倍性育種是植物育種的重要研究內(nèi)容，通過倍性育種，植物的組織、器官的形態(tài)，生理功能，以及產(chǎn)量、品質(zhì)等方面，都發(fā)生了巨大的變化。特別是在許多經(jīng)濟性狀上產(chǎn)生了顯著的改變，而為人們所利用。

倍性育種主要包括單倍體育種和多倍體育種。

單倍體育種是植物育種手段之一。通過單倍體誘導(dǎo)獲得的單倍體植株經(jīng)染色體加倍后即可出現(xiàn)純系植株（2n），從中選出的優(yōu)良純系后代不分離，植株表型整齊一致，并且與傳統(tǒng)育種（6-8代自交）相比可顯著縮短育種年限。

該技術(shù)不僅適合某些特定表型的純合，例如，自交不親和植物的育種，也可以應(yīng)用于快速繁殖、突變育種和轉(zhuǎn)基因育種等方面。

多倍體育種包括同源多倍體育種和異源多倍體育種。其中，同源多倍體較二倍體具有某些器官增大或代謝產(chǎn)物含量提高的特點，對于以收獲營養(yǎng)器官為目的的作物及無性繁殖作物有極好的育種利用價值。

例如，果樹多倍體育種具有以下優(yōu)點：①能利用無性繁殖固定多倍體的優(yōu)良性狀。②能利用少籽或無籽的多倍體。奇倍數(shù)多倍體大多高度不育，無籽則恰好是果品的優(yōu)良經(jīng)濟性狀。

圖：三倍體葡萄

另外，人工創(chuàng)造多倍體也可以將野生種與栽培種的遺傳物質(zhì)重組，育成新型作物，即異源多倍體育種。

倍性育種，倍性分析是關(guān)鍵
那么，如何在倍性育種時鑒定倍性呢？傳統(tǒng)來說有兩種方法：表型觀察法和壓片計數(shù)染色體法。傳統(tǒng)的表型觀察法雖能在一定程度上篩選倍性材料，但是植物倍性較高時，多倍體并不都展示巨大化，這就降低了材料鑒定的準(zhǔn)確性。其他的保衛(wèi)氣孔觀察等方式也存在很多誤讀，所以表型觀察是準(zhǔn)確率最低的方法。

壓片計數(shù)染色體法雖然篩選最為準(zhǔn)確，可直接用顯微鏡數(shù)出細胞核內(nèi)的染色體條數(shù)，并拍攝到染色體形態(tài)。但是該實驗步驟繁瑣耗時很長，檢測一個材料需要長達十多個小時， 且對操作者技術(shù)要求很高，沒有大量經(jīng)驗通常都無法完成實驗，而且對材料要求嚴格，所以壓片計數(shù)法不適于大規(guī)模篩選倍性材料。

相比之下，運用流式細胞術(shù)進行倍性檢測，工作效率可以大大提高，使用我們的Sysmex Partec儀器每天可檢測多達400個樣本的倍性。

流式細胞術(shù)檢測倍性時，先將葉片等組織放入培養(yǎng)皿，再加入細胞核提取液切碎，過濾之后再加入熒光染液，5秒之后即可上機測試（Sysmex專用試劑盒）。細胞核流過激光時就會被激發(fā)出相應(yīng)強度的熒光，倍性越高熒光越強，之后我們就從軟件看到不同倍性細胞的峰圖。流式檢測動植物基因組大小也是同樣原理。

流式細胞術(shù)原理圖

流式細胞儀自動生成峰圖
（左圖是二倍體，主峰在橫坐標(biāo)100位置。右圖是四倍體，主峰在200位置）

 

金迪智遠生物科技在國內(nèi)運營十余年的德國Sysmex Partec品牌，致力于研發(fā)和生產(chǎn)倍性分析儀（一種特殊的流式細胞儀）。CyFlow Ploidy Analyser倍性分析儀，是一款便攜式的高效檢測儀器，可用于動物和植物倍性分析及基因組大小分析。它具有以下特點：

• 極高的檢測效率：最快可在1分鐘內(nèi)完成倍性分析全過程，每天可檢測多達400個樣本，效率遠高于壓片計數(shù)。如果多人配合可檢測更多樣本。
• 精準(zhǔn)的檢測結(jié)果：可以實現(xiàn)<1%的CV（變異系數(shù)），峰圖更銳利，結(jié)果更精準(zhǔn)
• 獨有的解決方案：提供7種倍性分析試劑盒及樣本濾網(wǎng)，適用于所有動、植物樣本檢測。

金迪智遠生物科技提供分析儀器+專用試劑盒+樣本處理耗材+檢測方法+售后培訓(xùn)服務(wù)為一體的整體方案，您只需提供樣本，無需摸索實驗條件，即刻獲得倍性判定和基因組大小預(yù)估數(shù)據(jù)。

目前，金迪智遠生物科技已為國內(nèi)眾多動植物育種科研機構(gòu)安裝了數(shù)百臺CyFlow Ploidy Analyser倍性分析儀，用于玉米、水稻、小麥、谷子、柑橘、獼猴桃、蘋果、葡萄、梨、楊樹、桉樹、杜仲、黃瓜、辣椒、姜、蘭花、紅掌、月季、白菜、草類、火龍果、虹鱒魚、鯽魚、牡蠣、貝類、鱘魚等各種動物、植物的倍性分析。

金迪智遠生物科技服務(wù)客戶涵蓋國內(nèi)400余家科研機構(gòu)，包括：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)科院、北京林業(yè)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、中國海洋大學(xué)、大連海洋大學(xué)、中科院南海海洋研究所、湖南師范大學(xué)、中科院武漢植物園、中科院華南植物園、黑龍江水產(chǎn)研究所、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)科院鄭州果樹研究所、中國農(nóng)科院棉花研究所、中科院昆明植物園、東北林業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等眾多單位。

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(1) Yang T, Liu R, Luo Y, et al. Improved pea reference genome and pan-genome highlight genomic features and evolutionary characteristics[J]. Nature Genetics, 2022: 1-11.
(2) Kelliher T, Starr D, Richbourg L, et al. MATRILINEAL, a sperm-specific phospholipase, triggers maize haploid induction[J]. Nature, 2017, 542(7639): 105-109.
(3) Zhang L, Hu J, Han X, et al. A high-quality apple genome assembly reveals the association of a retrotransposon and red fruit colour[J]. Nature Communications, 2019, 10(1): 1-13.
(4) Qi X, Liu J, Liu Z, et al. High-throughput haploid induction in bisexual-flower species[J]. Plant Communications, 2022: 100454.