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林木单倍体育种

利用单倍体植物作为原始材料或中间环节,经选择培育创造新品种的方法。体细胞中具有配子染色体数目的生物个体称为单倍体。高等植物生命周期中孢母细胞经减数分裂所形成的雌雄配子染色体数目为原来体细胞的一半,如不经受精融合而单性发育形成植物体即为单倍体植物。单倍体在林木育种中具有重要的利用价值。

利用单倍体植物作为原始材料或中间环节,经选择培育创造新品种的方法。体细胞中具有配子染色体数目的生物个体称为单倍体。高等植物生命周期中孢母细胞经减数分裂所形成的雌雄配子染色体数目为原来体细胞的一半,如不经受精融合而单性发育形成植物体即为单倍体植物。单倍体在林木育种中具有重要的利用价值。其理由:①多年生木本植物多属异交且生命周期长,应用多代自交的方法获得纯系几乎是不可能的,但利用单倍体经染色体加倍便可在短期内获得纯系。不同基因型的纯系间选配的优良杂交组合,其杂种优势一般比品种间的要高,而且杂种一代整齐一致,可能使某些木本植物在产量及抗性方面有较大的改进。②杂种花药内孢母细胞经减数分裂可形成各类基因型的小孢子,由一些优良基因型的小孢子发育而成的小植株中可能出现具有优良经济性状的个体,特别是一些优良的隐性基因,纯合后才得以显现。这为育种直接提供了丰富的选择材料。在诱导的单倍体植株中还会出现少数异倍体和异数体植株,也均可作为育种的原始材料。单倍体也是遗传研究和突变育种的好材料。因此,单倍体育种有可能大幅度缩短育种年限,简化育种程序,提高选种效率,对常规育种是一个补充和改进。

单倍体育种目前尚处于研究试验阶段。它的进展取决于获取单倍体方法的改进。单倍体可以自发产生,也可人工诱导。但自然单倍体产生频率很低,一般不超过0.01%。人工诱导单倍体的主要方法是刺激孢子单性发育,分孤雌生殖(不经受精由雌性性细胞单性发育成植株)和孤雄生殖(不经受精由雄性孢子单性发育成植株)两种。孤雌生殖主要是通过种间杂交或用理化方法弱化、钝化或致死的本种花粉授粉以刺激雌性性细胞单性发育形成单倍体。60年代银白杨、毛果杨、山杨等有成功的报导,但诱导频率很低。70年代以后应用花药培养诱导单倍体取得了显著进展,已从木本植物的8个科9个属,约20多个种和品种中获得了单倍体植株,其中杨属有小黑杨、大青杨、中东杨、银白杨×小叶杨、胡杨等,其他有橡胶、枸杞、枳壳、柑橘、葡萄、苹果、核桃揪、欧洲七叶树、荔枝等。以上大部分单倍体是中国首先诱导成功的。花药培养的成功预示今后会在更多的树种中出现花粉植株。今后迫切的任务是:不断提高花粉植株的诱导频率,并扩大诱导种类;在花药培养过程中要加强雄核发育和染色体数量变化的观测,加强人工和自然加倍,以及选择和利用异倍体和异数体的研究;在获得大量不同基因型的纯系后要尽快进行配合力测定,选出优良组合,同时从杂种单倍体直接选择优良基因型纯系,加强单倍体在生产中应用的研究。