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。     

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。     

玉米穗轴、叶鞘色泽与单倍体自交结实及出苗能力研究

以白轴绿叶鞘自交系B20为母本、以红轴紫叶鞘DH系D752为父本组配的F₁,进行单倍体诱导、自然加倍和DH系鉴定试验。通过卡方检测数据分析和DH群体遗传模型及混合分布方法分析,验证红轴、紫叶鞘单倍体自交结实优势。结果表明,红轴单倍体自交结实穗数量和出苗DH系数量极显著多于白轴,不符合1∶1比例;紫叶鞘DH系数量与绿叶鞘数量比符合1∶1比例,但紫叶鞘DH系占出苗总数比绿叶鞘高11.7%;红轴、白轴单倍体自交结实穗粒数最适模型均为4MG-AI,红轴4对主基因加、上效应估计值均高于白轴,白轴单倍体自交结实穗粒数遗传力比红轴高5.02%。玉米单倍体红轴和紫色叶鞘性状具有结实性优势。同时发现,玉米白轴单倍体个体穗结实力和绿色叶鞘单倍体出苗力显著高于紫色叶鞘单倍体。     

Stock6杂交诱导的玉米单倍体化学加倍效果研究

以单倍体诱导系Stock6诱导的单倍体为材料,用6个浓度秋水仙素人工加倍玉米单倍体,比较不同秋水仙素浓度处理不同部位的加倍效果。单倍体雌雄育性的自然恢复结果表明：不同基因型单倍体存在很大差异,部分单倍体植株无雌穗,有雌穗的单倍体自然育性恢复为25%～50%,单穗结实1～84粒;雄穗自然散粉率最高仅为14.3%。秋水仙素加倍试验表明：浸种法和浸芽法对单倍体药害程度较轻,但散粉率和加倍率均低;浸根法处理的单倍体散粉率和加倍率均高于对照,但受低成活率影响,100%加倍率的单倍体散粉率仅有6.7%;注射法的处理效果最好,获得的加倍植株最多。     

辐照玉米产量配合力不同世代测验的探讨

采用连续测交的方法,对辐照玉米的4个不同世代、484个基本株的产量配合力的分离和稳定情况进行了探讨。结果表明:在自身产量高、增产潜力大的群体内选株自交,获得高配合力自交系的机率较大,基本株之间的产量配合力差异显著。M₂代分离严重,M₄代以后趋于稳定,所以M₃、M₄是选择的重要世代。随着自交世代的加深,姊妹系间配合力的遗传力逐渐增高。     

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。     

外引诱导系EMK-1诱导率和早熟玉米单倍体加倍技术研究

以3份加拿大早熟玉米种质为基础材料,利用外引俄罗斯诱导系EMK-1为父本进行人工诱导,通过子粒外观形态鉴定,确定准单倍体子粒.以加拿大早熟群体4诱导的单倍体植株为材料,设置秋水仙素浸种加倍、在6叶期秋水仙素注射加倍与自然加倍3个实验,对单倍体植株进行人工加倍.结果表明,3份加拿大早熟玉米种质单倍体诱导率存在很大差异,诱导率最高达14.37%,最低为5.82%.0.1%浓度的秋水仙素在植株6叶期注射植株加倍的处理效果最好,加倍率为26%;0.3%浓度的秋水仙素浸种12 h处理加倍效果次之,加倍率为14.63%;自然加倍加倍率为3.06%.     

利用秋水仙素喷淋加倍不同遗传基础的单倍体子粒探讨

以不同血缘及不同世代的遗传育种材料为母本、高频孤雌生殖诱导系辽诱1和CAU5等为父本杂交诱导产生的单倍体子粒为实验材料,研究秋水仙素浓度为0.625 mg/mL的条件下,用喷淋加倍设备对试验材料进行8 h喷淋的加倍效果。结果表明,喷淋秋水仙素后,郑单958的S2代的材料加倍率最高,为33.75%;第2位的是L3258×H71,是NSS种质S0代材料,其加倍率为13.02%;第3位的是D299/PH4CV,为NSS种质S1代材料,加倍率为10.34%。研究表明,喷淋秋水仙素的加倍效果与遗传背景关系紧密,喷淋秋水仙素加倍率总体由高到低的顺序为郑单958NSS种质(SS+NSS)种质SS种质欧洲杂交种,喷淋秋水仙素对全部试验材料的加倍率都有提高作用,比自然加倍提高0.83～5.08倍。利用该喷淋设备加倍单倍体子粒,具有节约用药量、操作简便、便于大规模生产应用、减少人员对秋水仙素的接触、废液回收方便、有利于保护环境等优点。     

玉米单倍体成株诱导率和加倍率研究

利用吉诱SM6278-2对31份不同种质基础材料进行单倍体杂交诱导,在三亚南滨农场基地进行自然加倍自交试验。结果表明,不同材料单倍体诱导成株率存在差异,差异不显著;单倍体诱导成株率最高达4.7%,最低为0.3%,平均为1.0%;不同材料单倍体雄穗加倍率存在极显著差异,最高为47.1%,最低为1.6%,平均为16.7%;不同材料单倍体结实株率存在极显著差异,最高为23.5%,最低为0%,平均为6.1%;不同材料单倍体雄穗加倍形成的花粉亲和力差异极显著。单倍体雄穗加倍与自交结实密切相关,单倍体雄性的育性问题是单倍体自交结实性的关键因素。     

玉米单倍体诱导率和加倍率研究

对12份不同种质的基础材料进行单倍体杂交诱导与自然加倍试验。结果表明,不同材料单倍体诱导率存在很大差异,母本基因型对单倍体诱导率具有重要影响,诱导率最高达12.14%,最低为6.77%;四144为亲本材料的诱导率最高为11.77%,最低为6.77%,差异较大;PH4为亲本材料的诱导率最高为11.88%,最低为11.77%,差异不大。不同材料单倍体雌穗加倍率相差不大,最高为97.44%,最低为84.30%;不同材料雄穗加倍率存在很大差异,最高为19.19%,最低为5.62%,相对应自交结实率差异也较大。不同种质基础材料单倍体自交结实率基本与单倍体雄穗的加倍率成正相关。因此,单倍体雄穗的育性问题是单倍体自交结实性的限制因素。     

甜玉米单倍体育种初探

利用Stock6与甜玉米自交系265OR1的29个F2诱导株对2个美国超甜玉米单交种和2个人工合成超甜玉米群体进行杂交诱导,通过子粒颜色和形态标记识别,结合田间鉴定筛选单倍体,利用0.05%秋水仙素+2%二甲基亚砜进行染色体加倍。结果表明,12个诱导株诱导出单倍体,共获得19株单倍体植株,平均单倍体诱导率为0.016%～0.237%,其中诱导株3-2、3-6和2-7诱导率相对较高。不同类型材料间被诱导频率差异明显,遗传基础复杂、有利基因频率相对较高的群体被诱导率显著高于单交种,相同类型材料间被诱导率差异不显著。经染色体加倍,成功获得4株双单倍体,加倍率21.05%。     

玉米单倍体自然加倍若干问题探讨

玉米单倍体加倍是DH育种中的关键技术环节之一,玉米单倍体雄穗自然加倍能力较低,限制了DH育种技术在商业育种中的大规模推广,对玉米雄穗自然加倍遗传特性的研究将有助于DH技术在育种中的进一步应用。本研究通过对多个不同遗传背景的单倍体雄穗自然加倍能力进行严格统计和差异比较,结果表明,单倍体雄穗育性恢复主要受核基因的控制,不受细胞质基因的调控。诱导率对单倍体雄穗自然加倍能力没有显著影响,自交系来源的DH1经过诱导后的单倍体由于基因型没有变化,其自然加倍能力与自交系相比没有显著提高。     

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。     

不同加倍方法处理玉米单倍体的加倍效果研究

以不同基因型玉米材料诱导产生的单倍体幼苗为材料,在2～3叶期用0.06%浓度的秋水仙素配以2.0%的二甲基亚砜（DMSO）通过浸根、滴注心叶和针刺生长点3种不同的方法对单倍体进行人工化学加倍,对不同加倍方法的加倍率和致死率进行方差分析和多重比较。结果表明,针刺生长点的方法加倍效果最好,平均加倍率为23%,与其他2种化学加倍方法比较,不仅加倍率显著提高,而且所用的秋水仙素剂量更低。     

玉米杂交诱导单倍生殖育种工具材料——单倍体诱导系

玉米育种的关键在于自交系的选拔。优良自交系选育的质量和速度决定了组配杂交种的水平和表现。传统的自交系选育方法所需周期长、规模大、费时费力,已不能适应现代市场对于新品种的需求。目前,最好的方法是双单倍体育种方法,此方法通过单倍体诱导系可以诱导产生10%左右的母本单倍体种子,经过加倍处理,即可获得100%纯合的自交系。杂交诱导单倍体育种方法的根基是诱导系的创制与诱导率提升。     

玉米单倍体精准加倍效果及超快捷育种方法探讨

基于幼胚拯救的化学加倍技术路线,对难以自然加倍基础材料（华美1号）的单倍体进行精准加倍后,加倍株率高达75.83%,自交结实率高达50.39%,是自然加倍效率的49.89倍和69.97倍,多粒（≥7粒）结实果穗高达80.1%,提出单倍体人工精准加倍概念。多年实践发现,精准加倍能实质性改善单倍体散粉质量,花序表现为整分支或全序散粉,平均散粉期达4 d,抖花序就可采集充裕的花粉。开展以高通量幼胚拯救精准加倍与DH₀自交和测交同步实施为主要技术关键的“玉米超快捷育种方法及流程”研究取得重要成果,经多年规模化验证,关键技术指标达到8个月时限内完成DH系的创制、鉴选,并同步获得相应测交种,经过3年8个月时限即可育成优异组合进入预试,提出结合轮回选择的超快捷双轮回育种技术应用策略。     

甜菜未授粉胚珠培养技术研究

甜菜未授粉胚珠接种在附加不同生长素(IAA、2,4—D)、细胞分裂素(KT、6BA)或激素组合(6BA NAA和IAA KT)的MS、PGOB、1/2MS等培养基上,可成功诱导出胚状体,分化诱导形成单倍体植株,对其用0.1％～03％秋水仙碱溶液处理使染色体加倍,获得了高度纯合的二倍体株系。试验选配了110种诱导培养基、两种分化和3种生根培养基,选择了143种不同基因型材料.不同基因型材料在不同培养基上的诱导率各不相同.