单倍体的应用

    

    由于单倍体植株或双单倍体植株具有完全纯合的基因型，因此，单倍体培养体系的建立对于植物育种、分子标记、遗传图谱构建、基因定位、基因克隆等均有极其重要的意义。尤其在植物育种和遗传研究中具有重要的应用价值。

    1）缩短育种年限，加速育种进程

    常规育种在杂交F5，F6代开始选择，而植物性细胞培养在F1或F2代进行培养，再人工加倍处理，克服了后代的分离，大大缩短了育种周期（见图3.11）。有些植物特别是雌雄异株的多年生木本植物如杨树，其生长周期长、基因组高度杂合，单倍体育种将是最为理想的选择。

    

图3.11　单倍体加快传统育种进程（Chan S W L，2010）

    2）提高目标基因型的选择效率

    花粉单倍体是纯合配子体，从来源于配子体的植株中选择某一种基因型的概率是（1/2）n，而从常规杂交F2代群体中，选择某一基因型的概率为（1/2）2n，故单倍体育种的选择效率为常规育种的2n倍。

    例如，二倍体供体植株基因型为AaBb，要从后代中选择基因为AAbb的纯合单株。常规方法：AAbb出现的概率为1/16，并且不能将AAbb与Aabb，aAbb区分开。单倍体方法：AAbb出现的概率为1/4。

    3）利于远缘杂种的稳定

    由于远缘杂交亲本间的基因组存在着较大的差异，杂种的染色体组型也往往有所不同，因而会造成杂种后代性状的巨大分离，通过诱导杂种后代获得单倍体或双单倍体植株，可以有效克服性状分离，从而获得纯合稳定，并具有优良性状的远缘杂种新类型。

    4）提高诱变育种的效率

    单倍体或双单倍体植株不受显隐性的影响，在诱变育种中能在当代及时获得突变个体，染色体加倍后成为稳定的纯系。

    5）外源基因转化的理想受体

    利用单倍体植株的原生质体、细胞和组织作为转化受体，有利于外源基因的整合和表达。对转基因单倍体进行染色体加倍，得到纯合的双单倍体转基因植株，可以避免转导的外源基因在后代分离中丢失，有利于稳定遗传。

    6）植物分子生物学研究的理想群体

    单倍体只具有单一功能的基因模式，可以排除杂合性等因素的干扰，是研究基因性质和功能的理想材料。由单倍体经染色体加倍产生的双单倍体株系（DH群体）可保持群体中每种基因型的植株，无遗传变异，且便于跟踪研究，可以重复进行检测，尤其是对数量性状的分析。在分子标记方面，DH群体被认为是RFLP，RAPD，AFLP等分子标记和遗传图谱研究的好材料，可以有效提高基因定位、图谱构建的准确性，并已经在多种作物的分子标记研究中起到了重要作用。

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