倍性育种是植物育种的重要研究内容，通过倍性育种，植物的组织、器官的形态，生理功能，以及产量、品质等方面，都发生了巨大的变化。特别是在许多经济性状上产生了显著的改变，而为人们所利用。

倍性育种主要包括单倍体育种和多倍体育种。

单倍体育种是植物育种手段之一。通过单倍体诱导获得的单倍体植株经染色体加倍后即可出现纯系植株（2n），从中选出的优良纯系后代不分离，植株表型整齐一致，并且与传统育种（6-8代自交）相比可显著缩短育种年限。

该技术不仅适合某些特定表型的纯合，例如，自交不亲和植物的育种，也可以应用于快速繁殖、突变育种和转基因育种等方面。

多倍体育种包括同源多倍体育种和异源多倍体育种。其中，同源多倍体较二倍体具有某些器官增大或代谢产物含量提高的特点，对于以收获营养器官为目的的作物及无性繁殖作物有极好的育种利用价值。

例如，果树多倍体育种具有以下优点：①能利用无性繁殖固定多倍体的优良性状。②能利用少籽或无籽的多倍体。奇倍数多倍体大多高度不育，无籽则恰好是果品的优良经济性状。

图：三倍体葡萄

另外，人工创造多倍体也可以将野生种与栽培种的遗传物质重组，育成新型作物，即异源多倍体育种。

倍性育种，倍性分析是关键
那么，如何在倍性育种时鉴定倍性呢？传统来说有两种方法：表型观察法和压片计数染色体法。传统的表型观察法虽能在一定程度上筛选倍性材料，但是植物倍性较高时，多倍体并不都展示巨大化，这就降低了材料鉴定的准确性。其他的保卫气孔观察等方式也存在很多误读，所以表型观察是准确率最低的方法。

压片计数染色体法虽然筛选最为准确，可直接用显微镜数出细胞核内的染色体条数，并拍摄到染色体形态。但是该实验步骤繁琐耗时很长，检测一个材料需要长达十多个小时， 且对操作者技术要求很高，没有大量经验通常都无法完成实验，而且对材料要求严格，所以压片计数法不适于大规模筛选倍性材料。

相比之下，运用流式细胞术进行倍性检测，工作效率可以大大提高，使用我们的Sysmex Partec仪器每天可检测多达400个样本的倍性。

流式细胞术检测倍性时，先将叶片等组织放入培养皿，再加入细胞核提取液切碎，过滤之后再加入荧光染液，5秒之后即可上机测试（Sysmex专用试剂盒）。细胞核流过激光时就会被激发出相应强度的荧光，倍性越高荧光越强，之后我们就从软件看到不同倍性细胞的峰图。流式检测动植物基因组大小也是同样原理。

流式细胞术原理图

流式细胞仪自动生成峰图
（左图是二倍体，主峰在横坐标100位置。右图是四倍体，主峰在200位置）

 

金迪智远生物科技在国内运营十余年的德国Sysmex Partec品牌，致力于研发和生产倍性分析仪（一种特殊的流式细胞仪）。CyFlow Ploidy Analyser倍性分析仪，是一款便携式的高效检测仪器，可用于动物和植物倍性分析及基因组大小分析。它具有以下特点：

• 极高的检测效率：最快可在1分钟内完成倍性分析全过程，每天可检测多达400个样本，效率远高于压片计数。如果多人配合可检测更多样本。
• 精准的检测结果：可以实现<1%的CV（变异系数），峰图更锐利，结果更精准
• 独有的解决方案：提供7种倍性分析试剂盒及样本滤网，适用于所有动、植物样本检测。

金迪智远生物科技提供分析仪器+专用试剂盒+样本处理耗材+检测方法+售后培训服务为一体的整体方案，您只需提供样本，无需摸索实验条件，即刻获得倍性判定和基因组大小预估数据。

目前，金迪智远生物科技已为国内众多动植物育种科研机构安装了数百台CyFlow Ploidy Analyser倍性分析仪，用于玉米、水稻、小麦、谷子、柑橘、猕猴桃、苹果、葡萄、梨、杨树、桉树、杜仲、黄瓜、辣椒、姜、兰花、红掌、月季、白菜、草类、火龙果、虹鳟鱼、鲫鱼、牡蛎、贝类、鲟鱼等各种动物、植物的倍性分析。

金迪智远生物科技服务客户涵盖国内400余家科研机构，包括：中国农业大学、中国农科院、北京林业大学、华中农业大学、南京农业大学、西北农林科技大学、中国海洋大学、大连海洋大学、中科院南海海洋研究所、湖南师范大学、中科院武汉植物园、中科院华南植物园、黑龙江水产研究所、山东农业大学、中国农科院郑州果树研究所、中国农科院棉花研究所、中科院昆明植物园、东北林业大学、华南农业大学等众多单位。

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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.
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