第六章-2芽变选种课件.ppt
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- 第六 选种 课件
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1、第第4 4章章 -2-2 芽变选种芽变选种桃花芽变嵌合体桃花芽变嵌合体芽变(芽变(sport)来源于体细胞自然发生遗传物质的变异。变异来源于体细胞自然发生遗传物质的变异。变异的体细胞发生于芽的分生的体细胞发生于芽的分生组织组织细胞中,当变异的细胞中,当变异的芽萌发成枝条并在性状上与原来类型不同。芽萌发成枝条并在性状上与原来类型不同。包括由突变的芽长成的枝条和繁殖而成的单株包括由突变的芽长成的枝条和繁殖而成的单株变异。变异。芽变育种芽变育种 指对由芽变发生的变异进行选择,从指对由芽变发生的变异进行选择,从而培育出新品种的一种育种方法而培育出新品种的一种育种方法.在园艺作物的营养系品种内,除由遗传
2、物质变在园艺作物的营养系品种内,除由遗传物质变异而发生变异外,还普遍存在着由各种环境条件异而发生变异外,还普遍存在着由各种环境条件(如砧木,施肥制度,果园地貌,土壤,紫外线(如砧木,施肥制度,果园地貌,土壤,紫外线等各种气象因素,以及其他一系列栽培措施的影等各种气象因素,以及其他一系列栽培措施的影响)而造成的响)而造成的不能遗传的变异不能遗传的变异,又称,又称饰变。饰变。芽变的意义芽变的意义芽变现象普遍存在于自然界芽变现象普遍存在于自然界 1031年欧阳修在年欧阳修在“洛阳牡丹记洛阳牡丹记”中记中记述了牡丹的多种芽变;述了牡丹的多种芽变;1059年宋朝蔡襄年宋朝蔡襄荔枝谱荔枝谱中就有荔枝芽变品
3、种的记载。中就有荔枝芽变品种的记载。芽变已成为无性繁殖作物产生新变异无限芽变已成为无性繁殖作物产生新变异无限丰富的源泉丰富的源泉.是对优良品种的个别缺点进行修缮,同是对优良品种的个别缺点进行修缮,同时又能基本上保持其原有的综合时又能基本上保持其原有的综合性状性状。苹果品种富士,于苹果品种富士,于1962年进行种苗登录后,年进行种苗登录后,发展缓慢,但自发展缓慢,但自70年代选出一批着色好的芽变品年代选出一批着色好的芽变品系后,发展迅速;至系后,发展迅速;至1984年其面积和产量都已跃年其面积和产量都已跃居日本苹果栽培的第一位,使日本的苹果栽培品居日本苹果栽培的第一位,使日本的苹果栽培品种组成发
4、生了很大的变化。种组成发生了很大的变化。早熟富士芽变早熟富士芽变4倍体大果富士芽变倍体大果富士芽变 我国大规模的苹果芽变我国大规模的苹果芽变选种始于选种始于2020世纪世纪7070年代,年代,截至截至20012001年,报道选出的年,报道选出的苹果芽变系品种有苹果芽变系品种有5050个,个,其中,在近其中,在近1010年间报道的年间报道的有有2323个。个。富士类芽变系品种富士类芽变系品种1212个;个;元帅类芽变系品种元帅类芽变系品种1515个;个;金冠类的芽变系品种金冠类的芽变系品种8 8个;个;国光类的芽变系品种国光类的芽变系品种3 3个;个;红玉类的芽变系品种红玉类的芽变系品种2 2个
5、;个;嘎拉类的芽变系品种嘎拉类的芽变系品种2 2个。个。玫瑰红、烟红、玫瑰红、烟红、烟青、惠民短富、烟青、惠民短富、礼泉短富等芽变系礼泉短富等芽变系品种已在生产上发品种已在生产上发挥了很大的作用。挥了很大的作用。目前烟嘎目前烟嘎1 1号、烟嘎号、烟嘎2 2号、烟富号、烟富6 6号、昌号、昌红、短枝华冠等仍红、短枝华冠等仍是生产上的主要推是生产上的主要推广品种。广品种。第一节第一节 芽变的遗传学基础芽变的遗传学基础一、芽变的类型及特点一、芽变的类型及特点(一)芽变遗传类型(一)芽变遗传类型1 1染色体数目变异染色体数目变异 多倍体、单倍体及非整倍体,多倍体、单倍体及非整倍体,多倍体的突变,其往往
6、表现各种器官的巨大多倍体的突变,其往往表现各种器官的巨大性。葡萄大无核白;玫瑰香的四倍体芽变性。葡萄大无核白;玫瑰香的四倍体芽变“大玫大玫瑰香瑰香”。2染色体结构变异染色体结构变异:易位,倒位,重复及缺:易位,倒位,重复及缺失,是由于染色体结构发生变异而造成基失,是由于染色体结构发生变异而造成基因线性顺序发生变化。因线性顺序发生变化。3基因突变基因突变:通常是由一个基因突变形成的,:通常是由一个基因突变形成的,同时几个基因发生突变是极稀少的,如苹同时几个基因发生突变是极稀少的,如苹果短枝型芽变,枝条节间变短,而且变粗,果短枝型芽变,枝条节间变短,而且变粗,树冠矮化,早果丰产,这些性状之间可能树
7、冠矮化,早果丰产,这些性状之间可能是一因多效的关系。是一因多效的关系。4核外突变核外突变:指的是细胞质中的遗传物质发:指的是细胞质中的遗传物质发生突变。有些性状是细胞质基因控制的,生突变。有些性状是细胞质基因控制的,在育性、性别分化、叶绿素形成、植株高在育性、性别分化、叶绿素形成、植株高度和生活力等方面性状发生了变异,有可度和生活力等方面性状发生了变异,有可能是细胞质基因发生突变的结果,大多数能是细胞质基因发生突变的结果,大多数可以通过母本遗传给后代。可以通过母本遗传给后代。(二)芽变的特点(二)芽变的特点体细胞突变最初仅发生于个别细胞,就发生突变体细胞突变最初仅发生于个别细胞,就发生突变的个
8、体、器官或组织而言,它是由突变与未突变细的个体、器官或组织而言,它是由突变与未突变细胞组成的胞组成的嵌合体嵌合体(chimera)。)。3 3芽变的多样性芽变的多样性 突变部位的多样性:突变部位的多样性:突变可发生于根、茎、叶、花、果突变可发生于根、茎、叶、花、果各器官的各个部位;各器官的各个部位;突变性状的多样性:突变性状的多样性:包括根、茎、叶、花、果所有形包括根、茎、叶、花、果所有形态、解剖和生理生化特性,从主基因控制的明显的变异到态、解剖和生理生化特性,从主基因控制的明显的变异到微效多基因控制的不易觉察到的变异;微效多基因控制的不易觉察到的变异;突变类型的多样性:突变类型的多样性:包括
9、染色体数目和结构的变异,其包括染色体数目和结构的变异,其中经常发生的是多倍性芽变;还有胞质基因突变如雄性不中经常发生的是多倍性芽变;还有胞质基因突变如雄性不育和叶绿素合成障碍型芽变以及大量频繁发生的核基因突育和叶绿素合成障碍型芽变以及大量频繁发生的核基因突变。变。4.4.芽变的重演性芽变的重演性 同一树种或品种相同类型的芽变,可以在不同的同一树种或品种相同类型的芽变,可以在不同的年份、不同的地点,不同的单株上重复发生。年份、不同的地点,不同的单株上重复发生。5.5.芽变性状的局限性芽变性状的局限性 芽变是体细胞遗传物质发生的变异,往往基于个芽变是体细胞遗传物质发生的变异,往往基于个别细胞,而同
10、一细胞中同时发生两个以上基因突变的别细胞,而同一细胞中同时发生两个以上基因突变的机率极小。设机率极小。设a和和b两基因的突变率分别为两基因的突变率分别为210-5和和410-4,则同时发生,则同时发生a、b突变的机率仅为突变的机率仅为0.810-10。芽变性状就局限于单一基因的表型效应。芽变性状就局限于单一基因的表型效应。6.6.芽变的稳定性芽变的稳定性 (1)稳定的芽变)稳定的芽变 在有性和无性繁殖时均能稳定地保持芽变性状在有性和无性繁殖时均能稳定地保持芽变性状 a.能传递给有性和无性后代能传递给有性和无性后代 威赛旭威赛旭金帅金帅 后代中短枝性状的植株占后代中短枝性状的植株占50%b.只能
11、传递给无性后代只能传递给无性后代 短枝大旭短枝大旭金帅金帅杂交,杂交,后代中没有短枝性后代中没有短枝性状的单株出现状的单株出现(2)不稳定的芽变)不稳定的芽变 回复突变,芽变能否稳定,与基因突变的可回复突变,芽变能否稳定,与基因突变的可逆性和芽变的嵌合体有关。逆性和芽变的嵌合体有关。白睡莲白睡莲宽瓣白宽瓣白白睡莲的芽变白睡莲的芽变龙爪柳龙爪柳金心黄杨金心黄杨 大洒锦芽变品种 花朵一部分为粉红色 另一部分为复色彩斑 重瓣型 目前荷花独一无二的“二乔型”彩斑品种荷花大洒锦大洒锦二二 乔乔苹果短枝型变异与正常植株枝条的比较苹果短枝型变异与正常植株枝条的比较 大鸭梨与普通鸭梨的大鸭梨与普通鸭梨的果、花
12、比较果、花比较 毛樱桃毛樱桃毛樱桃芽变毛樱桃芽变盛花期可耐零下盛花期可耐零下7 7度的低温度的低温毛樱桃毛樱桃单果重单果重3.63.6克,是普通毛樱桃的克,是普通毛樱桃的2.52.5倍倍芽变芽变三倍体三倍体不结实不结实二、芽变的细胞学和遗传学基础芽变的细胞学和遗传学基础l梢端分生组织的组织发生层学说梢端分生组织的组织发生层学说 组织发生层学说,是解释梢端分生组织结组织发生层学说,是解释梢端分生组织结构的几种学说之一构的几种学说之一。由由Satina(1940)和)和A.F.Blakeslee(1941)等提出,以)等提出,以LI、LII、LIII表示顶端分生组织的三个独立的起源层,表示顶端分生
13、组织的三个独立的起源层,叫做组织发生层,植物的组织即由这三个叫做组织发生层,植物的组织即由这三个层次的细胞分别衍生的。层次的细胞分别衍生的。2变异的发生与嵌合体的形成及其种类变异的发生与嵌合体的形成及其种类 按组织发生层学说的解释,梢端分生组织的按组织发生层学说的解释,梢端分生组织的LI、LII和和LIII三个层次的细胞,在正常情况下具有相同三个层次的细胞,在正常情况下具有相同的遗传物质。如果发生变异,的遗传物质。如果发生变异,LI、LII和和LIII都有可都有可能出现变异,但在一般情况下,由于变异的局限能出现变异,但在一般情况下,由于变异的局限性,只有性,只有LI或或LII或或LIII个别层
14、中个别细胞发生变异,个别层中个别细胞发生变异,三层同时发生同一变异的可能性,几乎是不存在三层同时发生同一变异的可能性,几乎是不存在的。在突变发生之后,变与未变的细胞成为同时的。在突变发生之后,变与未变的细胞成为同时分裂、竞争共存的分裂、竞争共存的嵌合体(嵌合体(chimera)。)。因此,芽因此,芽变开始发生时总是以嵌合体的形式出现。变开始发生时总是以嵌合体的形式出现。为便于表达,现以为便于表达,现以original(原始的)一(原始的)一词的第一个字母词的第一个字母O代表未变的细胞组织,以代表未变的细胞组织,以mutational(突变的)一词第一个字母(突变的)一词第一个字母m代代表突变的
15、细胞组织,按表突变的细胞组织,按LI-LII-LIII的层次的层次排列,则周缘嵌合体的结构有排列,则周缘嵌合体的结构有m-o-o,o-m-o,o-o-m,m-m-o,o-m-m,m-o-m六种类型;六种类型;3嵌合体的转化与芽变性状的稳定性嵌合体的转化与芽变性状的稳定性(1)芽变的稳定性芽变的稳定性 有些芽变的变异性状很稳定,无论采取何有些芽变的变异性状很稳定,无论采取何种方法繁殖,都能把变异性状传给后代;种方法繁殖,都能把变异性状传给后代;有些变异性状,只能在无性繁殖下保持,有些变异性状,只能在无性繁殖下保持,一旦有性繁殖就出现分离,或全部恢复为原一旦有性繁殖就出现分离,或全部恢复为原有类型
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