h或48h以上时,经剂量为0.52×1016N+/cm2的N+处理不但使种芽的成活率提高,而且还提高了诱导四倍体的效率,而剂量为6.34×1016N+/cm2的N+注入处理会使四倍体诱导效率明显下降.
作 者：李玉峰 黄群策 LI Yu-feng HUANG Qun-ce 作者单位：李玉峰,LI Yu-feng(湖南科技大学,生命科学院,湖南,湘潭,411201)
黄群策,HUANG Qun-ce(湖南科技大学,生命科学院,湖南,湘潭,411201;郑州大学,离子束生物工程省重点实验室,河南,郑州,450001)
同源多倍体 篇3
选择3份同源四倍体水稻为材料,研究了氮离子注入对其成熟胚诱导愈伤组织和分化成苗的影响.结果显示,低剂量范围(1.0×1016～2.0×1016 ions/cm2)的N+注入能明显提高愈伤组织诱导率;无论离子注入剂量大小,N+注入能明显改善愈伤组织的.发育状态,抑制其褐化衰老的进程,提高愈伤组织的绿苗分化率.
作 者：李玉峰 黄群策 梁运章 LI Yu-feng HUANG Qun-ce LIANG Yun-zhang 作者单位：李玉峰,LI Yu-feng(内蒙古大学,离子束生物工程自治区重点实验室,内蒙古,呼和浩特,010021;湖南科技大学,生命科学院,湖南,湘潭,411201)
黄群策,HUANG Qun-ce(湖南科技大学,生命科学院,湖南,湘潭,411201;郑州大学,离子束生物工程省重点实验室,河南,郑州,450052)
梁运章,LIANG Yun-zhang(内蒙古大学,离子束生物工程自治区重点实验室,内蒙古,呼和浩特,010021)