问题 问答题

在育种中如何利用染色体结构的改变和染色体数目的改变请举例说明。

答案

参考答案:

解析:1.染色体结构改变在育种上的应用。染色体结构改变已被用到生产上,例如养蚕业中,希望利用雄蚕进行生产,因为雄蚕的桑叶利用率高,单用雄蚕的茧缫丝,可以提高生丝质量。所以如果有一个办法可以选出雄蚕来饲养,这是蚕丝界所欢迎的。
在家蚕中,第2白卵基因(W2)位于第10染色体的3.5基因座上。纯合体的卵在越冬时呈杏黄色,蚕蛾眼色纯白。第3白卵基因(W3)位于同一染色体的6.9基因座上,纯合体的卵在越冬时呈淡黄褐色,卵色深浅变化较大,蚕蛾眼色黑色。各型杂合体的卵都呈正常的紫黑色,蚕蛾眼色全为黑色。
家蚕育种工作者用辐射诱变方法,反复处理杂合体(其基因型经推定为

),通过严格选择,先使第10染色体产生缺失,缺失的片段或者包括W2基因座,或者包括W3基因座,并使这有缺失的第10染色体易位到W染色体上,再经过系统选育,使生活力逐渐提高,以适应饲养的要求,培育成了A、B两个系统:


如将A系统雌蛾与B系统雄蛾交配,所产的蚕卵中,黑色的全为雄性,淡黄褐色的全为雌性。然后通过电子光学自动选别机选取出黑卵,进行孵育和饲养。
2.染色体数目的改变在育种上的应用。染色体数目改变也被广泛地应用到育种上,最典型的为植物多倍体的应用,例如四倍体番茄所含的维生素C比二倍数体大约多了一倍。四倍体萝卜的主根粗大,产量比最好的二倍体品种还要高。三倍体甜菜比较耐寒,含糖量和产量都较高,成熟也较早。三倍体的杜鹃花,因为不育,所以开花时间特别长。还有三倍体西瓜,因为很少能产生有功能的性细胞,所以没有种子。
1)无籽西瓜
一般将食用二倍体西瓜(Citrullus vulgaris,2n=22)在幼苗期用秋水仙素处理,可以得到四倍体,四倍体植株的气孔大,花粉粒和种子也较大。把四倍体作为母本,二倍体作为父本,在四倍体的植株上就结出三倍体的种子(3n=33)。三倍体种子种下去后长出三倍体植株来。三倍体植株上的花一定要用二倍体植株的花粉来刺激,这样才能引起无子果实的发育。因此必须把三倍体与二倍体相间种植,以保证有足够的二倍数体植株的花粉传到三倍体植株的雌花上去。
2)小黑麦
异源多倍体的合成是作物育种中常用的方法,目的是要把两个亲本种的优良特性汇集在一起。现已用于生产的是普通小麦与黑麦(Secale cereale)杂交,并经染色体加倍后育成的小黑麦(Triticale)。
小麦能否与黑麦杂交,是由小麦的可杂交基因决定的,与黑麦品种无关。这些含有可杂交基因的小麦品种就称为“桥梁品种”。桥梁品种间的杂交一代和它们的后代都很容易与黑麦杂交。非桥梁品种也可先与桥梁品种杂交,使可杂交基因传递给杂种后代,这样就可广泛利用小麦资源来与黑麦杂交,有效地解决了属间杂交不易成功的困难。
利用小麦品种杂种第一代或第二代做母本,与黑麦进行杂交。普通小麦有21对染色体,它的雌配子有21个染色体,包括三个染色体组(A、B、C);黑麦有7对染色体,它的雄配子有7个染色体,是一个染色体组(R)。小麦的雌配子与黑麦的雄配子结合,所产生的子一代有28个染色体,包括四个染色体组(ABDR)。因为这四个染色体组来自不同属的种,染色体的结构和功能已有很大的分化,它们之间的同源性已经很少,所以在减数分裂时不能形成二价体,子一代不育。当染色体加倍后,杂种的28个染色体成为28对,育性大大提高,能够结实繁殖后代了。因为小麦和黑麦的染色体基数都是7,加倍后小黑麦的28对染色体是7的8倍,它们又来自不同的种,所以叫它为异源八倍体小黑麦。


染色体加倍后的八倍体小黑麦是纯种,它们的后代不出现分离现象,但是都表现不同程度的结实率低和种子饱满度不高等共同缺点。但经过几年的连续选择,已成功地培育成小黑麦新品种。
小黑麦产量高,抗逆性和抗病性强,耐瘠耐寒,面粉白,蛋白质含量高,发酵性能好,茎秆可作青饲料,适于高寒山区种植,比当地小麦增产30%~40%,比黑麦增产20%左右。

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