硬粒小麦单倍体高效再生体系的建立

硬粒小麦×玉米形成的单倍体幼胚,由于缺乏胚乳滋养往往发育不良,致使幼胚培养成苗率很低。本试验通过诱导杂种幼胚产生愈伤组织的途径,建立起高效硬粒小麦单倍体植株再生系统,从而可以大量获得单倍体试管苗,为经植株移栽和染色体人工加倍后仍能获得大量成活的纯合二倍体植株提供了保证。     

玉米花粉诱导小麦单倍体技术研究进展

小麦与玉米杂交利用玉米染色体的消失而产生小麦单倍体是快速培育小麦新品种和构建特殊遗传群体的重要途径。针对玉米花粉诱导小麦单倍体技术研究现状,系统归纳总结了不同培养基、胚龄、幼胚大小对小麦单倍体诱导技术的影响以及小麦单倍体加倍的最新研究进展。     

玉米单倍体幼胚加倍效果观察

以玉米荧光单倍体诱导系CAU~(YFP)诱导杂交种郑单958所产生的单倍体幼胚为材料,评价组培条件下除草剂甲基胺草磷(Amiprophos-methyl,APM)对单倍体幼胚的加倍效果。结果表明:利用荧光鉴别单倍体幼胚的准确率可以达到93%以上,单倍体幼胚通过愈伤途径和非愈伤直接发芽途径的生苗效率分别为11.6%和96.8%,非愈伤途径更简便高效。不同浓度APM处理的单倍体雄穗散粉效果存在明显差异,0.2、0.5和1.0μmol/L 3个处理的成株散粉率分别为9.5%、18.5%和37.0%,而对照未发现散粉植株,表明APM处理幼胚可以显著提高单倍体加倍效率。     

小麦×玉米产生小麦单倍体的染色体加倍研究

 小麦与玉米杂交产生的单倍体植株无染色体自然加倍发生 ,为获得加倍单倍体 ,进行了两种秋水仙素加倍处理。结果表明 ,在培养基中直接加入秋水仙素处理已培养 7d的幼胚 ,无秋水仙素对照的幼胚萌发率为 6 7.4 % ,存活的植株均未结实 ;而经过浓度为 5 0mg/L、10 0mg/L和 2 0 0mg/L秋水仙素处理的幼胚萌发率分别是 32 .1%、2 6 .4 %和 16 .3% ,加倍率分别是 85 .7%、10 0 %和 5 0 %。秋水仙素处理时间在 2 4～ 72h范围内 ,随着处理时间的延长 ,幼胚萌发率随之降低 ,死亡率随之增加 ,以 2 4h效果较好。用浓度为 5 0 0mg/L、75 0mg/L、10 0 0mg/L的秋水仙素溶液浸根加倍处理 ,平均加倍率分别是 89.6 %、76 .0 %和 73.3% ,而用浓度为 5 0 0mg/L秋水仙素处理壮苗获得了98.2 %的加倍率和 93.2 %的加倍处理效率     

利用小麦×玉米诱导小麦单倍体的研究

将10个小麦杂交组合的F1作母本与2个玉米品种(沈糯1号和沈甜1号)进行远缘杂交,用不同浓度的2,4-D溶液处理杂交穗,以获得小麦单倍体幼胚。结果表明,2,4-D溶液对杂交穗产生单倍体胚是必须的;不同小麦杂交组合的得胚率差异显著;沈糯1号和沈甜1号的得胚率分别为5.4%和3.7%,沈糯1号玉米高于沈甜1号玉米;不同浓度的2,4-D溶液处理按得胚率高低排序为150mg.L-1>100mg.L-1>200mg.L-1>50mg.L-1,对应的得胚率分别为8.0%,5.3%,2.0%和1.4%。     

利用小麦与玉米杂交诱导单倍体得胚率的研究

为了更好地利用小麦×玉米单倍体育种技术,利用不同基因型小麦、不同类型玉米,研究单倍体得胚率。结果表明:不同小麦基因型对诱导单倍体胚得频率影响较大,高得胚率达20%,低得胚率仅为3.4%;不同玉米类型对得胚率的影响不同,甜玉米花粉的得胚率高于用普通玉米花粉的得胚率。     

太谷核不育基因对小麦与玉米杂交产生单倍体诱导频率的影响

以太鲁麦15不育系做母本,以太鲁麦15保持系为对照,津甜一号玉米为玉米粉供体,研究了太谷核不育基因对诱导频率的影响。结果表明,结实率相差不大,分别为96.7%和95.3%,但在单倍体幼胚数、得胚率、双倍体苗数、双倍体幼苗占授粉小花数的百分率这些指标上,不育系处理明显高于人工去雄的处理。     

小麦单倍体幼胚离体培养研究

小麦单倍体幼胚由于胚乳发育异常不能提供营养物质,因此幼胚必须经过离体培养才能正常生长,而适宜的培养基是离体培养的关键。将小麦幼胚接种在8种培养基上,幼苗平均产生率分别为:30.95%、40.20%、42.20%、47.75%、45.00%、63.35%、50.00%和36.65%,结果表明1/2MS 0.2mg/LI-AA 0.2mg/L6-BAP 2%蔗糖 7.5g/L琼脂pH=5.8培养效果最好。     

小麦与玉米杂交产生单倍体苗的研究初探

利用玉米花粉诱导普通小麦产生单倍体,经过幼胚离体培养及人工加倍快速获得小麦稳定的纯合体,则是诱导小麦产生单倍体的途径之一,是育种家为了提高小麦育种效率而找到的新方法。     

小麦×玉米小麦单倍体胚产生频率的研究

采用小麦茎秆注射 2 ,4 -D、GA3,研究其对小麦×玉米杂交小麦得胚率的影响。结果表明 ,2 ,4 -D对小麦单倍体胚的产生有显著的促进作用 ,GA3无效。对不同气候条件下幼胚产生频率的调查分析结果表明 ,光照是影响得胚率的重要因素 ,连续阴雨造成的极端寡照显著降低小麦单倍体胚的得胚率     

春小麦单倍体胚得胚率的影响因素研究

[目的]研究玉米花粉对于春小麦单倍体胚的诱导效率及影响因素,获得稳定且高效的单倍体胚诱导方法,并应用于春小麦育种实践.[方法]使用三种不同基因型玉米分别和不同春小麦品种进行远缘杂交,分别采用两种授粉方式和两种激素处理方式获得单倍体胚.[结果]三种不同基因型玉米与不同春小麦品种均可以获得单倍体胚,爆裂玉米得胚率最高(9.59;),重复授粉以及重复喷施激素均能够有效增加春小麦单倍体胚的得胚率.[结论]采用爆裂玉米为父本与春小麦进行远缘杂交,间隔24 h重复授粉及重复喷施激素处理,能够有效提高春小麦单倍体胚的得胚率.     

生长环境及培养基对小麦单倍体胚萌发率和成苗率的影响

为了提高小麦单倍体幼胚的萌发率和成苗率,对不同小麦材料与玉米的杂交穗在不同生长环境(离体培养、盆栽和大田生长)及不同培养基[1/2MS培养基MC1,添加50 mg/L维生素C和150 mg/L谷氨酰胺的1/2MS培养基MC2,添加0.5 mg/L IAA(Indole-3-acetic acid)、0.5 mg/L KT(Kinetin)、150 mg/L谷氨酰胺的1/2MS培养基MC3]中的单倍体胚诱导及成苗效果进行分析。结果表明,环境条件及培养基对小麦单倍体胚的诱导及成苗均具有显著影响。小麦杂交穗离体培养条件下获得的单倍体胚质量较高,单倍体胚萌发率和成苗率分别为81.5%和63.0%,比大田条件下提高60.1%和3.4倍,比盆栽提高30.4%和68.0%。不同小麦材料在MC3培养基中的培养效果最好,小麦单倍体胚平均萌发率和平均成苗率在MC1培养基上分别为42.3%和15.3%,在MC2培养基上分别为46.2%和27.5%,在MC3培养基上分别为65.6%和38.2%。综合分析,1/2 MS+0.5 mg/L IAA+0.5 mg/L KT+150 mg/L谷氨酰胺对中小胚和发育不良幼胚的培养效果较好,获得了相对较高的萌发率和成苗率,但一次培养成苗率较低,需要及时更换培养基进行促根壮苗培养。     

染色体消失法诱导单倍体在小麦遗传育种中的应用

染色体消失法诱导单倍体是创制DH系的一种新方法,通过亲本一方的染色体在合子期发生快速丢失而获得单倍体。小麦与玉米远缘杂交,玉米染色体完全消失获得小麦单倍体胚,经过胚拯救及染色体加倍的技术能快速得到性状稳定的纯系,这种方法已成为小麦单倍体育种的一种重要的途径。综述了染色体消失法获得单倍体的机制及其在小麦×玉米创制小麦单倍体中的应用,旨在为普通小麦规模化DH系创制提供技术支撑。     

小麦不同大小幼胚离体培养研究

小麦单倍体育种是一项周期短、效率高的育种技术，但由丁小麦单倍体幼胚力导种胚乳发育异常，不能为幼胚生长发育提供养分，所以必须进行离体培养，而影响离体培养效果至关重要的因素之一是幼胚大小。陈新民等经过试验认为小于300μm的幼胚培养不能成曲，陈刚等对400～1050μm的幼胚进行培养获得了34．8～50．8％的幼苗产生率。为了确定培养效果最佳的幼胚大小，2001～2004年在陕西西安进行了以下研究。     

化学杀雄剂SQ-1和阿拉伯葡聚糖蛋白对小麦品种间杂交及远缘杂交成胚率的影响

【目的】探究化学杀雄剂SQ-1对小麦品种间、小麦与近缘植物间、小麦与远缘植物间杂交成胚率的影响,以及阿拉伯葡聚糖蛋白对小麦与玉米杂交成胚率和得苗率的影响。研究结果对于合理选用小麦杂交方式,提高小麦杂交结实率和利用玉米诱导小麦单倍体植株的效率具有重要意义。【方法】通过在小麦拔节期喷施化学杀雄剂SQ-1,开花期分别授以小麦花粉和远缘植物(黑麦、玉米)花粉,并在小麦授玉米花粉后的处理液中加入不同浓度的阿拉伯葡聚糖蛋白(arabinogalactan proteins,AGP),对小麦与玉米杂交后产生的幼胚进行离体拯救培养,统计授粉小花数、接种幼胚数、膨大颖果数、结实粒数、萌发单倍体幼胚数和单倍体植株数,计算结实率、颖果膨大率、成胚率、萌发率和成苗率并对所得数据进行差异显著性分析,结合细胞学观察结果,研究SQ-1对小麦品种间杂交及远缘杂交结实性的影响,以及AGP对小麦单倍体胚诱导率的影响。【结果】在不同小麦品种间杂交中SQ-1处理结实率19.8%—83.3%,人工去雄的结实率为69.4%—93.0%,SQ-1对不同品种的影响不同,Fielder对SQ-1的反应比较敏感;在中国春与兰州黑麦杂交中,SQ-1处理的结实率为65.5%,人工去雄处理的结实率为78.8%,两种处理方式产生的F1杂种的染色体数均为28条;在不同小麦品种与玉米品种郑单58杂交中,SQ-1处理小麦单倍体胚的成胚率为1.11%—1.41%,人工去雄小麦单倍体胚的成胚率为2.38%—14.29%;在小麦与玉米杂交后的处理液中添加0.5—2.0 g·L-1 AGP一定程度地提高了小麦单倍体胚获得率和成苗率。另外,在玉米花粉诱导的单倍体胚离体培养过程中,发现13.07%的胚发育出了2—6株苗;显微镜观察发现,玉米花粉诱导后18 d左右小麦单倍体胚上出现了多个突起,这些突起在离体培养条件下进一步发育为形态健全的小植株,其染色体数目均为21条。【结论】化学杀雄剂SQ-1减低了小麦品种间杂交及小麦与黑麦、玉米间杂交的成胚率,AGP提高了小麦与玉米间杂交单倍体成胚率和成苗率。     

玉米花粉诱导不同基因型小麦单倍体得胚率的比较及幼胚离体培养方法对成苗率的影响

选用六倍体普通小麦JYP97系列、常规材料小披白粒,9312(Z)、贵农、恒丰1号和四倍体硬粒小麦、雄性不育系HB系列(12号、11号、13号、26号)等不同倍性或不同基因型的小麦与玉米加-1、超-1、加-6、综-1、701,703等杂交,采用1/2MS培养基,剥取胚龄为14 d、大小为0.4~1.0 mm的小麦杂种幼胚,接种于培养基上,放置24~25℃黑暗条件下2~3周,置于温度为(26±1)℃、光照为1800~2 000 lx的条件下进行幼胚离体培养。结果表明:玉米花粉诱导六倍体普通小麦得胚率为5.4%,明显高于四倍体,玉米花粉诱导雄性不育系的得胚率为3.2%,高于常规材料。混合玉米花粉诱导小麦单倍体得胚率4.6%,高于单一玉米花粉。采用未加任何激素的1/2MS培养基,选取14 d胚龄0.4~1.0 mm的幼胚离体培养,成苗率为81%,显著高于前人所采用的其它培养基进行幼胚离体培养的成苗率。     

小麦×玉米杂交单倍体胚成胚率的主基因+多基因混合遗传分析

以小麦杂交组合C49S-87/01Y1-1069 F2群体为材料,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对小麦×玉米杂交单倍体胚成胚率的遗传效应进行分析。结果表明,F2群体的单倍体胚成胚率呈混合正态分布,符合主基因+多基因混合遗传模型,最佳模型为B6,即单倍体胚成胚率由2对等显性主基因控制;主基因遗传率较低,仅为43.46%,表明非遗传因素对小麦材料单倍体胚成胚率的影响更大。     

提高小麦×鸭茅状摩擦禾杂交组合的小麦单倍体植株成苗率的探索

法国小麦和中国小麦杂交的后代和鸭茅状摩擦禾(父本)杂交,授粉1 d后用100 mg/L 2,4-D蘸穗处理,12~14 d取单倍体幼胚培养。结果表明,仅培养于1/2 MS培养基上,成苗率为78.01%;而根据幼胚的发育状态,先将发育较完善的幼胚直接接种在1/2 MS培养基上,将发育不良的幼胚先接种于1/2 MS+2 mg/L 2,4-D的培养基上进一步养育幼胚,3~4 d后再将其转入1/2 MS培养基中,此法的成苗率为93.22%,较前者的成苗率提高了15.21个百分点。     

2,4-D对玉米花粉诱导小麦单倍体得胚率的影响

采取加甜、超甜、黑糯、加州黄等4种玉米类型,对新疆农业大学小麦育种组选育的多个小麦雄性不育系和常规材料进行了远缘杂交.结果表明:75,100,150,200 mg/L的2,4-D处理均可获得较高的得胚率,其中以浓度150 mg/L的得胚率最高,为5.88%.在授粉后5~6 d进行150 mg/L浓度的2,4-D蘸穗,可较好地诱发出单倍体,其中以授粉后1 d蘸穗处理的单倍体产生频率最高,为5.38%.不同玉米类型授粉小麦得胚率表现为:甜玉米(授粉得胚率2.99%)>糯玉米(授粉得胚率2.27%)>普通玉米(授粉得胚率2.08%).重复授粉蘸穗的得胚率(2.26%)明显高于1次授粉蘸穗的得胚率(0.81%).     

小麦与玉米杂交诱导矮败小麦产生单倍体的研究

为提高矮败小麦在小麦育种中利用价值,选用9个矮败小麦杂交组合,结合小麦×玉米诱导单倍体技术,每个组合处理4个可育株,每株处理1穗,共80朵小花。各组合平均得胚率为12.4%,加倍率达到50.8%,并获得32个双单倍体小麦单株。