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多倍体的育性研究—同源四倍体的生育能力

(2018-01-05 22:48:22)
标签:

植物育种

多倍体的育性

分类: 必修二

          高中阶段在进行生物育种时,总是强调单倍体往往因为无成对出现的同源染色体而导致减数第一次分裂时联会失败,无法产生平衡配子而不能繁殖后代。当然也偶有涉及四倍体的单倍体(含有两个同源染色体组)因为能够正常联会而由繁殖能力。对于偶数倍的多倍体大家似乎都默认只要同源染色体成对存在一定能够正常联会,其实不然。

以四倍体谷子为例。相较其二倍体对照株,四倍体谷子旗叶宽度增加6.11%,叶形指数由11.82减小到9.25,主茎直径增加13.04%,主穗直径减小5.39%,千粒重增加46.16%,旗叶长度减小17.01%,主茎长度减小23.29%,主穗长度减小5.45,单株主稳重减小24.42%,主穗粒重减小62.47%,结实率减小46.66%。

显微扫描结果证明,四倍体谷子花药增大,花粉粒增大、部分干瘪,子房多数呈椭球状,柱头皱缩,不育或不实,生育期延长,种子萌发率低,孕穗期谷子氮吸收和同化能力减弱,叶绿素合成量减少。相较其同源四倍体,在光量子通量密度一定的前提下二倍体谷子外部微环境及其自身相关各光合因子彼此间效应与互作更为敏感。四倍体不育程度高,灌浆不充分,同化产物“库”-“源”失衡是谷子同源四倍体谷子孕穗期净光合速率较低的主要内因。四倍体谷子的表型及相关生理机制的变化是基因组组分之间以及核质基因组之间相容性水平的体现,并存在选择压力下的再平衡过程。

也就是说四倍体虽然可以产生种子、后代,但是就花粉的有效性来看相较二倍体还是有一定差距的。原因可能时四倍体减数分裂时四条染色体联会紊乱,不是我们想当然认为的“同源染色体两两配对形成两个四分体,然后均分”。而是各自间的同源区段都有可能联会而造成紊乱。

人们对四倍体荞麦的研究也支持这一结论。

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