基于核磁共振的玉米不同籽粒类型单粒质量和含油率分析

针对现有玉米单倍体核磁共振分选系统基于一个含油率阈值,无法对胚败育籽粒和单倍体籽粒正确分选的问题,分别对玉米生物诱导产生的二倍体、单倍体和胚败育3种不同籽粒类型的单粒质量和含油率进行分析,提出了利用籽粒含油率双阈值提高单倍体正确识别率的分选方法。该研究以2个普通玉米杂交种和3个自交系为母本,以高油型诱导系为父本,进行生物诱导产生的3种不同类型籽粒为研究对象,利用核磁共振分选系统分别对不同类型籽粒的单粒质量和含油率进行测定,结果表明：单粒质量整体表现为单倍体>二倍体>胚败育,除二倍体籽粒与胚败育籽粒间存在极显著差异外,其他籽粒类型间差异不显著;不同类型籽粒的单粒质量平均变异系数为16.62%,并且每个材料的3种籽粒类型间出现较大的重叠区域。而不同类型籽粒含油率整体表现为二倍体>单倍体>胚败育,变异性以二倍体最小,平均变异系数仅为12.52%,其次是单倍体,而胚败育籽粒最高（34.14%）,但其含油率最低且均≤2%;每个材料各自的3种类型籽粒间含油率呈现梯度分布,存在较明显的界限。由此可见,利用籽粒含油率能够区分玉米生物诱导的3种不同籽粒类型,而单粒质量则不能;通过设置二倍体籽粒的最小含油率为上限,胚败育籽粒的最大含油率为下限,利用含油率的双阈值可提高单倍体的正确识别率,为玉米生物诱导单倍体高效自动化分选提供依据。     

小黑麦基因型与环境互作效应及产量稳定性分析

选用26个小黑麦品种(系),在西北高寒农牧交错区的不同试点和供水条件下,利用GGE双标图法研究了小黑麦基因型与环境互作效应以及稳产性.结果表明:在自然干旱条件下,小黑麦平均籽粒产量为1805.5 ks/hm2,较普通小麦对照增产54.6%;在灌水条件下,小黑麦平均产量为7196.1 kg/hm2,较对照增产67.2%....     

小麦×玉米诱导小麦单倍体高效系统的建立

为建立一套高效的小麦×玉米单倍体诱导系统用于构建小麦DH群体,采用杂交后剪穗进行人工控制环境条件的室内离体培养法和田间常规杂交法诱导小麦×玉米单倍体,研究了不同培养环境、离体培养时环境温度、常规杂交法时T>10℃有效积温对单倍体成胚率和成苗率的影响。结果表明:就平均成胚率而言,离体培养法(23.6%)>常规杂交法(18.1%),获得最高成胚率的环境温度为21℃~23℃,T>10℃有效积温为188℃;就平均成苗率而言,离体培养法(18.7%)高于常规杂交法(15.1%),获得最高成苗率的环境温度为23℃,T>10℃有效积温为188℃。并在此基础上建立了一套高效、可靠、重复性好的小麦×玉米单倍体诱导系统。实验还表明大田条件下,授粉后12~14d的培养时间不宜作为小麦×玉米单倍体剥胚的时间标准,而应以授粉后外界环境提供的T>10℃有效积温作为剥胚的时间标准可能更准确。     

小麦×玉米胚培养产生小麦单倍体植株

通过小麦与玉米远缘杂交诱导小麦单倍体,经染色体人工加倍后第一代即可获得纯合稳定的加倍单倍体DH系,与花药培养获得的DH系相比,具有不受小麦基因型差异的影响、没有无性系变异发生等优点,因此在小麦的遗传研究和育种实践中具有重要意义.对小麦×玉米诱导单倍体胚的研究已有较多报道,而对单倍体胚培养再生成苗,特别是培养过程中环境温度和光照等对单倍体成苗率的影响国内尚无系统报道.     

提高小麦×玉米杂交产生单倍体胚频率的研究

为了提高小麦×玉米杂交单倍体胚的产生频率，采用了2,4-D中含有不同体积浓度的二甲基亚砜和不同的激素处理组合两种方法诱导小麦×玉米产生单倍体，研究其对得胚率的影响。结果表明，就平均得胚率而言，在二甲基亚砜激素浓度处理中，最佳的二甲基亚砜体积浓度为3.0%（得胚率为17.0%），而且各不同浓度的处理均高于对照（9.7%）；在不同激素配比试验中，2,4-D+3%二甲基亚砜单独处理的得胚率（7.3%）﹥2,4-D两次处理(6.9%)﹥2,4-D与2,4-D+3%二甲基亚砜配合处理(5.5%)﹥2,4-D一次处理(2.9%)。     

花药组织培养和小麦×玉米杂交技术应用于产生小麦单倍体的比较研究

两个春小麦品种意塔和帕旺的花药组织培养和小麦×玉米杂交技术产生单倍体的效果不同。不同基因型花药诱导愈伤组织的诱导率从 9 4%到 1 9 7%不等 ,不同基因型所产生的再生株数量亦不同 ,两个小麦品种都有绿苗和白化苗产生 ,绿苗诱导率自 1 3%到 5 0 %。分别利用小麦×玉米杂交技术能有效诱导两个春小麦品种单倍体 ,杂交结实率为 80 2 %～95 1 % ,但只有 1 0 9%～ 1 4 6%的籽粒含有幼胚 ,其中 95 %以上的幼胚可发育成绿苗。每 1 0 0个杂交小花中平均可生成 1 0 5个到 1 4 0个绿苗 ,不产生白化苗 ,染色体亦不自然加倍。     

玉米单倍体胚性愈伤的诱导与鉴定

为建立一套适合玉米单倍体胚性愈伤培养和快速筛选体系,以单倍体诱导系MT-1为父本,18-599红为母本进行单倍体诱导,设置暗培养、全光照培养和光暗周期培养3种光照培养方式,均分别培养0、1、5、10、20、40 h后,观察幼胚形态和颜色。结果表明,自交系18-599红的单倍体和二倍体幼胚均能正常诱导形成胚性愈伤组织;不同光照培养方式对紫色(二倍体)愈伤率的检出效果依次为光培养>光暗周期培养>暗培养。通过光照筛选的方法可在早期鉴定愈伤组织,其二倍体愈伤的筛选率在培养20 h时可达68%,40 h时为71%,剔除了大部分非单倍体愈伤,综合分析确定光照强度为2 000 lx、20℃处理20 h为最适光照筛选处理。染色体压片技术获得的拟单倍体愈伤中有二倍体愈伤的检出,但经流式细胞仪检出获得的拟单倍体愈伤再经染色体压片检测,无二倍体愈伤,表明流式细胞仪检测单倍体愈伤的准确性高于染色体压片技术。通过光照初步筛选结合流式细胞仪的精确鉴定,迅速从3 000个单倍体愈伤中获得110个单倍体愈伤,单倍体愈伤率3.67%。本研究结果为以玉米单倍体愈伤为转基因受体,快速获得转基因植株提供了一定的技术支撑和理论参考。     

玉米单倍体化学加倍效果研究

利用单倍体诱导系获得玉米单倍体,再加倍获得自交系是当前应用最广泛的玉米育种方法,可以加快玉米育种的进程,提高育种效率,而单倍体加倍方法是其中的关键环节。采用大田注射法研究了秋水仙素不同配方对10个玉米材料的单倍体加倍效果。结果表明,秋水仙素具有很好的加倍作用,剂量以0.06%秋水仙素+2%二甲基亚砜(DMSO)为优,加倍率为6.5%～31.3%,平均加倍率17.47%。     

小麦×玉米诱导小麦单倍体的形态学及细胞学鉴定

为了鉴定小麦(Triticum aestivum L.)×玉米(Zeamays L.)产生的杂种子代的单倍性,采用形态学和细胞学鉴定相结合的方法对杂种幼胚及胚拯救产生的植株进行表型分析与染色体记数。结果表明,小麦×玉米诱导的杂种子房内均无胚乳,仅在少数子房内观察到1个游离的球形幼胚,这些幼胚发育成植株后在花期花药退化或花粉败育,这一特征可作为小麦×玉米杂交后代单倍性的形态学标记。研究同时表明,杂种子代植株体细胞染色体数目为2n=21,在整个染色体组中无可同源配对的成对染色体,并且未发现玉米染色体,结合麦族植物染色体基数x=7的特点,确定该杂种子代为小麦单倍体(三元单倍体),这是小麦×玉米杂交后代单倍体鉴定最重要的细胞学标记。文中同时对小麦×玉米杂交后代单倍体鉴定的重要性,及与以前相关研究结果的差异进行了讨论。     

红花小孢子培养与胚状体诱导研究

小孢子培养是创造单倍体和双单倍体的重要途径,对提高红花的育种效率具有重要意义。为了研究红花游离小孢子的高效培养体系,用20份红花材料研究花药及小孢子培养中影响愈伤组织生长和胚发生的关键因素。结果表明,小孢子发育时期、红花品种、基本培养基和激素浓度是影响红花诱导愈伤组织的关键因素。花药培养的愈伤及胚诱导率高于游离小孢子,且受基因型影响。单核靠边期管状花长度为 0.45～0.50 cm时,诱导成功率达到68.32%。供试的20份红花材料中,有11份诱导出了愈伤组织,有1份分化出了胚状愈伤,诱导成功率为15.79%。分化培养最适培养基组合为1/2 MS+B5+ 6-BA 1.0 mg/L + NAA 1.0 mg/L;小孢子悬浮培养最适培养基激素浓度以添加6-BA 4.0 mg/L 和NAA 0.5 mg/L效果最好,诱导愈伤率为22.5%。     

不同基因型苹果的离体再生特性及其对NaN_3的反应

不同基因型苹果叶片培养物再生特性不同，主要表现在再生频率的高低和再生类型的类异，通过培养基中的激素和培养过程的光照调节，可以有效地提高各基因型品种的再生频率。不同基因型苹果叶片培养物对ＮａＮ３诱变处理的反应不同，总体而言，其存活率和再生频率均随ＮａＮ３浓度的提高而下降。不同基因型苹果的适宜ＮａＮ３浓度应有所不同，以３０％存活率为标准，对Ｍ２６、嗄拉，首红，长富２及岩富进行诱变处理的适宜浓度分别为３     

Factors influencing crossability among triticale and wheat and its subsequent effect along with hybrid necrosis on haploid induction

Gene introgression in wheat is not only limited by crossability but also affected by environmental conditions, genotypic differences and necrotic genes. Hence, the present investigation was formulated to determine the influence of genotypic and environmental factors on the crossability of elite triticale and wheat genotypes, screen the effect of necrotic genes in the F₁ hybrids and the relative performance of hybrids towards haploid induction following the Imperata cylindrica-mediated chromosome elimination approach. The dry temperate region was observed to be significantly better than sub-humid mid-hills for seed set in intergeneric crosses. Lower rate of crossability (17.49–48.33% and 14.46–36.51%) was found in triticale?×?wheat crosses at both locations. The hybrids having HPW236 as one of the parent revealed necrosis ranging from the lowest to highest grade. Further, negative influence of the necrotic genes on the haploid induction parameters was apparent due to significant hybrid necrosis symptoms in F₁ hybrids. Statistically significant variation in haploid induction parameters was also evident between and within different cross combinations, indicating that haploid induction parameters were profoundly influenced by genotypic specificity.     

不同类型玉米籽粒淀粉积累、相关酶活及基因表达差异分析

为探究不同类型玉米淀粉形成机理,对普通玉米、甜玉米、糯玉米淀粉积累、相关酶活及基因表达进行测定,分析不同类型玉米淀粉积累、相关酶活及基因表达之间的差异及相互关系。结果表明,不同类型玉米总淀粉和直链淀粉百分含量为:普通玉米>糯玉米>甜玉米,支链淀粉百分含量为:糯玉米>普通玉米>甜玉米,灌浆期间总淀粉和直链淀粉含量3个玉米类型间差异显著;灌浆期间,普通玉米各淀粉合成相关酶活性最高,甜玉米淀粉合成相关酶活性最低,糯玉米则介于普通玉米和甜玉米之间,但其GBSS酶活性很小。灌浆期间3个类型玉米除GBSS酶活性差异不显著外,其他淀粉合成相关酶活性差异显著;普通玉米淀粉合成相关基因表达量总体均高于甜玉米和糯玉米,甜玉米和糯玉米相关突变基因仍存在表达。表明不同类型玉米淀粉含量和组成上差异明显;普通玉米淀粉的形成需要淀粉合成相关酶相互作用,淀粉合成相关酶活性的缺失会改变淀粉组成;不同类型玉米淀粉合成相关基因表达差异显著,但都存在转录活性。对普通玉米进行相关性分析同时发现,淀粉的合成不仅受到转录调控,还受到转录后调控,淀粉的合成是淀粉合成各酶之间相互协调的结果。     

糯性和半糯性水稻品种成熟胚组织培养力的比较

为建立江苏优质糯性水稻品种的成熟胚再生技术体系,以非糯粳稻南粳44为对照,选择糯稻品种苏御糯和半糯性品种南粳5055为研究材料,以其成熟胚为外植体,分别从愈伤组织的诱导、继代、分化和植株再生进行了比较,研究糯性水稻的成熟胚再生技术。结果表明,以M8为基本培养基,添加同样的激素组合(蔗糖3%,琼脂0.8%, 2,4-D 3mg/L,KT 0.1mg/L,ABA 0.2mg/L),诱导20d,苏御糯出愈率为98.81%,南粳5055为81.00%,均比对照南粳44的 99.32%略低,而且3品种的出愈快慢有差异,与对照南粳44相比,苏御糯的和对照相当,表现出愈较快,而南粳5055则比较慢。在分化过程中,以MS为基本培养基,添加不同浓度的激素组合(蔗糖3%,琼脂1%,山梨醇1.5%,2,4-D 0.1~0.4mg/L,6-BA 1~2mg/L),苏御糯和南粳5055在0.1mg/L 2,4-D和2mg/L 6-BA组合中分化率达到最高,分别是86.54%和56.5%,而对照南粳44只有21.42%,但南粳44在0.2mg/L 2,4-D和3mg/L 6-BA组合中的分化率最高,达到了66.67%。不同基因型的最高再生率分别为:苏御糯87.5%,南粳44 78.38%,南粳5055 65.3%。     

八倍体小黑麦体细胞无性系性状变异

利用八倍体小黑麦‘h739’护颖分化期幼穗作外植体,成功地建立了愈伤组织诱导和再生程序,并获得了长期保持胚性的无性系。经446天继代培养后,在HC-0、HC-4和HC-5三个无性系再生植株中观察到广泛的形态变异,包括育性、株高、抽穗期、穗形和穗颈毛等。在SC_1代中这些变异除抽穗期外均有较坚实的遗传基础。SC_2代的表现表明,在SC_1代发生的是隐性突变或纯合突变更长时间(852天)继代后,无性系变异更丰富,但育性明显下降,有害突变增加,所以在体细胞无性系变异中也有一个适宜的继代时间问题。     

两种基因型泡桐体细胞胚胎发生及植株再生

以叶片和茎段为外植体,研究了毛泡桐和白花泡桐胚性愈伤组织诱导、体细胞胚胎发生及植株再生情况。结果表明,白花泡桐叶片和茎段胚性愈伤组织诱导的最适培养基分别为MS+0.3mgLNAA+14mgLBA和MS+0.3mgLNAA+8mgLBA,其最适培养基皆为MS+0.3mgLNAA+17mgLBA。从体细胞胚胎发育所需时间来看,两种泡桐叶片的体细胞胚胎发育能力均高于茎段。     

镉胁迫对不同基因型玉米生长和镉吸收分配的影响

为比较玉米不同类型及其基因型对重金属镉富集特性的差异,筛选出具有镉(Cd)低积累潜力的玉米品种,通过盆栽模拟试验,研究3种玉米类型(普通玉米、甜性玉米和糯性玉米)的6个基因型(掖单13、郑单-958、苏玉糯-2、沪玉糯-2、金珠蜜超甜和申甜-1)在镉中度污染胁迫(3 mg·kg^-1)与轻度污染胁迫(1 mg·kg^-1)下植株生长及镉吸收分配特征。结果表明,轻度镉胁迫(Cd1)能够促进所有玉米基因型的生长,而中度镉胁迫(Cd3)降低了掖单-13、苏玉糯-2和沪玉糯-2基因型的生物量,同一镉水平下植株的生物量表现为普通玉米>甜玉米>糯玉米。随着土壤镉含量的提高,镉在普通玉米基因型根中的分配量大于甜型玉米和糯型玉米,但同一镉水平下普通玉米茎、叶和籽粒中的镉含量显著低于甜性玉米和糯性玉米。参试6个玉米基因型中普通玉米郑单-958基因型对镉的生物富集和转运能力最小。依据我国食品中污染物限量标准(GB2762-2017)和饲料卫生标准(GB13078-2017),郑单-958基因型在土壤轻度镉污染(Cd1)下籽粒中镉含量为0.083 mg·kg^-1,未超过国家食品安全标准(≤0.1 mg·kg^-1),2个普通玉米基因型和2个甜玉米基因型籽粒中的镉含量在土壤中度(Cd3)、轻度(Cd1)镉污染下均未超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg^-1)。本研究结果为中、轻度镉污染耕地进行玉米安全生产提供了理论依据。