利用单倍体诱导系选育玉米自交系研究

利用单倍体诱导系选育玉米自交系可大大提高选育效率。本文回顾了玉米单倍体诱导系的选育现状,利用单倍体诱导系选育玉米自交系的基本程序。为加强单倍体诱导系在玉米育种中的利用,提高单倍体诱导率,建立一套高效的单倍体加倍方法、揭示单倍体诱导系诱导性状的遗传规律和诱导机制以及建立一套简便易行的鉴别单倍体和双倍体的技术是目前极需解决的问题。单倍体诱导系已在玉米育种中显示出巨大的应用前景,我国应加强这方面的研究并尽快应用于实践。     

生物诱导玉米单倍体育种初探

利用玉米诱导系诱导单倍体是一种新的快速育种方法,各国育种家正在进行深入研究。利用单倍体诱导系能大大提高育种效率,加快育种速度,缩短杂交种选育年限。为此,加强其在玉米育种中的应用研究,提高单倍体诱导率,大规模获得单倍体植株,有效地重组二倍体,建立一套简单易行的育种方法。     

玉米单倍体诱导选系研究(简报)

玉米单倍体诱导选系是一种新的快速育种方法.各国育种家正在进行深入的研究,以期求得早日应用于育种实践.报道了吉林省农业科学院玉米所利用单倍体诱导技术进行自交系选育的研究进展及取得的成绩,并对存在的问题及今后的研究方向进行了探讨。     

玉米高频单倍体诱导系选育研究

以3个杂交种京科968、先玉335、京科528及4个自交系京724、京92、京X005、京17为测验种,研究新选育单倍体诱导系的诱导率情况。结果表明,利用子粒颜色标记鉴别单倍体子粒存在误差,影响鉴别精度,通过田间种植进一步校正获得实际诱导率。同一诱导系不同单株的单倍体诱导率、不同测验种之间的单倍体诱导率均有差异。分析78份诱导系的140个穗系的282个测交组合,21份诱导系的25个测交组合的实际诱导率超过15.0%,最高达到25.3%。综合筛选出12份单倍体诱导系用于进一步研究。     

玉米杂交诱导单倍体选育自交系技术规范修订版

分析近年国内外单倍体育种研究理论与经验, 经美国著名单倍体育种家张铭堂指导, 组装集成出本技术规范, 供试用参照。本规范制定了杂交诱导单倍体生殖方法选育自交系的基本操作程序, 将单倍体杂交诱导、子粒鉴选、植株确认、自然与人工加倍及双单倍体获得5个环节作出技术规定。首次提出“诱导系杂交组合”、“二环双单系”的概念与应用效果。化学加倍环节是技术关键, 属各公司商业机密范畴, 未加细化, 仅就要点说明。经多年实践验证, 规模化应用该规范程序, 只需 2～3个生育世代即可批量选育出遗传高度纯合的玉米自交系(DH系)。     

玉米杂交诱导单倍生殖(单倍体)选育自交系技术规范(暂行版)

汇总国内外单倍体育种研究理论与经验,经美国著名单倍体育种家张铭堂指导,组装集成出本规范,供试用参考。本规范制定了杂交诱导单倍生殖方法选育自交系的基本操作程序,将单倍体杂交诱导、子粒鉴选、植株确认、自然与人工加倍及双单倍体获得5个环节作出技术规定。在每个环节都还有技术关键(特别是人工加倍等多属商业机密范畴)在试用与待熟化。经多年实践验证,按此规范程序,只需2～3个生育世代即可批量选育出遗传高度纯合自交系。     

6个玉米单倍体诱导系诱导率的差异性研究

利用6个玉米单倍体诱导系对6个玉米自交系通过杂交进行单倍体诱导, 分析不同单倍体诱导系诱导率的差异性。结果表明, 6个不同诱导系的诱导率均值存在显著差异, 依次为京科诱043(6.06%)>京科诱044(5.45%)>京科诱045(5.24%)>京科诱006(4.11%)>京科诱041(2.45%)=京科诱005(2.45%)。6个自交系与同一诱导系杂交得到的单倍体诱导率均值也存在显著差异, 依次为自交系京724(5.53%)>农系531(5.42%)>京007(5.28%)>京24(3.78%)>京92(3.37%)>郑58(2.38%)。     

玉米黄绿苗标记单倍体诱导系“吉黄诱7号”的选育

研究一种新型的玉米单倍体诱导系的选育过程。在传统R1-nj标记和紫色茎秆标记(pl1)的基础上,创新性地将黄绿苗标记基因(Yg3)导入到单倍体诱导系中,填补了单倍体幼苗期无标记性状鉴别的空白。应用于玉米全单倍体育种技术体系(自然加倍、人工加倍、EDH系、单倍体回交、单倍体轮回选择育种等),可大幅度提高育种效率,降低育种成本。     

玉米杂交诱导单倍体机理探析

玉米杂交诱导单倍体机制还不十分明确,多数学者支持无融合生殖——假受精的单倍体诱导机制假说。通过研究异雄核受精对杂交诱导单倍体的影响,发现在单倍体诱导过程中发生了受精的延迟,而受精的延迟是引起较高异雄核受精率的原因,进而导致诱导率下降。不同诱导系诱导同一自交系产生的单倍体之间存在显著差异,推测这种差异可能源自于与诱导系的部分杂交。通过这些与上述诱导机制不一致的结果,对杂交诱导单倍体机理进行了进一步探析。     

玉米单倍体诱导系JS9诱导率研究

以玉米单倍体诱导系JS9为父本,以外引材料Stock6和CAUHO1作为对照,对不同基础材料进行诱导,并对不同授粉时间对基础材料诱导率的影响进行研究。结果表明,JS9对自交系及杂交种均可诱导并产生单倍体。对自交系的诱导结果表明,JS9的诱导率(8.54%)高于CAUHO1(3.03%)和Stock6(1.12%);在对杂交种的诱导中,JS9的诱导率最高(7.91%),CAUHO1次之(2.87%),Stock6最低(1.30%)。针对不同的基础材料,JS9的诱导率存在差异,自交系中,Reid、No Reid等材料诱导率高;杂交种中,Reid×DOM、No Reid×DOM杂优模式诱导率最高。     

两种环境下玉米单倍体注射法与自然加倍研究

以玉米杂交种正大619为母本,单倍体诱导系桂诱1号诱导其产生的单倍体为材料,在温室大棚和大田两种环境下,采用秋水仙素注射法和自然加倍法进行单倍体加倍处理,对两种环境下不同加倍方法的散粉率和吐丝率进行方差分析。对散粉率的分析表明,在温室大棚环境下散粉率比在大田中有极显著提高,温室大棚中注射法与自然加倍散粉率分别是12.02%和13.97%,大田中分别为9.27%和6.87%。不同环境与加倍处理方法间的互作有显著差异,在温室大棚环境下,自然加倍法对提高散粉率的效果最好。对吐丝率的分析表明,吐丝率在温室大棚与大田环境之间有显著差异,大棚环境中注射法与自然加倍吐丝率分别是99.30%和99.37%,大田中分别为97.76%和96.36%。在育种基地创造适宜的玉米单倍体生长环境,自然加倍法也能够获得可观的雄穗散粉率,并提高雌穗吐丝率,从而提高单倍体育种效率。     

玉米单倍体雄穗自然加倍性轮选遗传修复与高加倍率材料的创制

利用DH技术对先玉335进行连续轮回选择,发现单倍体雄穗自然加倍能力具有极显著的累加遗传效应,这种遗传效应可以获得成倍提高。证明玉米自身遗传系统具有单倍体雄穗自然加倍遗传恢复(修复)能力。用两轮选择所获的DH2系再次杂交组群,再经杂交诱导获得单倍体植株平均雄花散粉率高达85.15%,自交结实率高达66.18%,是基础群体先玉335直接诱导单倍体株的6.99倍和9.86倍。获得的DH3系因经两轮全基因组配子体选择,最大限度地淘汰了有害、劣性基因,聚合了较多优良基因,农艺性状好,植株长势强,可直接应用于资源扩增和品种选育。单倍体雄穗自然加倍性的轮选遗传修复能力的发现与高自然加倍率材料的创制具有极其重要的应用价值,可与玉米双轮回选择育种模式相结合,构建基于自然加倍为主体的单倍体双轮回育种技术体系。     

玉米单倍体诱导材料的鉴定和快速选系技术研究

对5个玉米单倍体诱导材料以及7个选系基础材料的单倍体诱导、自然加倍等进行了研究分析。结果表明,不同诱导材料的单倍体诱导率存在较大差异,单倍体诱导率可能存在超亲优势。同一诱导材料不同的基础材料间单倍体诱导率差异不显著,单倍体诱导率不因基础材料的不同而异。单倍体自然加倍率的高低与种植环境关系密切,与基础材料无关。     

基于DH系的种质基础和秋水仙素浓度对玉米单倍体加倍效果的研究

以先玉335为母本、高频孤雌生殖诱导系G5为父本杂交诱导产生的单倍体为实验材料,研究秋水仙素浸芽加倍处理玉米单倍体的最佳浓度和时间。结果表明,秋水仙素浓度为0.7 mg/m L、浸芽8 h处理下的玉米单倍体加倍率最高,高达14.4%;秋水仙素浓度为0.8 mg/m L、浸芽8 h处理下的单倍体加倍率次之,为12.1%。以自交系PHB1M、PH4CV、PH6WC、PHGJ4和DH系Z2、Z8为亲本组配的PHB1M×PH4CV、PHB1M×Z2、PH4CV×DZ2、PH6WC×PHGJ4、PH6WC×Z8、PHGJ4×Z8组合为母本,以G5为父本,研究玉米DH系对杂交后代加倍率的影响,结果表明,PH4CV×Z2(26.2%)、PHB1M×Z2(25.8%)、PHGJ4×Z8(23.3%)和PH6WC×Z8(21.3%)的单倍体加倍率显著高于PHB1M×PH4CV(13.5%)和PH6WC×PHGJ4(8.4%),以DH系为亲本组配选系基础材料可显著提高玉米杂交组合的单倍体加倍率。     

不同种质基础玉米材料诱导效率及加倍效率研究

以不同类群骨干自交系PH4CV、Mo17、PH6WC、郑58、D299、H29、丹黄34、丹598、昌7-2和S121为基础试材,按照群内和群间杂交共组配15个基础群体,分别形成F₁、F₂、F₃和F₄共4个自交世代,研究其单倍体诱导率和加倍率。利用高频诱导系丹诱3号对骨干自交系和不同遗传基础的自交后代进行单倍体诱导,利用浓度为0.06%的秋水仙素对各世代单倍体子粒进行加倍处理。结果表明,不同种质类群自交系间诱导率存在显著差异,以Lancaster群代表系PH4CV、Mo17和Reid群代表系PH6WC、郑58诱导率较高。高诱导率类群通过群内和群间组配基础试材,同样具有较高的诱导率,同时利用杂种优势提升了LRC、SPT和PB群骨干系的诱导率。诱导率随着自交世代增加而显著降低,在F₂世代加倍效果最好。     

玉米DH系产量性状配合力相关分析

以DH系为亲本组配杂交组合为对象,采用数量遗传学方法研究DH系产量相关性状的遗传变异规律。结果表明,诱导DH系的基础材料决定其诱导后代的类型,DH系的穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重等产量相关性状符合基因加性效应遗传规律。利用DH育种技术可以快速改良自交系的一般配合力(GCA),组配优良的杂交组合。     

不同生态条件下玉米单倍体诱导率和加倍率的研究

以8个不同基因型组合为母本、以玉米单倍体诱导系JS6-1为父本,在长春、榆树和白城3种不同生态环境下研究单倍体诱导率、自然加倍率和秋水仙素处理加倍率。结果表明,不同地点和不同基因型材料的玉米单倍体诱导率、自然加倍率和化学加倍率之间差异显著,在长春的单倍体诱导率(15.9%)、自然加倍率(2.6%)和除草剂Amiprophosmethyl(APM)加倍率(15.6%)显著高于榆树和白城,说明长春更适合玉米单倍体诱导和加倍。不同基因型组合的诱导率和加倍率也存在显著差异。选择合适地点和基础材料,加强田间管理是提高单倍体育种效率的关键措施。