倍体育种是近代植物育种应用的一种新方法,这种方法主要是通过染色体数目上的变化来选定新品种和创造新类型。
一、单倍体育种
染色体是植物遗传基因的载体,每一种植物的体细胞都含有一定数目的染色体,而且是成对的。通常自生种都是二倍体,如紫罗兰的二倍体2n=14。单倍体植物是怎样产生的呢?植物在生殖过程中,细胞经过减数分裂产生精子和卵子,其染色体数目比原来体细胞减少一半,只有一套染色体,即N=7。
不经过受精而长成的植株且只有一套染色体的植物就叫做单倍体植物。
单倍体植物在形态上的特点是:植株矮小,茎杆细弱,花器较小,生活力也较弱,严重不孕,不能结籽。
自然界单倍体植物不多。至今发现的大约七十种左右。自然界产生单倍体植物可以由未受精的卵细胞孤雌生长,也可由精细胞孤雄生殖形成,有的延迟授粉时也可能形成单倍体植物。
目前科学工作者采用组织培养法,是利用花粉粒进行培养成单倍体植物。单倍体植物在育种上有应用价值,人们把单倍体植物人工加倍培育成二倍体和多倍体植物。用单倍体植物进行杂交育种,就可以大大缩短育种年限,提高杂交育种的效率。
二、自然界产生多倍体的原因
自然界原有的植物大多数都是二倍体。如花卉中凤仙花、紫罗兰2N=14,金鱼草2N=16,大丽花2N=64等等。但是在自然界也有不少多倍体植物,它们是受外部环境的剧烈变化的影响造成的。如高强光、低夜温、短日照或机械创伤、X光的照射以及化学物质的刺激等使染色体发生变化,细胞染色体成倍的增加,发生突然变异,产生了多倍体植物。
多倍体形成的原因是细胞进行有丝分裂时,染色体纵裂为二,但没有形成两个子细胞,结果加倍了的染色体仍在同一细胞里,这样原来的二倍体变成了四倍体。如金鱼草二倍体2N=16,四倍体4N=32。四倍体再与二倍体杂交就变成三倍体,根据以上情况,还可形成六倍体、八倍体、最多到十六倍体等多倍体植物。