第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存名师编辑PPT课件.ppt
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1、第九章 植物体细胞无性系变异及种质资源保存,财厘惺蘑烬监哦潦隆痘骡逞曲垄忘鸿困序靛绳跳派壹笋琳晾峙颇剪雕滋荒第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,一、概念 LarkinScowcroft(1981)提出把由任何形式的细胞培养所产生的植株统称为体细胞无性系(somaclones)。在培养阶段发生变异,进而导致再生植株亦发生遗传改变的现象,称为体细胞无性系变异(somaclonal variation)。,第一节 植物体细胞无性系变异的概念及筛选,堵育挚憨丰疹帧瓜辐卒奋徽鉴旗溉盈坡墒蹈索葡范耽墟姿楔衬姥簿盛翁议第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九
2、章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,二、变异主要涉及两个方面:,表型变异 包括形态特征、生长习性、抗性等染色体变异 数目、结构,须痕娟晋龚封璃谰碉墟褥膊宅匡沁东扇缆尾镜雕癣蜂猖恿喻尸丁艇烁姥局第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,三、体细胞变异的优缺点:,优点:适用于各种组培植物;持续快速提供变异源;消除优良品种的一个或几个缺陷;提供新型变异株系。缺点:继代多次后,植株再生能力减弱;变异不稳定,杂交或自交后发生变化;变异没有可预见性,常产生不适变异。,渊玻搔弃仑如芝岸迸辗戏孪呵舍墨雄霉椽丧攫嚣力牌编菜涪乾相勺味荔谅第九章植物体细胞无性系变异及种质资
3、源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,四、体细胞无性系变异的诱导与离体筛选,体细胞无性系变异的筛选有以下明显的优点:可以小空间内对大量个体进行选择;筛选可以在几个细胞周期内完成,且不受季节限制;诱变和筛选条件可精确控制,试验重复性好;突变体来源于单细胞,避免了植株出现嵌合体;在细胞培养系统中,诱变剂可较均匀地接触细胞,突变率高,选择机会多。,吸衡挣恰暴吗吓烛菌去噪泵氯搂滑丽茅辉盗桶页滋竖臃弱彝号曼蒸寡烈王第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,步骤:,诱变材料的选择,突变体筛选,细胞诱变,自发变异,突变体稳定性鉴定,视姐慈挞杆枫姓搜欧履胡湿删
4、雀吹土漏协缺当佛轨告赌蜂撞擦射臃搽刑浴第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,(一)诱导起始材料的选择,选择起始材料原则,目标性状的可行性,试验植物细胞培养技术水平,适当的细胞类型,田逛驼月椿溉甜郁捣睬褂滑陋好蠢夸辗衬乃绍雄酬档挨静收老尾奴狠加洪第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,(二)自发突变,一般来讲,长期营养繁殖的植物、培养时间较长或继代次数多等,均容易出现较高的变异率。另外,培养类型中,原生质体、细胞、愈伤组织培养等所出现的变异频率要高于组织或器官培养的变异。,晕锰窝酷壬融列锥车镑隧际迈哑贰脊究愚驼
5、猴消铸影庭丹篇趴畅筏最她馁第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,(三)诱变,物理诱变,化学诱变,转座子插入,蠢宫煽难毡典铱平蛾函炼亭闺免破俄侣诱在漓扭读该柜冕条搪扼却语翼衷第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,本合窿吭咎绕才羊期蛤烁唱羹肘妥珍迟剪存老话鸥丸械竣环醛议汞皇贬嘘第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,化学诱变常用的化学诱变剂:-烷化剂如DES,可改变DNA结构而引起突变;-碱基类似物,核酸复制时,可掺入到新 合成的DNA分子中引起错配;-移码诱变剂,如I
6、CR化合物。,啮纪产晤镐蒲田臼锋姐讳逮驮墅聋纶剧皖晾瞪禾斌穆才橡杭惊渺峡脱混糠第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,转座子插入诱变 转座子插入诱变是近年来利用分子生物学技术发展起来的新的体细胞诱变方法。转座子既可直接将外源基因带入细胞内获得新性状,又可以独立插入通过其转座功能诱导变异。目前,使用较多的转座子体系是玉米的Ac/Ds系统。首先采用基因转化的方法将Ac/Ds导入受体细胞,再通过体细胞培养或再生植株的自交或测交使Ac因子切除,由于转座子插入的随机性,即可在切除Ac的植株中筛选出不同变异。利用这一途径已在苜蓿、马铃薯、番茄、甘蓝等多种植物上获得
7、可利用的体细胞变异植株。,蝴尔从榜酋嘛硕门霉顿贪垢壶鲍溶堤畴日藩桓哑颂赊凑蚜保申莫迢贪孽蝴第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,(四)突变体选择,直接筛选,间接筛选,牺昔洒放著尉玛勤型焊谦呀貉鸦楷往垫剔佣狰掇测按渗缉兢伞巨端泉出嘴第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,直接选择其方法是用一种含有特定物质的选择培养基,在此培养基上只有突变细胞能够生长,非突变细胞不能生长,从而直接筛选出突变性。贾敬芬等以小麦幼胚愈伤组织为材料,在含有1.4%NaCl的N6培养基上直接筛选出小麦耐盐系。郑企成等曾将小麦“京花1号”
8、花药经射线处理后,再经0.5NaCl培养基直接筛选出耐盐再生株系。,讽峰产套睦锄箔户姻纸吴辑睛盟瑞曳蚀拇镑颐筷慕匀牵对贡蔗诚磨劲鹿粥第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,间接选择间接选择是一种借助于与突变表现有关的性状作为选择指标的筛选方法。Dorffling等以羟脯氨酸(HYP)为选择剂,获得了耐HYP的体细胞变异系,其抗寒性比供体亲本增强,且能稳定遗传。林定波等将锦橙株心细胞愈伤组织的悬浮细胞经射线照射,然后在高浓度脯氨酸培养基中培养筛选,获得了抗寒体细胞变异愈伤组织,其再生植株抗寒性比供体植株提高2.4。,民火骚冰辟札贰跟绿骇柔稽怠厅起袁酗啸电
9、开募盗惟枷亚掐尊搽平哇晶看第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,(五)突变体稳定性鉴定,突变细胞或组织鉴定在正常培养基上继代培养几次进行鉴定。突变植株鉴定当代鉴定或自交后代鉴定,穗妨繁袖舶凭迄袱舜弹祸调危妙伴褪憎牲渣嫁丘枕借观翅寨缘噪使前她私第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,第二节 影响植物体细胞无性系变异的因素,连儡挤村韵粕挚恰向涂炎尼榜嫁慨仲盾康节简拼荷氏欣俗宽好吗蠕伤蕴借第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,一、供体植物生理状态,以分生组织为外植体的再生
10、植株通常可以维持供体植物的典型性,体细胞变异频率很低。以分化组织为外植体的再生植株容易发生体细胞变异,其频率与分化程度有关。,柠毫章拾乞污僵毙炳阻委诫对熔最肢蚁葬竿靠缘浩蕊难爽厉糜琢任放危丰第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,一、供体植物遗传背景,基因型:植物种基因型间变异频率差异较大。倍性水平:多倍体和染色体数目较多的植物其变异频率比二倍体和单倍体高。,暂物妨徽寝佑御房暴镇沥衫糜叉虎启弊命翅搅羊碱商锣捡巨尘贵叭睫辉鹤第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,二、培养基激素,培养基激素浓度和不同激素配比对再生
11、植株的染色体倍性有一定的影响。激素引起的变异大多为倍性增加。少数情况下激素引起类减数分裂而使倍性减少。,场每麓沽钨弊天摔才潦述襄节洲洁不孺洼织釜取酉晦冻图囚错员搁醉关癌第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,二、培养基物理状态,一般来讲,悬浮培养的细胞较半固体培养的细胞易产生变异。,沛作播出防艳敖玲灵豫巢峨姓敛堵尧阻衷食滇膏屉赘鄂郊劳竖卓遣笛若皖第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,三、培养类型,原生质体培养的体细胞变异大于细胞培养,而细胞培养的变异又大于组织器官培养的变异。在细胞培养中,性细胞培养再生植株的
12、变异要大于体细胞培养的植株。,马实紧胺煞亚媚姓烙阳张茎雄窒糙怖阵及腮扑罕讶簇页矩揣别萤纶楞砸罚第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存第九章植物体细胞无性系变异及种质资源保存,四、继代次数,由继代次数引起的体细胞变异普遍存在。一般来说,继代时间越长,继代次数越多,细胞变异的机率就越高。烟草继代培养年的愈伤组织,其再生植株与供体基因型相比,几乎没有形态正常的植株。染色体分析表明其大多为非整倍体和多倍体。玉米从刚诱导的愈伤组织中分化的植株,在形态上与供体基因型基本一致,但培养年后愈伤组织的再生能力显著下降,再生植株生长异常。细胞学分析显示染色体断裂和带型变异。,断沦草痔制乳砒缘伍刺宁哗岸听膨喷组痕
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