植物生物学幻灯片.ppt

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1、植物生物学第1页，共62页，编辑于2022年，星期六10.2 体体细细胞无性系胞无性系变变异的来源异的来源10.3 体细胞突变体的筛选方法体细胞突变体的筛选方法 10.5 体体细细胞无性系胞无性系变变异异筛选实筛选实例例10.4 突突变变体的体的鉴鉴定定210.1 体体细细胞无性系胞无性系变变异的基本概念异的基本概念第2页，共62页，编辑于2022年，星期六3 遗传遗传是指上下亲代之间遗传信息的传递。是指上下亲代之间遗传信息的传递。变异变异是遗传信息在传递过程中发生变化是遗传信息在传递过程中发生变化,表现为外表现为外观性状的改变观性状的改变。EvolutionHeredity and vari

2、ation 遗传和变异是生物界普遍存在的生命现象。遗传和变异是生物界普遍存在的生命现象。10.1 体体细细胞无性系胞无性系变变异的基本概念异的基本概念第3页，共62页，编辑于2022年，星期六4遗传变异与后生遗传变异遗传变异与后生遗传变异Genetic variationEpigengtic variation 变异体变异体（variant)指一些新的细胞或个体指一些新的细胞或个体表现型表现型出现了变异，但不能出现了变异，但不能确定确定基因型基因型是否也发生了改变。是否也发生了改变。第4页，共62页，编辑于2022年，星期六遗传变异遗传变异 (genetic variation)指由指由DNA

3、数量和结构变异造成的，能通过有性繁数量和结构变异造成的，能通过有性繁殖过程而传递的变异。殖过程而传递的变异。可遗传的变异就是突变，能产生可遗传的变异就是突变，能产生突变体。突变体。5第5页，共62页，编辑于2022年，星期六后生遗传变异后生遗传变异（epigenetic variation)后生遗传变异是指在细胞的发育和分化过程中，后生遗传变异是指在细胞的发育和分化过程中，由由于基因表达调控所发生的变化而引起的表型变异于基因表达调控所发生的变化而引起的表型变异，并并不涉及基因结构的变化。不涉及基因结构的变化。这些变化在诱发条件消除以后，也能通过细胞分裂这些变化在诱发条件消除以后，也能通过细胞分

4、裂在一定时间内继续存在，但在一定时间内继续存在，但不能通过再生植株的有性生不能通过再生植株的有性生殖传给后代植株殖传给后代植株，也不能继续表现在由再生植株产生，也不能继续表现在由再生植株产生的二次培养物中。的二次培养物中。6第6页，共62页，编辑于2022年，星期六7生理适应变异生理适应变异 （physiologic adaptation)是指由某种外界条件存在而引起的生理是指由某种外界条件存在而引起的生理饰饰变变，一旦，一旦这这种外界条件不存在种外界条件不存在时时，变变异也就自异也就自行消失。行消失。第7页，共62页，编辑于2022年，星期六突突 变变（mutation）指遗传物质（指遗传物

5、质（DNA）在一级结构或数量上）在一级结构或数量上发生的一种相对稳定的可遗传的变化，最终的发生的一种相对稳定的可遗传的变化，最终的结果是结果是基因型的改变基因型的改变，形成，形成突变体突变体（可以是细胞，可以是细胞，也可以是完整的个体）。也可以是完整的个体）。8第8页，共62页，编辑于2022年，星期六mutantwild type 野生型野生型是指在自然种群中占绝大多数常被是指在自然种群中占绝大多数常被视为正常的基因型或个体。视为正常的基因型或个体。9第9页，共62页，编辑于2022年，星期六形成多倍体或单倍体形成多倍体或单倍体染色体突变染色体突变 基因突变基因突变（核、胞质）（核、胞质）碱

6、基置换、移码、缺失、插入突变，碱基修饰，基碱基置换、移码、缺失、插入突变，碱基修饰，基因扩增，基因重排，转座子激活，逆转座子的转座因扩增，基因重排，转座子激活，逆转座子的转座等等结构变异结构变异 数目变异数目变异（最常见）（最常见）形成非整倍体形成非整倍体 染色体断裂、缺失、易位、倒染色体断裂、缺失、易位、倒位、重复、双着丝粒染色体、位、重复、双着丝粒染色体、环状染色体环状染色体细细胞胞突突变变单基因突变与多基因突变单基因突变与多基因突变显性突变与隐性突变显性突变与隐性突变10第10页，共62页，编辑于2022年，星期六整倍体变异整倍体变异：指在正常染色体数（指在正常染色体数（2n）的基）的基

7、础础上，上，体体细细胞中染色体数目按染色体胞中染色体数目按染色体组组（x）成倍数增加）成倍数增加或减少的或减少的现现象。象。非整倍体变异非整倍体变异：在正常染色体数（在正常染色体数（2n）的基）的基础础上，上，体体细细胞中的染色体数目增加或减少胞中的染色体数目增加或减少1条至数条的条至数条的现现象。象。11第11页，共62页，编辑于2022年，星期六12Inversions:ACBDEFDuplications ABCDEEFDeletions:ABCD-FInsertions:ABCDSEFSubstitutions:ATCDEFTypes of point mutationsTypes o

8、f multisite mutationsSubstitutions:GATC CATCInsertion:GATC GGATCDeletion:GATC GTCDuplication:GATC GAGATCInversion:GATC GTAC 第12页，共62页，编辑于2022年，星期六体细胞无性系变异体细胞无性系变异 （somaclonal variation）指由离体培养条件下获得的培养物或指由离体培养条件下获得的培养物或再生植株中所产生的变异。再生植株中所产生的变异。13Larkin and Scowcroft(1981)提出提出 细胞水平的变异与个体或再生植株细胞水平的变异与个体或

9、再生植株水平的变异并不完全一致。水平的变异并不完全一致。注意注意！第13页，共62页，编辑于2022年，星期六14 Provide a novel source of variability for crop improvement.The genetic variation occurring in in vitro cultured cells,tissues and plants.第14页，共62页，编辑于2022年，星期六15体细胞无性系变异的特点体细胞无性系变异的特点在在细细胞、胞、组织组织和再生植株水平上都可能和再生植株水平上都可能发发生生变变异异变变异异频频率高率高变变异范异范围

10、围广广单单基因或少数基因基因或少数基因变变异异较较多多适合于对作物或植物的各种性状进行改良适合于对作物或植物的各种性状进行改良第15页，共62页，编辑于2022年，星期六16植物体细胞无性系变异的应用植物体细胞无性系变异的应用 1、抗病育种、抗病育种 2、抗非生物、抗非生物胁胁迫（耐迫（耐盐盐、耐、耐铝铝、耐旱、抗除草、耐旱、抗除草剂剂、抗虫；种子品、抗虫；种子品质质改良；外源基因的整合）改良；外源基因的整合）3、遗传遗传研究研究 4、发发育生物学研究育生物学研究 5、生化代、生化代谢谢途径研究途径研究第16页，共62页，编辑于2022年，星期六10.2 体细胞无性系变异的来源体细胞无性系变异

11、的来源 外植体本身是嵌合体外植体本身是嵌合体 在离体培养中自发产生在离体培养中自发产生17 人为诱变人为诱变第17页，共62页，编辑于2022年，星期六1810.2.1 Genetic variation arising from source plant The component cells of the primary explants used to initiate cultures are likely heterogeneous with respect to the state of differentiation,ploidy level,and age.The callus

12、 arising from such a group of cells with diverse genetic makeup will inevitably lead to a mixed population of cells.Plants regenerated from such genetically mosaic callus will undoubtedly be of different genetic makeup.第18页，共62页，编辑于2022年，星期六19Genetic Variation arising during culture(naturally occurr

13、ing)10.2.2 在离体培养中自发产生在离体培养中自发产生 离体培养条件下的自发变异要远远高于活体或植离体培养条件下的自发变异要远远高于活体或植株水平。株水平。培养物在培养、继代、分化过程中，由于生理培养物在培养、继代、分化过程中，由于生理状态的差异、培养条件或其它外界条件的影响造成状态的差异、培养条件或其它外界条件的影响造成较高的变异频率较高的变异频率。第19页，共62页，编辑于2022年，星期六20引起自引起自发变发变异的因素异的因素1.当植物的当植物的组织组织和和细细胞脱离有机体，胞脱离有机体，进进入离体培养的入离体培养的环环境中，境中，细细胞分裂的不胞分裂的不规则规则性性显显著增加

14、著增加，导导致在染色致在染色体水平和基因水平的体水平和基因水平的变变异。异。2.遗传遗传物物质结质结构构 在离体条件下不在离体条件下不稳稳定定 （基因（基因组结组结构构发发生生变变异，核异，核DNA与与细细胞胞质质DNA都都存在存在变变异异热热点点，会，会发发生基因重生基因重组组和碱基的插入与和碱基的插入与缺失等）缺失等）第20页，共62页，编辑于2022年，星期六213.使用植物生使用植物生长调节剂长调节剂（特（特别别是一些人工合成的生是一些人工合成的生长长素素类类物物质质，如，如2，4-D，被被认为认为是是 引起离体引起离体变变异的主要来源异的主要来源）4.培养基中的其它培养基中的其它组组

15、分分（例如磷和氮的含量与形（例如磷和氮的含量与形态态，MgCl2的含量等）的含量等）5.培养条件（培养条件（温度、温度、光照等）光照等）6.后生后生遗传变遗传变异异频频率增加率增加（常常由于常常由于基因复制、基因复制、DNA甲基化、转座元件的激甲基化、转座元件的激活活。)第21页，共62页，编辑于2022年，星期六转座因子的活化（转座因子的活化（transposible elements)转座子（转座子（Transposons)逆转座子（逆转座子（Retrotransposons）转座子就是转座子就是DNA转座因子，转座因子，例如玉米例如玉米Ac因子、因子、Ds因因子、子、Spm因子、因子、M

16、u因子和金鱼草的因子和金鱼草的Tam因子。因子。能够在能够在转座酶的作用下从转座酶的作用下从DNA 的一个位置脱离，然后在的一个位置脱离，然后在DNA的另一个位置整合，达到转座的目的。的另一个位置整合，达到转座的目的。许多不稳定许多不稳定的突变就是由这类因子的作用引起的。的突变就是由这类因子的作用引起的。22第22页，共62页，编辑于2022年，星期六用转座子可以解释无性系变异的发生特点：用转座子可以解释无性系变异的发生特点：1.可以解可以解释为释为什么有什么有时时无性系无性系变变异异频频率会很高，达到百率会很高，达到百分之几几十。分之几几十。高等植物中已高等植物中已经发现经发现10余种余种转

17、转座子，座子，可以造成基因表达的广泛可以造成基因表达的广泛变变化。化。2.转转座子使不活座子使不活动动的的结结构基因活化，可以解构基因活化，可以解释显释显性基因性基因的突的突变变。3.转转座子使多拷座子使多拷贝贝基因中那些不表达的拷基因中那些不表达的拷贝贝活化，提活化，提高基因表达的高基因表达的强强度，造成基因放大度，造成基因放大。23第23页，共62页，编辑于2022年，星期六24 在玉米的再生植株中，在玉米的再生植株中，发现发现Ac因子有因子有3%的的转转座座活性，而在原始植株中活性，而在原始植株中Ac是没有活性的。在苜蓿再是没有活性的。在苜蓿再生植株中也生植株中也观观察到由察到由转转座子

18、活化所引起的花色座子活化所引起的花色变变异。异。第24页，共62页，编辑于2022年，星期六 逆转座子的转座需要通过逆转座子的转座需要通过RNA为中介为中介 25 通通过过DNA转录为转录为RNA后后,再再经经逆逆转录转录成成为为cDNA，并插入到基因，并插入到基因组组的新位点上的因子。的新位点上的因子。逆转座子是植物中主要的转座因子，逆转座子是植物中主要的转座因子，在植物中在植物中的拷贝数一般会比转座子高。已经有许多受逆的拷贝数一般会比转座子高。已经有许多受逆境（如组织培养，病毒侵染等）激活的逆转座境（如组织培养，病毒侵染等）激活的逆转座子被分离。子被分离。第25页，共62页，编辑于2022

19、年，星期六 在在水稻中水稻中已经发现已经发现20种不活化的逆转座子，已种不活化的逆转座子，已经证明其中的经证明其中的3种在组织培养中被激活种在组织培养中被激活。水稻组织培养中，逆转座子水稻组织培养中，逆转座子Tos17的的9个插入个插入位点中至少有位点中至少有5个是基因的编码区，导致所在基因的个是基因的编码区，导致所在基因的变异。变异。26第26页，共62页，编辑于2022年，星期六27 10.2.3 人为诱变人为诱变诱发突变会进一步提高变异频率诱发突变会进一步提高变异频率 Physical mutagensChemical mutagensBiology mutagens Mutagenic

20、 effects of radiation on plants has been known since the 1920s，still used today to generate variation in crop cultivars.第27页，共62页，编辑于2022年，星期六28物理诱变物理诱变紫外线紫外线电离辐射电离辐射 （x-ray,-ray,激光，低能离子激光，低能离子束，宇宙射线等）束，宇宙射线等）第28页，共62页，编辑于2022年，星期六化化学学诱诱变变剂剂 烷化剂烷化剂叠氮化合物叠氮化合物DES（硫酸二乙酯硫酸二乙酯）碱基类似物碱基类似物5-溴尿嘧啶（溴尿嘧啶（5-Bu）

21、5溴脱氧尿嘧啶（溴脱氧尿嘧啶（5-BudR）叠氮化钠（叠氮化钠（NaN3）亚硝基胍亚硝基胍(CH5N5)EMS（甲基黄酸乙酯甲基黄酸乙酯）MMS（甲基黄酸甲酯）甲基黄酸甲酯）EES（乙基黄酸乙酯）乙基黄酸乙酯）马来酰肼、重氮丝氨酸、丝裂霉素马来酰肼、重氮丝氨酸、丝裂霉素C、链霉素、亚硝酸钠等链霉素、亚硝酸钠等2-氨基嘌呤（氨基嘌呤（2-AP）5-氟尿氟尿嘧啶嘧啶(5-FU)29第29页，共62页，编辑于2022年，星期六5-溴尿溴尿嘧啶嘧啶核苷核苷(5-BudR)30甲基璜酸甲酯（甲基璜酸甲酯（MMS)甲基甲基璜酸乙璜酸乙酯酯（EMS)5-溴尿溴尿嘧啶嘧啶（5-Bu)第30页，共62页，编辑于

22、2022年，星期六31 5溴溴尿尿嘧嘧啶啶(5BU)、5氟氟尿尿嘧嘧啶啶(5FU)、2氨氨基基腺腺嘌嘌呤呤(2AP),由由于于其其结结构构与与正正常常的的碱碱基基相相似似，进进入入细细胞胞能能替替代代正正常常的的碱碱基基参参入入到到DNA链链中中而干而干扰扰DNA复制合成。复制合成。第31页，共62页，编辑于2022年，星期六33生物学方法生物学方法1.花粉植株的无性系花粉植株的无性系变变异异2.胚胎挽救胚胎挽救3.原生原生质质体融合（离体受精）体融合（离体受精）4.农农杆菌介杆菌介导导的基因重的基因重组组5.T-DNA插入建立突插入建立突变变体体库库第33页，共62页，编辑于2022年，星期

23、六花粉植株的无性系变异花粉植株的无性系变异 花粉植株可以从游离的花粉或花粉植株可以从游离的花粉或花药离体培养获得。花药离体培养获得。从理论上讲，花粉植株应为单从理论上讲，花粉植株应为单倍体，但实际上许多植物的花粉植倍体，但实际上许多植物的花粉植株中有一部分染色体数目发生变化，株中有一部分染色体数目发生变化，主要是染色体倍性的增加，包括二主要是染色体倍性的增加，包括二倍体、多倍体和混倍体。倍体、多倍体和混倍体。34第34页，共62页，编辑于2022年，星期六T-DNA插入突变体库插入突变体库 农杆菌介导的遗传转化能够把农杆菌介导的遗传转化能够把T-DNA序列随机序列随机地、稳定地整合（插入）到植

24、物基因组中。地、稳定地整合（插入）到植物基因组中。如果插入位点是一个功能基因，就能造成基因的如果插入位点是一个功能基因，就能造成基因的插入突变，在整个基因组中，就有可能使所有的插插入突变，在整个基因组中，就有可能使所有的插入基因都被破坏。入基因都被破坏。第36页，共62页，编辑于2022年，星期六Electron micrograph of Agrobacterium tumefaciens infecting plant cell University College Worcester,UK37第37页，共62页，编辑于2022年，星期六38 离体条件下，可以通过自发变异与人离体条件下，可

25、以通过自发变异与人工诱变获得大量的突变个体，但只有通过工诱变获得大量的突变个体，但只有通过认真地筛选才能获得可以利用的新的种质认真地筛选才能获得可以利用的新的种质资源。资源。第38页，共62页，编辑于2022年，星期六10.3 植物离体培养物突变体的筛选植物离体培养物突变体的筛选 Selection of variants in culture39体细胞突变体的筛选体细胞突变体的筛选 指通过不同手段，从体细胞无性系变异中指通过不同手段，从体细胞无性系变异中筛选出优良的可供人们利用的个体或品系。筛选出优良的可供人们利用的个体或品系。第39页，共62页，编辑于2022年，星期六体细胞突变体筛选的方

26、法体细胞突变体筛选的方法 再生植株水平上的选择再生植株水平上的选择 可以直接通过田间实验筛选我们所需要的农艺性状，可以直接通过田间实验筛选我们所需要的农艺性状，如早熟，品质好，丰产，花瓣、子粒色泽等，缺点是周期如早熟，品质好，丰产，花瓣、子粒色泽等，缺点是周期长，效率低。长，效率低。细胞或组织水平上的选择细胞或组织水平上的选择 在培养基中加入选择压力直接选出突变体，适于在培养基中加入选择压力直接选出突变体，适于抗性突变体的筛选。抗性突变体的筛选。40第40页，共62页，编辑于2022年，星期六 选择时应考虑以下方面选择时应考虑以下方面 所选的性状是单基因还是多基因控制；所选的性状是单基因还是多

27、基因控制；能否保证细胞水平与整株水平的一致，能否稳定能否保证细胞水平与整株水平的一致，能否稳定遗传；遗传；除突变性状外，能否保持母体其它优良性状除突变性状外，能否保持母体其它优良性状.41第41页，共62页，编辑于2022年，星期六细细胞胞水水平平或或组组织织水水平平的的筛筛选选直接选择法直接选择法外植体水平上进行选择外植体水平上进行选择，再通过离体培养获得突再通过离体培养获得突变体变体间接选择法间接选择法负接择系统负接择系统正选择系统正选择系统一步选择法一步选择法多步选择法多步选择法42第42页，共62页，编辑于2022年，星期六 直接选择法直接选择法 在一定的选择压力下，使新的突变型能优先

28、生长，在一定的选择压力下，使新的突变型能优先生长，或使突变体能与野生型明显区别开，从而把突变体分或使突变体能与野生型明显区别开，从而把突变体分离出来。离出来。间接选择法间接选择法 借助与突变型有某种相关的特性作为间接选择指标借助与突变型有某种相关的特性作为间接选择指标的筛选方法的筛选方法 用病菌毒素类似物可以选择抗病植株。用病菌毒素类似物可以选择抗病植株。43第43页，共62页，编辑于2022年，星期六44直接选择法直接选择法负接择系统负接择系统正选择系统正选择系统一步选择法一步选择法多步选择法多步选择法第44页，共62页，编辑于2022年，星期六正选择系统正选择系统 在培养基中加入某种对正常

29、细胞有毒的化学物在培养基中加入某种对正常细胞有毒的化学物质，突变细胞能正常优先生长，野生型细胞不能质，突变细胞能正常优先生长，野生型细胞不能生长或生长受到抑制，从而把突变体筛选出来的生长或生长受到抑制，从而把突变体筛选出来的方法。一般用于筛选抗性突变体。方法。一般用于筛选抗性突变体。45第45页，共62页，编辑于2022年，星期六一步选择法一步选择法 如果加入培养基的选择剂的剂量较高，可以一次如果加入培养基的选择剂的剂量较高，可以一次性地抑制或杀死所需突变体以外的其他细胞性地抑制或杀死所需突变体以外的其他细胞，适用，适用于于单基因控制单基因控制的性状。的性状。多步选择法多步选择法 若开始时加入

30、培养基的选择剂剂量较低，然后若开始时加入培养基的选择剂剂量较低，然后依次增加选择剂的浓度，进行第二轮、第三轮的依次增加选择剂的浓度，进行第二轮、第三轮的筛选，最后得到抗性细胞筛选，最后得到抗性细胞。适用于选择适用于选择遗传背景不清或是多基因控制遗传背景不清或是多基因控制的的性状。性状。46第46页，共62页，编辑于2022年，星期六负选择法负选择法：用特定的培养基使突变体细胞处于不能生长状态，用特定的培养基使突变体细胞处于不能生长状态，而正常型的野生型而正常型的野生型 细胞则可以正常生长，然后用一种能促使生长细胞则可以正常生长，然后用一种能促使生长中的细胞中毒死亡的选择剂淘汰这些细胞，最后使突

31、变细胞恢复中的细胞中毒死亡的选择剂淘汰这些细胞，最后使突变细胞恢复生长并分离出来。生长并分离出来。一定条件下一定条件下生长受到抑制生长受到抑制的突变细胞的突变细胞杀死正常生长的杀死正常生长的细胞细胞生长受到抑制的生长受到抑制的突变体细胞存活突变体细胞存活突变细胞突变细胞恢复生长恢复生长 主要用于分离营养缺陷型突变体和温度敏感型突变主要用于分离营养缺陷型突变体和温度敏感型突变体。体。47第47页，共62页，编辑于2022年，星期六温度敏感型突变体的筛选温度敏感型突变体的筛选 一般植物细胞生长温度是一般植物细胞生长温度是2030，温度敏感型，温度敏感型突变体是放在高温突变体是放在高温28 下不长，

32、而在低温下下不长，而在低温下23 生长生长的生长的突变体。的生长的突变体。将诱变处理过的细胞群放在将诱变处理过的细胞群放在28，正常细胞，正常细胞生长，突变体不长生长，突变体不长 28 下用下用5-BUdR处理处理12天，杀死活细胞天，杀死活细胞 放在放在23 低温下进行光照低温下进行光照,选出能生长的细选出能生长的细胞即所要筛选的低温突变体胞即所要筛选的低温突变体.48第48页，共62页，编辑于2022年，星期六R1 代的田间观察代的田间观察再生植株水平的选择再生植株水平的选择 从愈从愈伤组织伤组织再生的植株叫做再生的植株叫做R1代。代。田田间间生生长长的的R1代植株少数会出代植株少数会出现

33、现形形态态学上的或学上的或农艺农艺性状性状上的上的变变异，异，这这些些变变异主要是由染色体异主要是由染色体变变异或异或显显性基因突性基因突变变引起的引起的，那些由那些由隐隐性基因突性基因突变变引起的引起的变变异要等到异要等到R2代才会表代才会表现现出来。出来。R1代植株需要分株留种，以便在代植株需要分株留种，以便在R2代代观观察察隐隐性性状的性性状的变变异异和和统计统计突突变变性状的分离。性状的分离。49第49页，共62页，编辑于2022年，星期六在在R2代选择有用变异株代选择有用变异株 R2代代选选出的出的变变异株异株经过经过23代的自交，在代的自交，在R4或或R5代即可代即可获获得得稳稳定

34、的株系定的株系。在在R2代的各代的各类变类变异，包括异，包括显显性和性和隐隐性性变变异都得异都得到充分到充分显现显现，就可以在田，就可以在田间选择间选择具有具有优优良良农艺农艺性性状的状的变变异株。异株。50第50页，共62页，编辑于2022年，星期六10.4 突变体的鉴定突变体的鉴定 为了区别可遗传变异与后生遗传变异，为了区别可遗传变异与后生遗传变异，消除适应性变化，需要对得到的突变体进一消除适应性变化，需要对得到的突变体进一步鉴定。步鉴定。51第51页，共62页，编辑于2022年，星期六突变体鉴定的原则突变体鉴定的原则1.变异性状能否通过再生植株有性传递；变异性状能否通过再生植株有性传递；

35、2.突变体发生的频率一般较低；突变体发生的频率一般较低；3.突变体不仅在含有选择压力的培养基上始终保持突变体不仅在含有选择压力的培养基上始终保持抗性，在无选择压力的培养基上继代培养多代后性状抗性，在无选择压力的培养基上继代培养多代后性状不消失；不消失；4.由再生植株所产生的次生愈伤组织培养物应当由再生植株所产生的次生愈伤组织培养物应当表现出同样的性状表现出同样的性状.52第52页，共62页，编辑于2022年，星期六 突变体鉴定的方法突变体鉴定的方法形态鉴定形态鉴定细胞学鉴定细胞学鉴定分子生物学鉴定（分子生物学鉴定（DNA是否突变）是否突变）53第53页，共62页，编辑于2022年，星期六 10

36、.5 体细胞无性系变异筛选实例体细胞无性系变异筛选实例 抗病性突变体选择抗病性突变体选择 抗除草剂突变体的选择抗除草剂突变体的选择 抗逆性突变体的选择抗逆性突变体的选择（耐盐，耐旱，抗重金属离子，耐高温、低温突（耐盐，耐旱，抗重金属离子，耐高温、低温突变体等）变体等）54 营养缺陷型突变体的选择营养缺陷型突变体的选择第54页，共62页，编辑于2022年，星期六抗病性突变体选择抗病性突变体选择 可以利用植物病原菌、病原菌毒素或毒素类似物可以利用植物病原菌、病原菌毒素或毒素类似物以及病菌培养物的有毒滤液等筛选植物抗病突变体。以及病菌培养物的有毒滤液等筛选植物抗病突变体。55 现在，已经筛选出了烟草

37、抗野火病、烟草抗现在，已经筛选出了烟草抗野火病、烟草抗黑径病、马铃薯抗晚疫病、番茄抗早疫病、油菜黑径病、马铃薯抗晚疫病、番茄抗早疫病、油菜抗黑径病、玉米抗小斑病、水稻抗稻瘟病、小麦抗黑径病、玉米抗小斑病、水稻抗稻瘟病、小麦抗根腐病、小麦抗赤霉病等多种抗病突变体。抗根腐病、小麦抗赤霉病等多种抗病突变体。第55页，共62页，编辑于2022年，星期六小麦抗赤霉病突变体筛选路线小麦抗赤霉病突变体筛选路线外植体外植体(小孢子、花药、幼胚小孢子、花药、幼胚)愈伤组织继代培养愈伤组织继代培养（毒素含量逐渐增加）（毒素含量逐渐增加）离体培养离体培养（赤霉菌毒素处理）（赤霉菌毒素处理）分化培养分化培养（毒素处理

38、）（毒素处理）再生植株抗性鉴定再生植株抗性鉴定（接种处理）（接种处理）抗病突变体抗病突变体（抗病鉴定）（抗病鉴定）抗病抗病新种新种质质理化诱变理化诱变离体筛选离体筛选离离体体筛筛选选幼苗筛选幼苗筛选田间筛选田间筛选田间筛选田间筛选56第56页，共62页，编辑于2022年，星期六含有病菌粗毒素培养基的制备含有病菌粗毒素培养基的制备 将病菌接种在将病菌接种在MS液体培养基上，黑暗液体培养基上，黑暗28培养培养2周，过滤，将滤液周，过滤，将滤液pH值调到值调到5.8，然后，然后过滤灭菌过滤灭菌，即得到粗毒素原液。用粗毒素原液与等体积的水即得到粗毒素原液。用粗毒素原液与等体积的水混合配制的固体混合配制

39、的固体MS培养基就是筛选培养基。培养基就是筛选培养基。57第57页，共62页，编辑于2022年，星期六抗盐性抗盐性 抗旱性抗旱性抗非生物胁迫突变体的筛选抗非生物胁迫突变体的筛选对高浓度铝的抗性对高浓度铝的抗性 我国南方酸性土壤中，对植物危害的主要因子是由于我国南方酸性土壤中，对植物危害的主要因子是由于在低在低pH情况下，存在大量的游离铝离子及锰离子，会引起情况下，存在大量的游离铝离子及锰离子，会引起细胞生理性毒害。细胞生理性毒害。这种研究已在这种研究已在番茄、胡萝卜番茄、胡萝卜上获得了初步成功，从上获得了初步成功，从抗铝愈伤组织分化成的植株，其自花受粉获得种子的后抗铝愈伤组织分化成的植株，其自

40、花受粉获得种子的后代仍有抗性。代仍有抗性。58第58页，共62页，编辑于2022年，星期六小麦耐盐突变体筛选小麦耐盐突变体筛选 将小孢子处于单核中、晚期的小麦穗以将小孢子处于单核中、晚期的小麦穗以60 Co-射线诱变射线诱变 取出花药接种在含有取出花药接种在含有0.3%NaCl的愈伤组织诱导的愈伤组织诱导培养基上，用不含盐的培养基做对照培养基上，用不含盐的培养基做对照 将含盐培养基上的愈伤组织转接到去盐培养基将含盐培养基上的愈伤组织转接到去盐培养基上继代上继代13次次59第59页，共62页，编辑于2022年，星期六 再转接到含再转接到含0.3%NaCl的分化培养基上分化成苗，并以的分化培养基上

41、分化成苗，并以不含盐的分化培养基做对照不含盐的分化培养基做对照 将分化植株转移到含盐土壤中再次检测耐盐性将分化植株转移到含盐土壤中再次检测耐盐性 用秋水仙素溶液进行染色体加倍处理，并进行遗传稳定性鉴定用秋水仙素溶液进行染色体加倍处理，并进行遗传稳定性鉴定 获得具有耐盐性、农艺性状好、且能稳定遗传的新品系获得具有耐盐性、农艺性状好、且能稳定遗传的新品系连续进行连续进行3个世代的选择个世代的选择60第60页，共62页，编辑于2022年，星期六61本章要点：本章要点：体细胞无性系变异的基本概念与来源体细胞无性系变异的基本概念与来源 体细胞无性系变异在细胞水平上的选择体细胞无性系变异在细胞水平上的选择方法方法第61页，共62页，编辑于2022年，星期六The End！62第62页，共62页，编辑于2022年，星期六