Question

单倍体及育种

Answer 1

在培育植物新品种时，常常需要将生物不同品种的优良性状集中在同一生物体。这一过程可能就要通过杂交，然后再连续自交筛选，得到纯合子，即理想基因型作为种子，后代才不会发生性状分离。例如，小麦的高秆抗锈病（AABB）和矮秆易感病（aabb），其中高秆易倒伏，矮秆抗倒伏，人们需要的小麦性状是抗倒伏抗锈病，即aaBB。

这时，首先让两者杂交，得到双显杂合子，即（AABBⅹaabb→AaBb）；然后再让其自交，即（AaBbⅹAaBb→9/16A_B_+3/16A_bb+3/16aaB_+1/16aabb）；接着，选择性状为aaB_的小麦，连续自交筛选，以获得基因型为aaBB的纯合品种，其自交后代不会发生性状分离。这种育种方法称为杂交育种，不足之处是需要的年限长。

还有一种育种方法，能明显缩短育种年限，那就是单倍体育种。

生物学上的单倍体，是指生物体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，或者是由配子直接发育成的个体。

对于二倍体植物，其单倍体含有一个染色体组。例如，玉米是二倍体植物。在玉米地里，偶尔也会有单倍体出现，其特点是植株弱小，高度不育。

单倍体育种法，包括两个步骤 : ①花药离体培养法→获得单倍体；②用秋水仙素处理幼苗，使其染色体数目加倍→可育，得到的种子为纯合子。如此以来，第二年就能获取理想品种，明显缩短育种年限。

再如，小麦的高秆抗锈病（AABB）和矮秆易感病（aabb），采用单倍体育种法，获得矮秆抗锈病（aaBB）的优良品种。

操作步骤 : 得到双显双杂合的种子(AaBb)后，第一步 : 花药离体培养法，获得AB、Ab、aB、ab四种单倍体植株；第二步 : 用秋水仙素处幼苗，获得染色体数目加倍的植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb），获取aaBB植株上的种子即可。

以上关于单倍体的特点（植株弱小/高度不育），及单倍体育种的优点（明显缩短育种年限），都是就二倍体生物而言。假如是四倍体生物，其单倍体则含有两个染色体组，可以经过减数分裂形成配子，即其为可育的。其单倍体经秋水仙素处理，染色体数目加倍后，也不一定是纯合子。

如四倍体植株（AAAa），其单倍体是AA或Aa。就单倍体为Aa而言，经秋水仙素处理染色体数目加倍后，成为AAaa，不是纯合子，自交后代依旧会出现性状分离。

有这样一道题目 : 四倍体植物经单倍体育种后，其体细胞中含有几个染色体组？

反复揣测:该四倍体植物的单倍体是可育的，用秋水仙素处理得到的不是纯合子，并不能体现出“明显缩短育种年限”……难道还需考虑同源四倍体和异源四倍体？这不是超出了教材范围吗？出题人的意图究竟是什么？

反复推敲，思来想去，最后竟陷入迷魂阵。同事笑道 : 管那么多干嘛？这道题考察的是单倍体育种的步骤，关键是想让学生知道“花药离体培养法≠单倍体育种法”！

一语惊醒梦中人！原来如此！是“知识越多越反动”？还是“一瓶不响半瓶乱晃”？呵呵！