玉米孤雌生殖诱导系的选育方法研究

本试验通过对北农大高油（ＢＨＯ）与Ｓｔｏｃｋ６ Ｆ１的自交后代、ＢＣ１和ＢＣ２后代分离群体单株单倍体诱导率的分布趋势分析发现,在３个群体中均以诱导率最低的类型占绝大部分,诱导率较高（相对于Ｓｔｏｃｋ６）的类型所占比率很小,而诱导率突出的类型所占比率更小,在Ｆ１自交后人系统中出出了诱导率大大超出高亲的极端类型而在ＢＣ１和ＢＣ２的后代系统中未见有诱导率超高的跳跃性分布类型随着Ｓｔｏｃｋ６回交次数的增加,后代中分离出诱导率超亲类型的可能性越来越小。因此ＢＨＯ中可能存在不同于Ｓｔｏｃｋ６的诱导单倍体基因。与ＢＣ１和ＢＣ２后代相比,ＢＨＯ／Ｓｔｏｃｋ６的自交后代中籽粒Ｎａｖａｊｏ标记更向于深标记类型,表明ＢＨＯ中也具有增强籽粒色素的修饰基因。ＢＣ１和ＢＣ２的后代中,没有发现大胚类型,而Ｆ１的自交后代中则获得了一些大胚面的     

单倍体诱导系在玉米育种研究中的初探

利用3个单倍体诱导系与8个不同基因型母本(普通玉米、甜玉米、糯玉米和甜糯玉米)杂交诱导,根据籽粒颜色、根尖染色体压片、气孔密度并结合田间植株表现鉴定单倍体,并利用秋水仙素处理加倍.结果表明,不同诱导系间诱导率存在差异,MT041 平均单倍体诱导率显著高于其他 2个诱导系,诱导率为4.17％;不同基因型母本间也存在显著差异,糯玉米和普通玉米材料单倍体率显著高于甜玉米,甜糯玉米杂交种对甜玉米单倍体提高有利.0.06％秋水仙素溶液浸根加倍效果显著高于0.02％浓度,但高浓度的秋水仙素处理成苗率不高,结果表明加倍技术仍然是制约DH育种技术广泛应用的瓶颈.     

Stock 6杂交诱导的玉米单倍体加倍效果研究

为提高育种效率,研究了Stock 6对21个引自美国的玉米群体的单倍体诱导及加倍效果。结果表明：Stock 6对21个美国群体的单倍体诱导率在2.76%～9.41%,平均诱导率5.26%;自然加倍率在0～23.1%,平均10.6%;通过对人工加倍效果的研究表明,用浸芽法处理单倍体的时候,秋水仙素浓度为0.60%时,产生严重的药害,浓度在0.10%时平均加倍率为18.4%,浓度在0.06%时平均加倍率为21.9%。     

秋水仙素和除草剂浸芽加倍玉米单倍体效率的研究

以Mo17× PHB1M诱导的单倍体子粒为试验材料,利用戊炔草胺、甲基胺草磷和秋水仙素为加倍药剂,浸芽处理单倍体种子.结果表明:戊炔草胺质量浓度为4～16 mg/L时的加倍率为5％～16％;甲基胺草磷质量浓度为8～32 mg/L时的加倍率为8％ ～ 16％;秋水仙素质量浓度为0.4～1.0 mg/L时的加倍率为5.5％ ～16.5％,3种药剂对玉米单倍体加倍均有效果.其中8 mg/L的戊炔草胺、21 mg/L的甲基胺草磷、0.7 mg/L的秋水仙素浸芽8h的玉米单倍体加倍率均为各组最高.戊炔草胺和甲基胺草磷可以替代秋水仙素加倍玉米单倍体.     

玉米单倍体诱导系及其在育种中的应用研究

利用单倍体诱导系选育玉米自交系这一新的育种方法能够快速提供来自供体亲本的稳定纯系,大大缩短自交系选育年限,加快育种进程,提高选育效率。就玉米单倍体诱导系在育种应用中的3个方面进行了论述与探讨,揭示了提高单倍体诱导系诱导率和建立高效的单倍体加倍方法,以及对单倍体诱导系诱导性状的遗传规律和诱导机制研究等问题是目前单倍体诱导系在玉米育种应用中亟待解决的问题。玉米单倍体诱导系在玉米育种中显示出巨大的应用前景。     

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%。     

不同除草剂对玉米单倍体成熟胚的加倍效果

分析比较了3种除草剂对玉米单倍体成熟胚的加倍效果,以期找到一种玉米单倍体加倍的新方法。以先玉335、中地88和郑单958这3个基因型诱导的单倍体籽粒为材料,分别以不同浓度(1、5、10、20μmol/L)的甲基胺草磷、炔苯酰草胺和氟乐灵溶液作为加倍药剂处理玉米单倍体成熟胚,统计成熟胚的加倍率。结果表明,不同浓度的3种除草剂对玉米单倍体成熟胚加倍均有效果,加倍率为7.83%～85.16%,其中,10μmol/L的甲基胺草磷的效果最好,先玉335、中地88和郑单958的单倍体成熟胚平均加倍率分别为85.16%、80.20%和66.30%。说明甲基胺草磷对提高玉米单倍体成熟胚的加倍率最有效。     

不同生态条件下玉米单倍体诱导率和加倍率研究

以8个不同基因型组合为母本、玉米单倍体诱导系JS6-1为父本,在三亚、长春和长岭3种生态环境下研究了单倍体的诱导率、自然加倍率和秋水仙素加倍率。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、自然加倍率和秋水仙素加倍率之间差异显著。在三亚的单倍体诱导率、自然加倍率和秋水仙素加倍率显著高于长春和长岭,长春的自然加倍率和秋水仙素加倍率显著高于长岭,但单倍体诱导率无显著差异,三亚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,由DH系L16所配组合J13×L16(先锋父本×先锋父本DH系)的诱导率和加倍率均显著高于其他组合。选择合适生态条件和基础材料,加强田间管理是提高单倍体育种效率的关键措施。     

单倍体诱导创建二倍体技术在油菜遗传育种中的研究进展

单倍体诱导创建二倍体的技术体系主要包括2种类型。(1)对植物中雄性或者雌性生殖器官进行培养获得具有单套染色体组的组织,经过天然或者加倍剂处理获得二倍体;(2)对CENH3基因进行修饰获得单倍体诱导系,利用单倍体诱导系与不同材料杂交获得后者的单倍体,进而加倍成二倍体。在油菜中应用最广泛的单倍体诱导创建二倍体植株的技术是小孢子培养方法,其过程受到3个因素的影响,分别为小孢子胚发生能力、小孢子天然加倍和加倍剂处理后的加倍效率、从胚再生成完整植株的能力。经过多年研究,在油菜中建立的小孢子诱导创建二倍体的技术为油菜遗传育种研究提供了重要的技术支持。小孢子和小孢子培养得到的胚均能用于创造突变体及遗传转化试验。通过遗传学方法定位了决定油菜小孢子胚发生、天然加倍以及胚状体直接成苗的数量性状基因座(QTLs),可在不同群体中验证候选基因。深入挖掘调控小孢子胚发生和再生成苗的分子机制,分析胚性细胞发育的转变、起始细胞的分化以及胚形态发生的基因调控网络,进而为理解油菜单倍体诱导以及二倍体发生的作用机制提供依据。随着植物单倍体诱导发生的分子机制被逐步揭示,在油菜中对与拟南芥染色体减数分裂相关的同源基因进行修饰能够获得单倍体诱导系,将其与待改良的父母本进行杂交可快速获得具有不同亲本背景的单倍体,经过加倍剂处理可快速获得纯系,单倍体诱导技术能够用于反向育种研究以及品种的遗传改良。     

高效生物诱导玉米单倍体及加倍方法的研究

【目的】探讨高效的玉米单倍体诱导和加倍方法。【方法】以北方春玉米区高抗茎腐病的自交系Z99和高感茎腐病的自交系R120的杂交F1代为母本,以5个诱导系(Y601~Y605)为父本,进行单倍体杂交诱导试验;以秋水仙素作为玉米单倍体人工染色体加倍药剂,采取4种处理方法(浸种法、浸芽法、滴心叶法、注射法),每种方法设置3个质量浓度梯度(0.1,0.3和0.5mg/mL)进行单倍体加倍试验。【结果】单倍体诱导试验表明,延迟授粉(长花丝≥8cm)的平均单倍体诱导率为17.4%,约为正常授粉(短花丝≤4cm)条件下的3.3倍;伏后授粉的诱导率平均为18.9%,约为伏期授粉的3.3倍。秋水仙素加倍试验中浸种法对植株伤害较严重,存活率低于50%;注射法(0.5mg/mL)和滴心叶法(0.3mg/mL)的散粉率较高(46.9%,28.3%),相应的结实率也较高(14.6%,10.9%)。【结论】花丝长短和授粉时间对玉米单倍体诱导率有重要影响,延迟授粉时间和较低的温度有利于提高单倍体诱导率;秋水仙素加倍玉米单倍体时注射法处理效果最好,滴心叶法次之。     

不同化学试剂和处理方式加倍小麦单倍体植株的效果

【目的】长期以来,小麦单倍体植株染色体加倍主要采用移栽前秋水仙素溶液通气浸泡分蘖节方法,该方法存在操作复杂、污染环境等问题,而且秋水仙素毒性较强、用量较大、价格较高。本研究的目的是建立小麦单倍体植株简便、安全、高效的加倍方法,寻找可以替代秋水仙素用于小麦单倍体植株加倍的化学试剂。【方法】通过小麦品系Fielder花药培养,小麦品种科农199、新春9号和小麦品系CB037、中国春（CS）与玉米自交系郑58杂交获得小麦单倍体植株,小麦品系中国春与甘肃黑麦杂交获得小麦-黑麦双单倍体植株,利用0、5、10和20 mmol·L^-1秋水仙素溶液分别采取分蘖节加注、叶片涂抹和培养基表面添加方式对不同来源小麦单倍体植株进行加倍,并采用培养基表面添加0、30、60和120 μmol·L^-1甲基胺草磷、炔苯酰草胺和氟乐灵溶液对小麦单倍体植株及小麦-黑麦双单倍体植株加倍,比较不同加倍方法和3种除草剂的加倍效果,确定各个加倍试剂的适宜浓度。【结果】不同浓度秋水仙素溶液（0、5、10和20 mmol·L^-1）加注小麦与玉米杂交单倍体植株分蘖节部位对小麦单倍体植株不具有加倍效果,不宜在小麦单倍体植株加倍中采用。10 mmol·L^-1秋水仙素溶液涂抹拔节期小麦单倍体植株叶片的加倍率为7.7%,其他3个秋水仙素溶液浓度没有加倍成功,也不适合小麦单倍体植株加倍。培养基表面添加4个浓度秋水仙素溶液处理小麦花药培养单倍体植株的加倍率分别为26.7%、42.9%、73.3%和85.7%。表明培养基表面添加秋水仙素溶液对小麦单倍体植株的加倍效果最好,适宜浓度至少为20 mmol·L^-1。培养基表面添加0、30、60和120 μmol·L^-1炔苯酰草胺溶液处理小麦与玉米杂交单倍体植株的加倍率分别为0、0-57.1%、28.6%-75.0%和0-100%,其他2种除草剂处理小麦与玉米杂交单倍体植株没有成功;培养基表面添加120 μmol·L^-1炔苯酰草胺溶液处理小麦与黑麦杂交双单倍体植株的加倍率为9.0%,添加其他3个浓度炔苯酰草胺溶液和其他3种加倍试剂均没有结实。【结论】60-120 μmol·L^-1浓度炔苯酰草胺溶液对小麦单倍体植株加倍具有较好效果,培养基表面添加适宜浓度秋水仙素和炔苯酰草胺溶液对小麦单倍体植株加倍有效,而且简单易行。     

玉米单倍体诱导与加倍方法研究

以玉米孤生殖诱导系TY1和5个生产上大面积利用的玉米杂交种为材料,探究了不同环境条件下玉米单倍体的诱导率和加倍率.结果表明,不同基因型杂交种的单倍体诱导率存在显著的差异,郑单958和浚单18的单倍体诱导率较高,在海南的单倍体诱导率要明显高于甘肃点和郑州点.不同试剂和质量浓度的加倍结果表明,利用0.6 g.L-1的秋水仙素处理萌动的单倍体种子具有较好的加倍效果,而且不同遗传背景的单倍体加倍率同样存在显著的差异,在甘肃具有较高的加倍率.在单倍体育种过程中,应当利用中国良好的生态资源,在海南和甘肃分别建立单倍体诱导和加倍基地,以提高玉米单倍体的育种效率.     

玉米Stock6诱导单倍体研究进展

单倍体运用于育种,可以缩短育种进程,节约成本,提高育种效率,而玉米育种中利用Stock 6诱导单倍体是目前运用最广泛的途径．文章对玉米Stock 6诱导单倍体的过程、单倍体的鉴定、加倍方法和玉米单倍体在育种中的意义和应用进行了综述,并就玉米单倍体育种中存在的问题和发展趋势进行了讨论．     

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。     

Stock6在玉米自交系选育中的应用

单倍体诱导系的应用与发展在遗传和育种中均有重大意义,该方法不仅缩短了育种进程,提高育种效率,还可应用于遗传学等领域。在诱导系诱导单倍体过程中,选育高频诱导系是利用诱导系诱导产生单倍体的先决条件。通过综述Stock6、W23ig、WS14、ZMS、KMS、MHI、RWS、CAU和JAAS3等单倍体诱导系的选育历史,总结了Stock6在玉米单倍体诱导和选育中的应用。     

玉米自交系单倍体诱导率的研究

单倍体育种技术（double haploid,DH）具有加速育种进程的突出优势,已成为玉米育种关键性核心技术并在国外广泛应用,成为国外一些大公司玉米商业育种的主要手段。利用诱导系MT1诱导国内有代表性玉米自交系,分析不同玉米自交系的单倍体诱导率。结果表明,不同玉米主产区自交系的单倍体诱导率存在一定差异,北方春播玉米区（5.16%）>南方丘陵玉米区（5.14%）=西南山地玉米区（5.14%）>黄淮海夏播玉米区（4.44%）;不同杂种优势群自交系的单倍体诱导率大小不同,表现为兰卡斯特群（5.64%）>Suwan群（553%）>瑞得群（5.43%）>旅大红骨群（4.96%）>四平头群（2.76%）;温带自交系的单倍体诱导率为5.17%,明显高于热带自交系的单倍体诱导率（3.63%）,说明单倍体诱导率因母本的遗传背景不同存在较大差异。     

玉米单倍体高效加倍技术规范

根据多年来玉米单倍体育种研究的理论和实践,结合国内外单倍体育种的成功经验,组装集成了“玉米单倍体高效加倍技术规范”（仅供参照试用）。本规范是玉米单倍体人工（化学）加倍的基本操作程序,适用于利用杂交诱导单倍体快速选育玉米自交系技术,主要包括单倍体种植、单倍体植株确认、高效加倍技术、单倍体植株的授粉与收获、获得DH系等5个技术环节。按此技术规程操作,可显著提高单倍体的加倍率和育种成效。     

玉米单倍体育种技术简介

玉米单倍体育种技术是一种快速获得玉米自交系的新方法,它的显著特点能大大缩短自交系的选育时间。利用常规育种方法一般要经过6～7代(3～4 a时间),而利用单倍体技术只需2代(1 a时间)就可以得到自交系。目前,该项技术在国内的应用还不是很广泛,有许多问题还需要研究探索。从3个方面简要介绍了玉米单倍体育种技术有关程序,包括基础选系材料准备与诱导、单倍体的挑选与加倍、DH系的管理与测配,并就单倍体育种技术未来发展的趋势进行了初步探讨。     

Cytological study on haploid male fertility in maize

Doubled haploid (DH) breeding technology, which relies on haploid genome doubling, is widely used in commercial maize breeding. Spontaneous haploid genome doubling (SHGD), a more simplified and straightforward method, is gaining popularity among maize breeders. However, the cytological mechanism of SHGD remains unclear. This study crossed inbred lines RL36 and RL7, which have differing SHGD abilities, with inducer line YHI-1 to obtain haploid kernels. The meiotic processes of pollen mother cells (PMCs) in the haploid plants were compared with diploid controls. The results suggested that three main pathways, the early doubling of haploid PMCs, the first meiotic metaphase chromosomal segregation distortion, and anomaly of the second meiosis, are responsible for SHGD. Furthermore, flow cytometry analysis of ploidy levels in leaves and PMCs from haploids and diploid controls revealed that somatic cell chromosome doubling and germ cell chromosome doubling are independent processes. These findings provide a foundation for further studies on the underlying mechanism of SHGD, aiding the application of DH technology in maize breeding practices.