| 单词 | 多倍体育种 |
| 释义 | 【多倍体育种】 拼译：polyploid breeding 多倍体育种是生物染色体工程的一部分，它是采用物理的、化学的、组培和杂交等技术使生物染色体组加倍来培育新品种的一种方法。生物一般具有两套染色体组，称之为二倍体。所谓多倍体就是生物的体细胞具有两个以上的染色体组的生物体。不同作物的染色体组是有一定限度的，而不是无限度的加倍。多倍体可分为同源多倍体和异源多培体两类。由同一物种形成的多倍体称为同源多倍体。经不同物种杂交，加倍后形成的多倍体称为异源多倍体。用多倍体育种，不仅可以提高作物产量和品质，而且也可以增强作物抗性和获得无籽果实。除此之外，它还是克服远缘杂交的不可交配性和杂种不、育性的有效手段。它在育种上是难度相当大的一种方法。 1916年，温克勒(H．Winkler)在番茄与龙葵的嫁接试验中发现，在愈伤组织长成的枝条中有番茄的四倍体。自1937年布莱克斯利(A．F．Blackeslee)和埃弗里(A．G．Avery)利用秋水仙素诱发曼陀罗四倍体获得成功之后，各国相继开展了人工诱发多倍体的试验研究。目前，已有1000多种植物获得了多倍体。中国于20世纪50年代开始多倍体育种工作。40年来，在大田作物、果树、蔬菜、药材、花卉等方面取得了很大的进展。培育成功的有异源八倍体小黑麦、同源四倍体水稻、四倍体梗籼16号、四倍体香糯、三倍体甜菜和四倍体、四倍体西瓜，以及三倍体无籽西瓜、四倍体饲用玉米和四倍体高粱，蔬菜有芦笋、黄瓜、番茄、萝卜、辣椒等多倍体材料。在多倍体研究工作上，自1937年布莱克斯利等利用秋水仙素诱导成功之后，在2～3a间就发表了200篇以上的文章。据1954年蒂希勒(G．Tischler)的统计报道，在被子植物中借助于秋水仙素和萘嵌戌烷处理，至1938年有41个物种获得多倍体，至1940年达92个物种，至1947年从212个种中获得多倍体，至1954年已在471个物种中得到多倍体类型。1979年5月在美国密苏里华盛顿大学召开的一次多倍体的国际学术讨论会上，发表了内容为植物进化的多倍体、植物分类中的多倍体、动物进化中的多倍体、多倍性与农业和将来的瞻望等5个部分共31篇文章，纪录了近20a来多倍体基础研究和应用研究的主要成果和经验教训。根据英联邦农业局(CAB)综合28种文摘目录的资料，从1970年至1978年共发表了有关多倍体的文章约有500篇。目前进行诱导多倍体研究工作的至少有38个国家，然而半数以上的文章都是前苏联和印度的。前苏联植物遗传育种家对诱导多倍体很感兴趣。印度在诱导多倍体研究上也花费了很大的精力。印度的大部分注意力是着眼诱导多倍体的影响，而不针对在育种上的应用。在70年代，有14个国家发表了有关多倍体的文章，中国则不在名单之中。1987年，中国召开了第1届国际植物染色体工程学术讨论会，在多倍体方面仅有花卉、大田作物和蔬菜方面的文章各一篇。1990年，美国召开的第2届国际植物染色体工程学术讨论会上共收到论文30余篇，在多倍体方面有马铃薯倍性的育种、多倍体小麦上非整倍体的应用；在蔬菜方面有芦笋和大白菜四倍体育种。同源四倍体禾谷作物中育种最成功的是黑麦四倍体。它于1938年在德国育成，到1952年作为优良品种大量推广，每公顷产量2600kg超过二倍体30%。荷兰、芬兰也育成了四倍体黑麦，产量较高。前苏联育成的四倍体黑麦品种，1972年已经推广。50年代，瑞典已开始推广黑麦四倍体品种。1956年，中国也对四倍体黑麦进行了研究。在利用种子栽培的作用中，人工诱导的四倍体荞麦和四倍体芝麻是高度可育的。但有些作物的同源四倍体需通过培育和选择才能克服这些缺点。葡萄、三叶草、花卉中的金鱼草、金盏草、甜菜都在多倍体上培育成功。甜菜四倍体在意大利、丹麦、前苏联、日本和中国都相继培育成功。中国黑龙江甜菜糖业科学研究所育成303和304两个甜菜四倍体，其含糖量均高于对照二倍体品种双丰一号，304号则高出9．4%～19．8%。此外，还有瑞典的四倍体无菁、日本的四倍体美浓早生萝卜和前苏联的西伯利亚1、2号萝卜，以及橡胶草等的育种都获得了成功。在三倍体方面，据统计到1943年为止，有33种植物得到三倍体的植株，至1951年有88属的168种植物出现了三倍体的植株。三倍体除自然突变发生外，还可以利用四倍体和二倍体相互杂交而获得。三倍体是不育的，但对于花卉、果树等一些无性繁殖的植物是十分有利的，如香蕉、菠萝、葡萄、苹果、茶、桑、欧洲山杨、除虫菊等。三倍体西瓜是由四倍体和二倍体杂交获得的。我国曾育成四倍体西瓜新秋3号、澄育一号和郑果402、403、404三个优良四倍体品种。1956年，斯蒂宾(G．L．Stebbins)考虑到过去在多倍体的研究中的表现后得出的结论是：得自一个单独的二倍体品种的四倍体，极少量能比它们的二倍体祖先好，而且在大多数作物中将是得不偿失的。1967年，彼得诺夫(N．Х．Пеtроь)认为在研究培育多倍体上有个规律，即原始的二倍体类型的纯结合性越高，由这一类型染色体数目加倍而获得的同源多倍体的育性就越低；反之，原始二倍体类型的异质性和不育性越高，由它们得来的同源多倍体的育性也就越高。1972年，杜鲁宾(H．B．TypBин)对培育同源多倍性的困难和前景指出：植物应用同源多倍体的成就低于预先的期望。这一方法的潜在可能性还没有完全发挥出来。培育出来的同源多倍体，孕性低，生活力弱以及减数分裂不正常，因而需要对同源多倍体减数分裂过程的遗传学机理加以研究，以求解决这一困难问题。在异源多倍体的育种上较之同源多倍体更为困难，成绩很少。自从1875年威尔逊(A．S．Wilson)生产出第1个小黑麦杂种后，除加拿大、墨西哥、匈牙利、瑞典、美国、英国、前苏联等国家培育出小黑麦多倍体之外，中国也自1957年以来迄今一直在研究这一方面的工作，培育出的小黑麦2号和4号得到一定的成效。1944年，香川多夫用秋葵和A．Mamihot杂交获得了糊麻双二倍体类型的新种，比其双亲的产量显著增大；此种糊麻的产量约为黄蜀葵的8倍。其生育期短，在温暖地区可收割两次或多次，采收的纤维、根、叶可制糊粉。几十年来人工合成的双二倍体(异源四倍体)取得的效果不大，尚未超过长期自然和人工选择的类型。1956年，斯蒂宾斯(G．L．Stebbins)认为，在培育新的双二倍体的时候，也和同源多倍体一样，应对基因型适应多倍体状态的问题加以解决。此外，一些新的双二倍体，必须克服亲本异源之间的影响引起的不育性。自1937年至今，在人工诱变多倍体的研究这一科学领域里取得了一定的成绩，但未能达到预期的效果。从以上取得的成绩来看，多倍体育种的前景仍是大有希望的。【参考文献】：1 华北农业大学，等．植物遗传育种学．北京：科学出版社，19762 Louis W H著，鲍文奎等译．多倍体在植物和动物中的地位．贵阳：贵州人民出版社，1984，13 Li Zhensheng，Swaminathan M S．Proceeding of the first international symposium on chromosome engineering in plants，1986(河北农业大学邹道谦教授撰) |
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