玉米单倍体花药外露、花药大小与花粉育性的相关性研究

以优良自交系FAPW和BN490A组配的单倍体群体为材料,利用t测验、相关分析等方法研究单倍体花药外露、花药大小与花粉育性之间的相互关系。结果表明:玉米单倍体雄穗自然加倍率较低(28.2%),大部分花药外露(81.3%)和小部分花药不外露(15.6%)的单倍体花粉可育;花粉可育的单倍体花药大小大于花粉败育的单倍体,但在花粉可育的单倍体植株中,花粉的育性并未随着花药大小的增大而提高。在实际单倍体自然加倍过程中,可以依据玉米单倍体花药外露与否、花药大小与花粉育性的关系,通过花药是否外露与花药大小判断雄穗的育性。     

不同基因型玉米单倍体雄穗自然加倍研究

为探讨不同基因型的玉米单倍体雄穗自然加倍的情况,利用由7个优良自交系组配的FAPW/BN490A、BN490A/BN486A、PHZ51/H33和MT-1/H32等4个单倍体群体研究玉米单倍体的花药外露与花粉育性。结果表明:FAPW/BN490A群体位于雄穗分枝的花药外露概率高于位于雄穗主轴的花药外露概率;在所研究的4个单倍体群体中,FAPW/BN490A群体的花药外露率和可育花粉率均为最高,平均值分别为35.7%和72.2%;其次为BN490A/BN486A群体(13.0%,53.8%)与PHZ51/H33群体(13.0%,48.7%),MT-1/H32群体的最低,分别为12.0%和47.4%;通过多重比较发现FAPW/BN490A群体的花药外露率和花粉可育率与其余3个群体均显著差异,但其余3个群体间无差异,表明玉米单倍体的雄穗育性只在特定基因型间存在差异;在4个单倍体群体花药不外露株的植株中,均存在一定比例可育的花药,花粉可育率为0~95.0%,且每个群体可育花粉率在0~25.0%和25.0%~50.0%的植株较多,而50.0%~75.0%和75.0%的植株较少,即不同基因型的玉米单倍体群体中,花药不外露株的雄穗育性有较低程度恢复,且可育花粉率越高的植株数越少。     

玉米单倍体育性的自然恢复和染色体化学加倍效果研究

【目的】对单倍体不同类群组成下雌雄育性的自然恢复现象以及秋水仙素处理的浸种法、浸根法、浸芽法和注射法的加倍效果进行研究,为提高玉米单倍体加倍频率提供参考。【方法】利用自选诱导系JS6-1诱导杂种F1代J-211(Reid×Reid)、J-212(Lancaster×Lancaster)、J-213(Reid×Lancaster)产生的单倍体为材料,对单倍体育性的自然恢复和不同质量浓度(0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6mg/mL)秋水仙素处理及其4种不同处理方法(浸种法、浸根法、浸芽法和注射法)的化学恢复效果进行研究。【结果】不同基因型材料诱导产生的单倍体雌穗的自然育性差异较大,平均结实率为46.49%,其中J-212(Lancaster×Lancaster)的结实率最高,为59.09%;J-211(Reid×Reid)的结实率最低,为33.33%。雄穗的自然育性远远低于雌穗,最高的为6.25%。秋水仙素加倍处理时,以幼苗期采用浸根法和注射法的化学恢复效果最佳,秋仙素处理的最佳条件为0.4~0.6mg/mL秋水仙素+体积分数5%甘油+体积分数3%DMSO溶液。【结论】Lancaster×Lancaster类群基础材料的自然育性恢复力最强。秋水仙素加倍处理的最优方法为:1注射法,药剂为0.6mg/mL秋水仙素+体积分数5%甘油+体积分数3%DMSO溶液;2浸根法,药剂为0.4mg/mL秋水仙素+体积分数5%甘油+体积分数3%DMSO溶液。     

玉米花丝数与雌穗小花数及穗粒数的关系研究

对8个玉米自交系及其组配的10个杂交种的花丝吐丝动态、花丝数与雌穗小花数以及穗粒数进行统计分析,研究花丝数与雌穗小花数以及穗粒数的关系。结果表明,玉米杂交种与自交系花丝吐丝动态相似,但杂交种更集中,平均花丝数杂交种明显多于自交系,且变异幅度小。杂交种和自交系的花丝数与穗粒数均呈显著正相关,而杂交种的结实率明显高于自交系,且对环境有较高的适应性,稳产性也较好。     

糯玉米雄穗性状的配合力分析

以8个具有不同雄穗性状的糯玉米自交系为材料,按照GriffingⅣ的双列杂交,进行糯玉米雄穗主轴长度、分枝数两个性状的配合力效应及相应的遗传参数研究。结果表明:雄穗分枝数的GCA值为N27>N34>N46>N7>N8>N4>N28>N23;雄穗主轴长度的GCA值为N7>N28>N23>N27>N34>N46>N4>N8;糯玉米雄穗主轴长度、分枝数性状遗传主要由加性基因效应控制,此外还受非加性基因效应控制;不同自交系之间存在不同效应大小和正负作用方向的差异,特殊配合力在不同组合间也存在显著差异;遗传力估算结果表明,雄穗主轴长度和分枝数的广义遗传力分别为66.03%和60.25%;雄穗主轴长度和分枝数的狭义遗传力分别为57.87%和31.28%,说明雄穗主轴长度在早代进行选择效果较好。     

花期弱光胁迫对玉米穗粒数的影响

为明确花期弱光对玉米穗粒数的影响规律,采用人工遮光模拟弱光胁迫,设置抽雄始期和吐丝期持续10 d60%和90%两个不同遮光强度的弱光处理,研究了花期弱光对雌穗小花受精、结实,干物质积累及其向雌穗分配的影响。结果发现,花期弱光胁迫导致玉米地上部总干物质日增重量降低,干物质分配到雌穗的比例减少,雌穗生长变慢,受精结实率降低,影响程度随遮光率的增加而增大。抽雄始期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率均明显提高,吐丝期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率降低和持平。抽雄始期光照不足导致穗粒数较对照下降57%~91%;吐丝始期光照不足导致穗粒数较对照下降43%~81%。无论对于抽雄始期还是吐丝期,遮光处理期间的日平均光合有效辐射强度在穗粒形成中作用最大,其次为处理期间的地上部总干物质日增重。对于吐丝期,处理期间的日平均温度对穗粒数也具有直接的正效应。     

玉米雌幼穗培养再生植株变异性状的遗传 I 再生植株R_1性状变异

考查由玉米雌幼穗培养获得的63棵再生植株R_1的自交结实性,以及R_1自交结实植株的株高、果穗、籽粒等多种性状,均表现出不同程度的变异.11R_1株高矮化率为52.2%.在11R_1中,有7棵再生株轴色由原来自交系的白色突变为紫红色.33棵自交结实再生株中,有4棵粒色由原自交系的橙黄色突变为紫红色.结果表明:所有再生株R_1都发生了性状变异.     

花期弱光胁迫对玉米穗粒数的影响

为明确花期弱光对玉米穗粒数的影响规律,采用人工遮光模拟弱光胁迫,设置抽雄始期和吐丝期持续10 d60%和90%两个不同遮光强度的弱光处理,研究了花期弱光对雌穗小花受精、结实,干物质积累及其向雌穗分配的影响。结果发现,花期弱光胁迫导致玉米地上部总干物质日增重量降低,干物质分配到雌穗的比例减少,雌穗生长变慢,受精结实率降低,影响程度随遮光率的增加而增大。抽雄始期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率均明显提高,吐丝期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率降低和持平。抽雄始期光照不足导致穗粒数较对照下降57%⁹1%;吐丝始期光照不足导致穗粒数较对照下降43%91%;吐丝始期光照不足导致穗粒数较对照下降43%⁸1%。无论对于抽雄始期还是吐丝期,遮光处理期间的日平均光合有效辐射强度在穗粒形成中作用最大,其次为处理期间的地上部总干物质日增重。对于吐丝期,处理期间的日平均温度对穗粒数也具有直接的正效应。     

几个新选玉米自交系数量性状配合力分析

按 (P1 × P2 )不完全双列杂交设计 ,分析了 9个新选玉米自交系的株高、穗位高、穗长、结实长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率、百粒重和产量等 10个性状的一般配合力和特殊配合力。根据一般配合力、特殊配合力 ,筛选出优良自交系 2个和优良杂交组合 4个。遗传力估算结果表明 :株高、穗长、穗行数、行粒数的遗传力较高 ,选育自交系时 ,穗行数、行粒数可在早代进行选择 ;穗粗、百粒重的遗传力较低 ,宜在高代进行选择     

新型杀菌剂‘Cabrio’和‘Opera’对夏玉米穗粒数的调控效应

为阐明植物杀菌剂‘Cabrio’和‘Opera’对玉米的增产机理,2011—2015年采用植物杀菌剂对低密度(67 500和75 000株/hm2)和高密度(90 000株/hm2)种植的玉米干物质积累和产量构成因素等指标进行分析。结果表明,9叶期喷施植物杀菌剂在不同密度下均能提高玉米产量,且高密度下增产8.83%,效果更显著。PCA主成分分析表明,增产幅度与穗粒数和千粒重均显著相关,但主要取决于穗粒数。穗粒数的增加主要与籽粒败育减少和结实率的提高显著相关。结合受精结实数据分析,喷施杀菌剂后,低密度和高密度处理的玉米粒败育率分别降低30.20%和36.60%。籽粒败育率的降低与Pn的提高和干物质的积累有关。进一步分析发现,低密度玉米植株棒三叶(穗位叶、穗上叶和穗下叶)吐丝期P_n平均增加49.10%,高密度灌浆中期的P_n平均增加43.49%。喷施杀菌剂后,V6(6叶期)—R1(吐丝期)干重增量与穗粒数的相关性(r=0.669**)高于清水处理(r=0.517*),均呈显著正相关。综上,玉米9叶期喷施杀菌剂可以增强玉米花后光合能力,提高花后干物质积累,促进物质向籽粒中转运,减少籽粒败育,从而显著地提高结实率和穗粒数。同时,有利于延缓植株后期衰老,提高粒重。     

玉米Stock6的遗传特性及其在玉米育种上的应用

普通玉米与Ｓｔｏｃｋ６杂交，单倍体诱导率为０．５６％～２．５２％，平均诱导率为１．１４％；单倍体自然加倍率为９．６４％～１６．５３％，平均为１２．００％。单倍体加倍成二倍体纯系中，父母本的基因频率为１：１，表明单倍体的发生是一种完全随机的现象。当Ｓｔｏｃｋ６单个精核参与受精时，具有与卵细胞选择受精的特性。研究结果表明，利用玉米Ｓｔｏｃｋ６诱导单倍体，加倍成二倍体纯系，是快速选育玉米自交系的有效方法之一。     

玉米单倍体诱导系诱导双生苗的观察

以不同玉米杂交种与单倍体诱导系为材料,对从杂交种中诱导双生苗的情况进行了观察。结果表明,在农大108、高油5598、郑单958与CAUHOI-1的杂交当代籽粒中,双生苗的平均频率为0.15%,显著低于单倍体的平均诱导频率3.38%,而在自交籽粒中没有发现双生苗。利用45个双列杂交组合为母本分别与两个诱导率不同的诱导系(CAUHOI01和CAU79)进一步杂交,在杂交籽粒中发现26对双生苗,其中有23对来自于CAUHOI-1的杂交后代。本研究结果表明双生苗诱导与单倍体诱导一样,不仅与诱导系有关,在一定程度上也受母本基因型影响,而二者诱导能力表现趋势不一致。对双生苗类型的观察结果表明,双生苗主要为二倍体-二倍体类型,少数为单倍体-单倍体类型,没有发现单倍体-二倍体类型。SSR分析表明每个双生苗两个体间基因型一致,但部分双生单苗田间生长存在着差异。双生苗的发生与单倍体诱导机理的关系有待于进一步研究。     

玉米孤雌生殖单倍体诱导效率优化方法研究

玉米孤雌生殖单倍体的诱导是进行单倍体育种的重要环节。本研究选择20个杂交种作母本进行单倍体诱导,结果表明:不同母本基因型间单倍体频率差异显著,其中高频材料的单倍体频率约为低频材料的5倍。以郑单958为母本和CAUHOI-1杂交经多年试验初步表明在海南冬季进行单倍体诱导的效率(3.39%)显著高于北京夏季(1.86%)。杂交诱导果穗不同部位的单倍体频率存在差异,顶部的单倍体频率较高。吐丝后不同时期的单倍体诱导表明,在吐丝早期授粉的诱导效率最高。初步研究结果表明母本基因型、诱导地点以及授粉时期均对单倍体诱导有重要影响。选择高频的母本材料,在合适的地点于吐丝早期进行单倍体诱导是单倍体诱导的最佳方案。     

玉米单倍体自然二倍化研究

本研究以玉米杂交种郑单958诱导产生的玉米单倍体群体为材料,利用流式细胞仪对单倍体自然条件下的二倍化现象进行了观察。结果表明,在自然条件下,体细胞加倍与生殖细胞加倍并不显著相关,雌雄穗加倍存在差异,并且雌穗自然加倍率较高。雄穗可育单倍体植株的体细胞基本上处于单倍状态(1C),少数体细胞中存在单倍体与二倍体细胞的倍性嵌合现象,并检测到了1%~2%的非整倍体(1.5C)现象。体细胞二倍化有随雄穗育性水平升高而增加的趋势。     

植物单倍体材料创制方法及其应用

单倍体在作物育种、遗传分析、基因克隆等领域已得到广泛应用,并发现和创造了获得单倍体材料的多种途径。从雄核发育、雌核发育等途径介绍了植物单倍体创制的各种方法,并对单倍体在作物育种、种质资源创新、遗传分析、基因工程等方面的应用及其价值进行了概述。     

遗传基础和种植方式对玉米单倍体成活率及授粉成功率的影响

采用种植方式及遗传基础的二因素随机区组试验设计,对5个No Reid×Dom遗传选育基础经诱导产生的单倍体,在直接播种、2~3叶期的小苗移栽和4~6叶期的大苗移栽3种种植方式下,对单倍体植株成活率及授粉成功率进行研究,以明确不同种植方式对成活率及授粉成功率的影响。结果表明:2~3叶期的小苗移栽单倍体成活率最高,平均为81.70%,授粉成功率平均为11.33%;4~6叶期的大苗移栽单倍体成活率平均为79.12%,授粉成功率最高,平均为11.34%;直接移栽单倍体成活率最低,平均为72.47%,授粉成功率最低,平均为10.30%。这说明,单倍体处理后育苗移栽可以有效地提高单倍体幼苗成活率及授粉成功率。     

棉花半配合材料VSg在遗传育种中的应用

以VSg作母本与其它材料杂交可以培育父性单倍体,但不同材料作父本与VSg杂文F₁所产生的父姓单倍体的比率不同.以海岛棉或海岛棉品种间杂交F₁作父本时较高(2.5%),海陆种间杂交F₁作父本时次之(1.3%),陆地棉或陆地棉品种间杂交F₁作父本时较低(0.7%).用秋水仙素水溶液处理父性单倍体植株后获得13个加倍单倍体株系.以VSg单倍体植株作母本与正常异源四倍体棉花杂交可以获得非整倍体.     

Inheritance of Fertility Restoration for Cytoplasmic Male Sterility in a New Gossypium barbadense Restorer

In order to clarify inheritance mechanism of fertility restoration for cytoplasmic male sterility （CMS） in a new Gossypium barbadense restorer line Hai R which was found in the fertility test crossing of G. hirsutum CMS lines with G. barbadense germplasms. 23 fertility segregation populations of F2 and backcross were used to analyze the inheritance of fertility restoring gene（s） of Hai R. The result showed that Hai R had one major dominant gene （RfB） to control the CMS fertility restoration and this fertility restoration gene functioned at the sporophytic level. The sterile cytoplasm background might not only influence the transmission rate of male gamete but also that of female gamete when the restorer gene was recessive. It could be deduced that this fertility restoration gene might come from G. harknessii cotton, Hai R is of value in the application of cotton interspecific hybrid breeding.