单倍体

细胞内同源染色体的数目

染色体倍性是指细胞内同源染色体的数目，其中只有一组的称为“单套”或“单倍体”。需要注意的是，单倍体与一倍体（体细胞含一个染色体组的个体）有区别。有的单倍体生物的体细胞中不只含有一个染色体组。绝大多数生物为二倍体生物，其单倍体的体细胞中含一个染色体组，如果原物种本身为多倍体，那么它的单倍体的体细胞中含有的染色体组数一定多于一个。如四倍体水稻的单倍体含两个染色体组，六倍体小麦的单倍体含三个染色体组，而不是三倍体。

定义

英文名称：Haploid

概念：体细胞染色体组数等于本物种配子染色体组数的个体。

定义解释

具有配子染色体的个体。仅由原生物体染色体组一半的染色体组数所构成的个体称为单倍体（D．F．I．Langlet，1927）。相当于原生物体体细胞内染色体数目的半数体。它的基本性状虽然和原生物体相同，但一般比较小，而且比较纤弱，植物的单倍体几乎都不能形成种子。由于单倍体中没有同源的染色体，所以在减数分裂时仅仅出现一价染色体，它们分向二极；不过也有全部一价染色体移向一极仍旧保持完整的染色体组，这时就能形成有功能的配子，产生种子；但是多数情况下由于子细胞内含有的染色体组不完全，所以也就成为高度不育的原因。

例如:蜜蜂的蜂王和工蜂的体细胞中有32条染色体,而雄蜂的体细胞中只有16条染色体,像雄蜂这样,体细胞含有本物种配子染色体数目的个体,叫做单倍体.

但是有的单倍体生物的体细胞中不只含有一个染色体组.

育种工作者常用花药离体培养的方法来获得单倍体植株,然后经过人工诱导（在幼芽时向幼芽上滴秋水仙素）使染色体数目加倍,重新恢复到正常植株的染色体数目.这种方法得到的植株,不仅能够正常生殖,而且每对染色体上的成对基因都是纯合的,自交产生后代不会发生性状分离.

单倍体的产生

单倍体个体通常由未经受精作用的卵细胞直接发育而成 (也叫单性生殖)。例如，雄蜂、雄蚁、雌蚜虫在夏天进行的孤雌生殖；苔藓、藤类植物的配子体。

在高等植物中，开花传粉后，因低温影响延迟授粉，也可以形成单倍体；

通过花药离体培养可以获得单倍体。

单倍体的特征

单倍体含有本物种配子染色体数及其全套染色体组，也就是有生活必需的全套基因，因此在适宜条件下，能正常生长。但因为所含染色体仅是正常体细胞的一半，一般表现为：

①一般比较矮小纤弱；

②由于细胞核内的染色体为奇数，所以在进行减数分裂时会发生联会紊乱，无法产生性细胞，几乎都不能形成种子（配子），高度不育；（单倍体中也可能有有同源染色体）

③染色体一经加倍，即得到纯合的正常植物体。

单倍性的表示

单倍性的概念：有关单倍性的概念在教材中有2种：

（1）凡是体细胞细胞核中含有一个完整染色体组的称为单倍体，如蜜蜂的雄蜂，n=16；含有两个染色体组的叫做二倍体，如人2n=46；有三个染色体组的，就叫做三倍体，如三倍体西瓜3 n=33，依此类推。体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体（polyploid）

（2）配子染色体数(n)又称单倍数(haploid number)。是配子中的染色体数目，为体细胞染色数目的一半。用n表示，如玉米雌、雄配子中的染色体数为n=10，普通小麦是六倍体，其体细胞中的染色体数2n=6X=42，X=42/6=7。

按照第1种概念，单倍体的染色体数目与一倍体相等。而按照第2种意见概念：当生物为二倍体时，其配子体（即单倍体）的染色体数目等同于一倍体；当生物为多倍体时，其单倍体的染色体数目不能等同于一倍体。

正由于对单倍体概念的分歧，导致了现行教材中出现：有的用3n表达三倍体，4 n表达四倍体；有的用3X表达三倍体，4X表达四倍体；有的论述中前面用3n表达三倍体，后面又用2n=3X来表达三倍体，出现前后矛盾的现象。要解决这个问题，笔者认为要首先规范单倍体的概念。建议采用大多数人都认同的概念：

生物的配子体称为单倍体，单倍体数是生物配子中的染色体数目，为体细胞染色数目的一半，通常用n表示。并赞同张敏等的意见，用染色体基数X来表示生物的不同倍性，即n=X（2n=6X即六倍体），n=2X，n=3X。

单倍体育种

利用各种有效方法产生单倍体后，进行染色体人工或自然加倍，使植株恢复正常育性，迅速获得稳定的新品种的育种方法。单倍体是只具有配子体染色体组分的个体、组织或细胞。由这种细胞分化、生长出来的植株叫单倍体植物，此种植物不能生殖，必须使其染色体组分加倍，才能继续繁殖，获得稳定一致的后代。

通过单倍体形成纯系的作物育种方法。一般是利用花药、花粉作外殖体进行组织培养，从小孢子经愈伤组织或胚状体产生植株，或以孤雌生殖、人工引变等方式产生具有配子体染色全数的植株（单倍体植株），经染色体加倍后产生纯合二倍体，再经过田间育种试验，获得优良新品种。单倍体育种可以缩短育种年限，提高选育效果。

自从60年代用曼陀罗的花粉培养成植株后，单倍体育种首先在烟草上取得成功。70年代以来，通过花药培养先后诱导出单倍体的蔬菜有结球甘蓝、芥蓝、石刁柏、番茄、茄子、辣椒、甜椒、马铃薯、大白菜等。中国首次育成水稻、烟草、小麦、茄子、甜椒等作物的新品种或品系。

自然界经孤雌生殖、孤雄生殖和无配子生殖产生单倍体植株的频率很低，一般仅千分之几，有的在十万分之一以下。人工诱发可使单倍体发生的频率提高。组织培养，包括花药培养、花粉培养、子房培养和花粉母细胞培养等，诱导单倍体植株已在百种植物上获得成功，展示了单倍体育种的前景。其中花药培养应用最为广泛。主要是以小孢子处于单核期的花药为材料接种到诱导培养基上，使小孢子细胞分化后分裂形成愈伤组织或胚状体，再转入分化培养基诱导成苗，然后转至生根培养基诱导生根，形成完整植株，再移栽到田间。移栽前后可进行加倍处理，以获得纯合二倍体植株后代。

单倍体有整倍单倍体和非整倍单倍体。鉴别单倍体植株的重要依据是根尖细胞染色体数与配子体染色体数相同。其主要植物学特征是：植株细弱，叶、花、气孔较二倍体植株小，柱头长，花粉粒小而空瘪，不结实。

单倍体植株染色体加倍的方式有四种：①核内加倍，即在核分裂期间染色体增加，末期染色单体数目加倍，然后在有丝分裂中配对。②核内有丝分裂，即有丝分裂缺少纺锤体，核膜在整个过程中不消失。③秋水仙素效应的有效分裂。④相邻细胞或双核细胞中核融合。自然加倍一般不易产生畸变，人工诱变畸变率较高。

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