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。     

玉米单倍体育种研究进展

基于孤雌生殖诱导系的单倍体育种技术在玉米育种中被广泛应用,极大加快了育种进程。综述了玉米单倍体获得的途径和加倍的方法,讨论了孤雌生殖诱导系产生单倍体的机理以及单倍体的应用价值,最后分析了单倍体育种技术存在的问题,并对应用前景进行了展望。     

玉米黄绿苗标记单倍体诱导系“吉黄诱7号”的选育

研究一种新型的玉米单倍体诱导系的选育过程。在传统R1-nj标记和紫色茎秆标记(pl1)的基础上,创新性地将黄绿苗标记基因(Yg3)导入到单倍体诱导系中,填补了单倍体幼苗期无标记性状鉴别的空白。应用于玉米全单倍体育种技术体系(自然加倍、人工加倍、EDH系、单倍体回交、单倍体轮回选择育种等),可大幅度提高育种效率,降低育种成本。     

单倍体技术在玉米育种中的应用和新进展

介绍了单倍体技术在作物育种中应用的概况,特别是在玉米育种中,对如何获得单倍体,如何进行单倍体的鉴别和加倍等问题进行了综述.并介绍了Stock 6及其衍生的几个玉米单倍体诱导系,评述了单倍体技术在玉米育种中的应用前景。     

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。     

利用单倍体诱导系选育玉米自交系研究

利用单倍体诱导系选育玉米自交系可大大提高选育效率。本文回顾了玉米单倍体诱导系的选育现状,利用单倍体诱导系选育玉米自交系的基本程序。为加强单倍体诱导系在玉米育种中的利用,提高单倍体诱导率,建立一套高效的单倍体加倍方法、揭示单倍体诱导系诱导性状的遗传规律和诱导机制以及建立一套简便易行的鉴别单倍体和双倍体的技术是目前极需解决的问题。单倍体诱导系已在玉米育种中显示出巨大的应用前景,我国应加强这方面的研究并尽快应用于实践。     

玉米单倍体育种研究进展

从花药培养、远缘杂交及遗传诱导等方面概述了玉米单倍体产生途径,介绍了单倍体的鉴定方法形态鉴别法和遗传标记法,阐述了其加倍方法,并分析了玉米单倍体育种技术存在的问题及应用前景。     

玉米单倍体育种研究进展

介绍了玉米单倍体的发展历程、玉米单倍体诱导和加倍方法的研究进展,对单倍体育种应用价值和前景进行了评述。     

玉米孤雌生殖单倍体加倍技术研究进展

玉米单倍体育种技术能显著加快育种进程。单倍体高效率加倍是单倍体技术能否广泛应用于育种实践的关键因素。综述了单倍体加倍的主要方法,介绍常用的秋水仙素化学加倍技术,对其他细胞分裂抑制剂也做了简要介绍,并对今后的单倍体加倍研究进行了展望。     

玉米单倍体育种技术研究与应用进展

综述了玉米单倍体育种技术研究进展及在玉米育种中的应用。包括玉米单倍体的获得方法、鉴定方法、二倍体加倍方法、在玉米育种中的应用等,并就玉米单倍体育种研究存在的问题、现状、发展趋势等作了初步的阐述和分析。     

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。     

玉米不同自交后代的单倍体诱导率和加倍率表现及DH系配合力分析

以PH4CV×PHB1M为基础材料,自交形成S₀、S₁、S₂、S₃ 4个世代.利用高频诱导系"JS6"对4个世代进行单倍体诱导.结果表明,S₀、S₁世代诱导率较高,诱导率分别为11.98%、11.23%.利用秋水仙素采取浸芽处理不同自交后代产生单倍体种子,影响加倍率的主要因素是秋水仙素浓度,不同浓度秋水仙素对单倍体加倍率显著不同,0.06%的秋水仙素加倍率最高,为20.91%;不同自交后代的单倍体加倍率无明显差异,但秋水仙素与自交后代存在互作效应.将4个不同自交后代的20个DH系与5个测验种形成的双列杂交结果表明,S₀世代产生的DH系的一般配合力均值较低;S₂和S₃世代DH系产量配合力变幅相近,一般配合力较高.S₂代是诱导产生DH系的最佳世代.     

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。     

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。     

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。     

玉米单倍体高自然加倍材料吉Gjb335DH3的遗传分析与QTL初定位研究

玉米单倍体育种技术加倍率低的问题是单倍体育种技术应用限制条件。本研究以雄穗低自然加倍材料DHL287为母本、雄穗高自然加倍材料吉Gjb335DH³为父本，构建单倍体雄穗高自然加倍群体。根据集群分离分析法（BSA，Bulked segregant analysis），结合SNP标记，使用滑动窗口分析3组BSA混池基因型数据，最终在1、3、4、5、7号染色体上筛选出23个与雄穗高自然加倍相关的QTL位点。其中，3组BSA混池结果都在1、3、4号染色体上定位到4个共有的显著QTL区段，说明4个QTL区段具有很强的重演性。同时，在5、7号染色体上分别定位到3个、2个与单倍体雄穗高自然加倍相关的QTL位点。     

农大高诱1号对玉米不同种质类群诱导单倍体的效果初探

利用农大高诱1号对玉米不同种质类群S1代进行单倍体诱导,结果表明：不同种质类群平均单倍体诱导率为3．2％,不同类群间存在显著差异,对Lancaster群授粉所产生的群单倍体诱导率最高为4．6％,比Reid、唐四平头和旅大红骨类群诱导率高,达到5％显著水平,对热导地方种质群最低为1．8％,达到1％极显著水平。因此,最优诱导单倍体类群为Lancaster群。对5个基础种质群进行诱导,都表现为单倍体雌稳自然育性恢复较高,果穗结实株率平均达到92．9％。雄稳自然育性恢复极低,不同基因型材料诱导产生出的单倍体雄穗育性存在很大差异,5个基础种质群单倍体平均散粉率7．4％,旅大红骨和Lancaster群中诱导出的单倍体的散粉株率最高。获得的13个DH系在株高、散粉期和果穗特性等农艺性状表现一致,并且试配参加田间试验。     

基于自然加倍为主体的DH双轮回选择玉米育种技术体系的构思

依据相关理论和育种实践提出,在单倍体规模化育种技术基础上,应用单倍体轮选遗传修复原理,纳入主体杂优模式双向轮回选择育种理念,融入分子辅助设计、数据采集与分析处理等现代技术,构建"基于自然加倍为主体的单倍体双轮回育种集成技术体系"。通过对主体杂优模式的双向DH轮回循环选择改良,逐步累加农艺性状相关有益基因频率,快速聚合雄穗自然加倍基因,随育种进程逐步深入,形成两个相互对应的单倍体高自然加倍商业化核心种质群,逐步摆脱复杂苛刻的实验室或工厂化加倍技术环节,步入简捷高效的单倍体田间自然加倍技术体系。该体系能够实现育种技术全新跨越,大幅度提高育种效率,缩短育种年限,简化操作流程。