什么是多倍体刺槐

四倍体刺槐
时间：2004-07-23
刺槐为蝶形花科落叶乔木，原产北美洲。刺槐高达25米，胸径1米。种子含油率12－13.8％，可以制作肥皂。由于刺槐用途广泛，在我国发展很快。我国科技工作者在刺槐育种方面投入了许多精力，使我国刺槐育种工作取得长足的进步。但是，我国的刺槐育种主要是采用选择育种的方法，手段相对落后、育种过程较慢、获得的遗传增益较小，而且有种方向单一，因此及时引进世界先进育种成果成为我们迅速缩小差距的捷径。  
北京林业大学良种繁育研究中心于1997年承担了国家林业局“948”重点引进项目???“多倍体刺槐及繁殖技术引进”。课题组在1997年4月从国外引进5个四倍体刺槐无性系。四倍体刺槐是将普通刺槐染色体组经过加倍而获得的新类型，表现为生长更迅速、抗旱、耐寒能力更强，分为宽叶饲料型、速生用材型两个类型。到目前为止，这些材料的繁殖试验均告成功。四倍体刺槐集用材、饲料、蜜源、薪碳于一身，耐干旱、严寒、瘠薄，而且可固氮，因此可用于荒山绿化，沿海滩涂的改造和江河流域的水土保持，并极其适合牧区的生态保护。速生用材型四倍体刺槐年平均生长量高达3.2米，径生长量3厘米。  
经试验表明，四倍体刺槐可以忍耐－34度低温，在年降水量200毫米的地区能够生存，土壤极度干旱连续40天的情况下也不会死亡，它对天牛具有一定的抗性，肆虐三北防护林体系、造成杨树大面积毁灭的光肩星天牛和黄斑天牛均难以威胁四倍体刺槐。四倍体刺槐还具有抗烟、滞尘能力。

体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体.多倍体在生物界广泛存在,常见于高等植物中,由于染色体组来源不同,可分为同源多倍体和异源多倍体.这是物种形成的另一种方式，是一种只经过一二代就能产生新物种的方式。由于多倍体生物一旦形成，它和原来的物种就发生生殖隔离，因而它成了新种，所以这种方式被称为爆发式的。多倍体在动物界极少发生，在植物界却相当普遍。很多植物种都是通过多倍体途径而产生的。约330‰的物种是多倍体。被子植物中约有40％以上是多倍体。小麦、燕麦、棉花、烟草、甘蔗、香蕉、苹果、梨、水仙等都是多倍性的。香蕉、某些马铃薯品种是三倍体的。一般马铃薯是四倍体。蕨类植物也有很多是多倍，裸子植物较少多倍，但有名的巨杉则为多倍。多倍体的形成有2种方式，一种是本身由于某种未知的原因而使染色体复制之后，细胞不随之分裂，结果细胞中染色体成倍增加，从而形成同源多倍体(autopolyploid)；另一种是由不同物种杂交产生的多倍体，称为异源多倍体(allopolypolid)。同源多倍体是比较少见的。20世纪初，荷兰遗传学家研究一种月见草(夜来香)(Oenotheralamarckiana)的遗传，发现一株月见草的染色体增加了一倍，由原来的24个(2n)变成了48个(4n)，成了四倍体植物。这个四倍体植物与原来的二倍体植物杂交所产生的三倍体植物是不育的(减数分裂时染色体不配对)。因此这个四倍体植物便是一个新种。Hugo  de  Vries给这个新种定名为  Oenothe。通过实验，可以人为地培育出同源多倍体植株，例如，西瓜是二倍体，具有11对(22条)染色体(2n=22)。在西瓜幼苗时期，用秋水仙素处理幼苗的生长尖，破坏分裂细胞的纺锤体，使细胞内染色体增加了一倍，因而得到具有四倍染色体(4n)的西瓜植株。四倍体西瓜可以结实，产生种子，可以培育成四倍体西瓜品系。四倍体西瓜如果接受二倍体西瓜的花粉，产生的后代是三倍体。由于这种三倍体在减数分裂时染色体不能正常联会配对，不能产生正常的配子，不能正常结子，所以三倍体西瓜果实内没有正常的种子。市场上出售的无子西瓜就是这种三倍体西瓜。异源多倍体的例子比较多。现在的栽培小麦(Triticum  vulgaris)就是这样起源的。大约6  000年前，一种有14个染色体(二倍体)的野生小麦，称为一粒小麦(Triticummonococcum)，与一种杂草山羊草(Aegilops  sp．)杂交。这种杂草的正常二倍体也是14个染色体，但是它们与一粒小麦的14个染色体不同(不同源)，因此不能配对，所以杂交后代是不育的。但是，由于未知的原因，这个杂交后代忽然染色体加倍，形成了一个异源多倍体，即二粒小麦(Triticum  dicoccoides)。二粒小麦具有28个染色体，或14对染色体。二粒小麦与另一种二倍体山羊草(Ageilops  squarrosa)杂交，二粒小麦有28个染色体，山羊草只有14个染色体，杂交的后代又是不育的。由于未知的原因，这个杂交种的染色体又忽然加倍，形成了具有42个(28＋14)染色体的异源多倍体，即现在栽培的普通小麦。由于不同种的植物进行杂交产生的杂种经常是高度不育的，因此在培育异源多倍体植物时，要进行染色体加倍的处理，才能产生能够结实繁殖的后代。例如，将亚洲棉(2n=26)与野生美洲棉(2n=26)杂交得到的杂种，经染色体加倍(秋水仙素处理)得到染色体数为4n=52的棉株，与栽培种美棉相同。类似的试验在小麦、芸苔属、西洋李、烟草等植物都进行成功，为物种起源提供了有力的根据。在这些事例中，亲缘关系较远的物种之间的杂种后代

以四倍体刺槐为例来说明。
普通刺槐只有20条染色体，四倍体刺槐却有40条。虽说是刺槐，可四倍体刺槐基本上没有什么枝刺，而且叶片大而肥厚，叶片面积和重量都是普通品种的两倍多。
比起普通品种，四倍体刺槐的枝干更直、更粗壮，树冠更加浓密，光合能力也提高了很多。这种四倍体刺槐还有一个很大的优势，就是它的叶片和嫩枝的营养成分比普通品种含量高，特别是其中的粗蛋白含量比牧草之王苜蓿还要高1.4倍。