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第一章 染色体——遗传物质的主要载体1

一、染色体的基本结构1

（一）染色体的形态1

（二）常染色质和异杂色质5

（三）染色体与核型6

二、染色体的亚微结构9

（一）染色体与DNA9

（二）染色质的基本结构单位——核小体9

（三）染色体空间结构的变化10

三、染色体的特异性11

（一）染色体数目与形态特征的相对稳定性11

（二）细胞周期与染色体复制12

（三）染色体与基因13

（四）染色体的变异性13

四、细胞分裂与染色体行为14

（一）有丝分裂14

（二）减数分裂16

（三）纺锤体的遗传变异19

五、同源染色体的联会与交换20

（一）配对和联会的发生20

（二）联会的遗传控制22

（三）同源染色体之间的交换与重组23

六、植物的特化染色体25

（一）性染色体25

（二）B染色体27

主要参考文献30

第二章 染色体的变异33

一、体细胞分裂中染色体行为的异常33

（一）核加倍33

（二）核缩减34

（三）体细胞交换34

二、减数分裂中染色体行为的异常36

（一）同源染色体联会的变异36

（二）减数分裂中的特殊交换36

（三）产生2n配子37

（四）后减数的减数分裂38

三、染色体结构变异38

（一）结构变异的发生38

（二）缺失39

（三）重复40

（四）倒位41

（五）易位44

（六）巨大染色体52

（七）染色体结构变异与物种进化52

四、基因突变53

（一）基因突变的特征特性53

（二）基因突变与性状表达56

（三）基因突变的检测58

（四）转座因子及其应用59

五、染色体的整倍性变异62

（一）染色体基数62

（二）染色体的整倍体63

（三）同源多倍体63

（四）异源多倍体64

六、染色体的非整倍性变异64

（一）二倍体的非整倍性变异65

（二）多倍体的非整倍性变异66

（三）假多倍性67

（四）非整倍体的主要类型69

主要参考文献69

第三章 无融合生殖及2n配子72

一、无融合生殖的种类72

（一）配子体无融合生殖72

（二）孢子体无融合生殖——不定胚生殖74

二、无融合生殖的选育75

（一）无融合生殖的筛选75

（二）无融合生殖的诱导78

（三）人工染色体加倍筛选无融合生殖79

（四）从野生亲缘种转移无融合生殖基因79

（五）无融合生殖的遗传转化82

三、无融合生殖的鉴别83

（一）植株形态和遗传行为鉴别83

（二）细胞学鉴定84

（三）生物化学和分子生物学鉴定85

（四）胚胎学鉴定86

四、无融合生殖的遗传研究86

（一）专性无融合生殖的遗传86

（二）半融合生殖的遗传89

（三）兼性无融合生殖与不定胚的遗传89

（四）无融合生殖的特异性90

五、无融合生殖在植物育种中的应用91

（一）快速获得纯合系91

（二）固定杂种优势92

（三）快速进行核置换94

六、2n配子及其在植物育种中的应用95

（一）2n雄配子的发生95

（二）2n雌配子的发生97

（三）2n配子发生的遗传控制98

（四）2n配子的获得99

（五）2n配子的鉴定100

（六）2n配子的遗传效应102

（七）2n配子在植物育种中的应用103

主要参考文献104

第四章 单倍体及其发生111

一、单倍体的基本概念111

二、活体单倍体的发生112

（一）母性单倍体112

（二）雄核发育单倍体113

（三）多胚与单倍体114

三、花药和花粉培养单倍体114

（一）花药和花粉培养的意义115

（二）供体材料的挑选115

（三）培养材料（花药和花粉）的预处理116

（四）小孢子的分离与纯化118

（五）培养条件与培养方式118

（六）花粉植株的发育途径123

（七）小孢子胚胎发生机制的研究124

（八）单倍体的加倍125

四、未授粉子房和胚珠培养单倍体126

（一）未授粉子房培养127

（二）未授粉胚珠培养128

（三）胚囊植株的起源129

五、体细胞染色体组消失单倍体130

（一）球茎大麦法131

（二）玉米法132

（三）鸭茅状摩擦禾法133

六、孤雌生殖诱导系的发掘135

（一）超级授粉者的发现和选育135

（二）孤雌生殖诱导系作用机理的研究137

主要参考文献138

第五章 单倍体的遗传与变异143

一、单倍体发生的遗传控制143

（一）活体单倍体发生的遗传控制143

（二）离体培养（花粉）单倍体发生的遗传控制144

二、单倍体的遗传特异性148

（一）有丝分裂的相对稳定性148

（二）减数分裂与大小孢子发生的特异性150

（三）加倍单倍体配子体的选择性问题153

三、单倍体的遗传多样性154

（一）供体植株基因型的充分表达154

（二）单倍体和加倍单倍体遗传结构的变异155

（三）加倍单倍体表现型的遗传多样性156

四、单倍体在遗传研究中的应用159

（一）用于染色体组分析159

（二）用于染色体配对的遗传研究160

（三）利用DH群体进行数量性状的遗传分析161

（四）DH群体用于构建分子连锁图162

（五）用于植物的基因转化163

五、单倍体在植物进化中的遗传学意义164

（一）进化与适宜倍性水平164

（二）去多倍化的进化意义164

（三）繁殖方式、倍性变化与物种进化165

主要参考文献166

第六章 单倍体与植物育种171

一、单倍体的育种学效能171

（一）提高杂交育种效率171

（二）分解育种与远缘杂交173

（三）提高诱变育种效能173

二、单倍体与杂种优势育种174

（一）利用加倍单倍体固定杂种优势174

（二）利用加倍单倍体配制杂交种174

（三）用于诱导和改良雄性不育“三系”175

三、加倍单倍体与杂交育种178

（一）花培育种的亲本选配179

（二）花培世代的确定181

（三）加倍单倍体的选择和改良183

（四）单倍体综合育种体系的建立184

四、单倍体与特殊育种188

（一）单倍体与等基因系育种188

（二）单倍体与植物性别育种188

（三）单倍体与特殊品质育种189

（四）在木本植物育种中的特殊价值192

五、单倍体与种质创新193

六、花药培养与植株脱毒195

主要参考文献196

第七章 同源多倍体的获得200

一、自然界的多倍体植物200

二、多倍体的起源与自然选择202

（一）多倍体的起源202

（二）自然界多倍体的筛选204

三、多倍体的化学诱导208

（一）诱变剂及其原理208

（二）种芽浸渍诱变210

（三）植株活体诱变211

（四）无性繁殖器官诱导214

四、组织培养诱导多倍体215

（一）体细胞组织培养215

（二）胚乳培养获得多倍体219

（三）从花粉植株获得多倍体224

（四）原生质体培养224

五、遗传学方法225

（一）二倍体和四倍体杂交225

（二）三倍体杂交或自交226

（三）三倍体和四倍体杂交226

（四）其他杂交方式与不同倍数体的获得226

六、多倍体的鉴定227

（一）形态学鉴定227

（二）细胞学鉴定227

（三）分子生物学鉴定229

（四）遗传学鉴定230

主要参考文献230

第八章 同源多倍体的遗传变异236

一、植物学特征特性236

（一）植株形态特征236

（二）细胞学特征238

（三）生理生化特性241

（四）生物学特性243

二、减数分裂与大小孢子的发生245

（一）同源四倍体246

（二）同源三倍体253

三、受精生物学的遗传变异255

（一）同源四倍体的交配亲和性255

（二）四倍体自交的胚胎学变异257

（三）四倍体和二倍体杂交的胚胎学变异258

四、倍性变异及其相对平衡260

（一）实验多倍体的非整倍性变异与传递260

（二）四倍体居群的倍性平衡261

（三）非整倍体对四倍体居群生产率的影响261

五、种子结实力的变异262

（一）同源四倍体的结实力262

（二）配子育性对稔性的影响263

（三）胚囊与胚胎发育对结实率的影响264

（四）减数分裂染色体行为的影响267

六、基因组的遗传变异与进化268

（一）染色体结构变异与基因重组268

（二）核一质平衡的破坏与重建270

（三）重复基因的进化270

主要参考文献274

第九章 同源四倍体的选育279

一、多倍体的倍性选择279

二、四倍体的分离280

（一）依染色体和染色单体的分离280

（二）最大均等式分离与双减数频率281

（三）根据α值计算配子比率282

（四）两对独立因子杂交后代的分离比率284

（五）四倍体的分离与选择285

三、育种目标及选育方案的确定286

（一）表型变异及育种目标的确定286

（二）育种方案的制定287

四、群体改良的选择方法288

（一）单株选择与混合选择288

（二）一般杂交育种289

（三）回交育种法的利用290

（四）轮回选择法290

五、选择中数量性状的分析293

（一）方差分析与遗传率294

（二）协方差与遗传相关296

（三）连锁遗传的分析299

（四）选择响应与选择指数300

（五）通径分析与其他303

（六）关于选择极限的问题304

六、配合力测验与遗传分析306

（一）多倍体育种与配合力测验306

（二）配合力测验与遗传分析306

（三）实例308

（四）讨论308

七、选择及“二倍化”309

（一）选择对“二倍化”的促进309

（二）聚合杂交和基因重组311

（三）理化诱变与聚合选择311

（四）无性系生物技术的应用312

（五）同源多倍体的“异源化”313

主要参考文献314

第十章 同源多倍体在育种中的利用316

一、直接用于品种改良316

（一）一般原则316

（二）某些高基数物种同源多倍体的利用316

（三）营养系品种的选育317

（四）多倍体综合品种的选育320

（五）多倍体纯系品种的利用321

二、多倍体杂种优势利用324

（一）多倍体杂种优势利用的特点324

（二）四倍体杂交种的选配326

（三）三倍体杂种优势的利用328

三、少籽和无籽品种的利用332

（一）三倍体无籽西瓜品种的选育332

（二）果品植物无籽和少籽品种的利用333

（三）果菜类无籽和少籽品种选育的研究335

（四）甜瓜倍性育种讨论336

四、双单倍体的利用337

（一）四倍体物种的分解育种338

（二）二倍体种的双单倍体育种340

（三）通过双单倍体提高四倍体育种效率341

五、用作桥梁种及创造种质材料342

（一）利用多倍体作桥梁种342

（二）创造种质材料343

六、植物性别操纵与非倍性效应的利用344

（一）染色体操纵与植物性别育种344

（二）通过异倍体杂交进行二倍体育种346

（三）染色体加倍中非倍性效应的利用347

主要参考文献348

第十一章 异源多倍体的发生352

一、异源多倍体的起源352

（一）双二倍体352

（二）部分双二倍体354

（三）多倍体复合体358

二、异源多倍体发生中的生殖隔离361

（一）远缘杂交的不亲和性361

（二）杂种不活——胚不发育性362

（三）杂种不育363

（四）克服远缘杂交生殖隔离的途径364

三、胚培养拯救远缘杂种369

（一）取材369

（二）胚培养中的形态发生370

（三）培养基和培养条件371

（四）受精胚珠的离体培养372

四、离体受精及合子培养373

五、染色体加倍与双二倍体创建374

（一）杂种活体加倍374

（二）胚培养中加倍375

（三）杂交中的自然加倍376

主要参考文献377

第十二章 异源多倍体的遗传与变异381

一、异源多倍体的遗传特性381

（一）双二倍体的相对稳定性381

（二）部分双二倍体的稳定性相对较差383

（三）返亲分离与多样性384

二、异源多倍体基因的分离386

（一）双二倍体386

（二）亲缘关系较近的四倍体双二倍体389

（三）部分双二倍体390

三、异源多倍体的变异392

（一）染色体数量的变异392

（二）渗入杂交与染色体置换393

（三）染色体结构变异393

（四）外遗传变异396

（五）核—质互作397

四、无性系遗传变异398

（一）异源无性系变异的特点398

（二）器官离体培养与体细胞类减数分裂现象400

（三）无性系变异的机理402

五、可交配性及染色体配对的遗传控制403

（一）可交配性的遗传控制403

（二）染色体配对的遗传控制404

（三）染色体配对的评估406

六、异源多倍体与物种进化408

主要参考文献411

第十三章 异源倍数体的利用416

一、通过双二倍体创造新作物416

（一）小黑麦的创造416

（二）蔬菜中的新作物‘白蓝’420

（三）其他植物中的新作物421

（四）从物种到作物421

二、异源倍数体新种质的创造422

（一）双二倍体种质材料的创造423

（二）部分双二倍体新种质425

三、异源倍数体的诱变育种429

（一）植株及活体器官诱变430

（二）无性系变异的利用432

四、超远缘杂交与倍性改良433

（一）超远缘杂交的实践与理论假说433

（二）植株活体遗传转化的兴起与应用434

五、异源倍数体新品种选育435

（一）远缘杂交与新品种选育436

（二）以异源倍数体做桥梁种进行育种441

（三）特殊品种的选育444

六、复合种质选育及综合工具种的利用446

（一）异源复合种质的合成447

（二）利用综合工具种进行轮回聚合选择449

主要参考文献451

第十四章 染色体工程457

一、染色体工程的基本概念457

二、同源染色体削减——单体和缺体458

（一）单体、缺体的起源与形态特征458

（二）单体、缺体的细胞遗传学460

（三）单体、缺体的主要用途462

三、同源染色体添加——三体和四体466

（一）三体466

（二）四体471

四、同源染色体的特殊变异类型——端体473

（一）端体的种类与起源473

（二）端体的主要用途474

五、异附加系和异代换系476

（一）异附加系476

（二）异代换系482

六、异源易位系488

（一）异源易位系的创建488

（二）异源易位系在植物育种中的利用499

主要参考文献503

第十五章 体细胞杂交与遗传操作508

一、原生质体培养与体细胞杂交508

（一）原生质体及其培养508

（二）原生质体融合及体细胞杂交509

二、体细胞杂交的有关细胞学问题511

（一）异核融合与异核体的有丝分裂511

（二）体细胞杂交的亲和性问题512

（三）对称与不对称融合513

三、体细胞杂种的遗传变异514

（一）表型性状的遗传变异514

（二）细胞核遗传变异516

（三）细胞质基因组的遗传519

四、原生质体技术与遗传饰变521

（一）异源细胞核和染色体的摄入522

（二）质体和线粒体的摄入522

（三）微生物或藻类的摄入523

（四）外源DNA的摄入523

五、体细胞杂交与遗传操纵524

（一）原生质体融合与双二倍体创建524

（二）非对称融合与遗传操作527

（三）转移细胞质基因529

（四）配子一体细胞杂交531

六、体细胞杂交与植物育种532

（一）创造新物种533

（二）选育和改良细胞质雄性不育系534

（三）植物倍性育种中的特殊价值537

（四）在异染色体系及抗性育种中的应用540

（五）利用体细胞杂种进行新品种选育542

主要参考文献546

第十六章 异源核质杂种及其利用554

一、细胞质遗传与核质杂种554

（一）细胞质与染色体外遗传554

（二）杂种和核质杂种557

（三）核质杂种的获得557

（四）核质杂种的遗传多样性558

二、核质杂种的开发和利用559

（一）核质杂种的开发559

（二）细胞质遗传与抗逆育种563

（三）核质杂种与品质育种567

（四）核质杂种与稳定品种选育569

三、核质杂种与雄性不育性利用571

（一）细胞质雄性不育的核质互作572

（二）细胞质雄性不育系的开发与改良573

（三）光温敏雄性不育及其利用583

（四）核质互作及光（温）敏核不育系的聚合改良587

（五）核质互作保持隐性核不育系的设计587

四、高光效核质杂种育种588

（一）物种与光合特性588

（二）高光效的生物学基础591

（三）高光效育种的途径595

主要参考文献602

术语关键词（中英文对照）索引609

植物学名索引616