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。     

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。     

玉米单倍体自然加倍双轮回育种体系的探索

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，构建“单倍体自然加倍双轮回育种技术体系”。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，保持2个群体的遗传距离与配合力，逐步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，步入简单、快捷、高效的“单倍体自然加倍双轮回育种技术体系”。该体系经全面运行实施，验证了缩短育种年限、简化操作流程、节约选系成本、提高育种效率的效果。     

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。     

不同加倍技术加倍玉米单倍体的研究

以具有相同遗传基础的玉米种质为基础材料,利用外引诱导系高诱1号、2号与5号为父本进行人工诱导,通过子粒外观形态鉴定,获得准单倍体子粒。选取高诱5号诱导的单倍体子粒为材料,设置秋水仙素浸种加倍、除草剂加倍与自然加倍3个试验。结果表明,3份诱导系材料的单倍体诱导率存在很大差异,诱导率最高达10.42%,最低为4.78%。0.06%浓度的秋水仙素浸种12 h处理加倍效果最好,加倍率为11.76%;80μmol/L甲基胺草磷在三叶期和五叶期用滴心法处理幼苗加倍效果次之,为8.09%;自然加倍率最低,仅为3.06%。     

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%.     

玉米单倍体自然加倍与化学加倍研究

对不同地点玉米单倍体加倍率(结实率)进行研究。结果表明,单倍体的加倍率与环境、加倍方式及不同材料关系很大,通过对海南、北京、甘肃加倍环境的比较,海南单倍体加倍率较高。NH101在海南和北京两地化学加倍率均高于其自然加倍率,海南化学加倍率和自然加倍率分别为10.64%和2.93%;北京分别为7.27%和2.95%。同一环境、同样处理方式,不同类型的材料加倍率差异很大。     

不同叶鞘色玉米单倍体花粉活力差异研究

针对玉米紫色叶鞘自交系×绿色叶鞘DH系的8份F1材料,经杂交诱导、海南自然加倍自交结实收获607份DH系,就紫色叶鞘和绿色叶鞘DH系数量、污染率、平均污染株数及绿色叶鞘DH系受紫色叶鞘、绿色叶鞘污染株数进行适合性检验和分析.结果表明,紫色叶鞘单倍体花粉活力强于绿色叶鞘单倍体.     

玉米单倍体在黑龙江与海南自然加倍效果的对比研究

研究4个不同来源的组合诱导产生的单倍体在海南和黑龙江省自然加倍率的差异。结果表明,不同来源的材料其单倍体自然加倍率差异明显,相同来源的单倍体在海南和黑龙江省的自然加倍率也有明显差异,4个组合在海南的平均自然加倍率为7.61%,在黑龙江省为4.42%;其中组合M03(瑞德)在海南和黑龙江省的自然加倍率平均为9.94%,在4个组合中最高;M04(兰卡斯特)的平均加倍率为3.88%,为4个组合中最低,在海南比黑龙江省更有利于玉米单倍体的自然加倍。     

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。     

甜菜单倍体植株染色体人工加倍技术的探讨

本文介绍了甜菜单倍体植株染色体5种人工加倍方法。试验结果看出,方法1是较理想的加倍途径,加倍频率可达85％,用于这种加倍方法的秋水仙液经灭菌后可重复使用;在无振荡器情况下也可用方法2来达到加倍目的,加倍频率可达45％;其它3种方法各有其明显弱点,使用宜慎。     

两种环境下玉米单倍体注射法与自然加倍研究

以玉米杂交种正大619为母本,单倍体诱导系桂诱1号诱导其产生的单倍体为材料,在温室大棚和大田两种环境下,采用秋水仙素注射法和自然加倍法进行单倍体加倍处理,对两种环境下不同加倍方法的散粉率和吐丝率进行方差分析。对散粉率的分析表明,在温室大棚环境下散粉率比在大田中有极显著提高,温室大棚中注射法与自然加倍散粉率分别是12.02%和13.97%,大田中分别为9.27%和6.87%。不同环境与加倍处理方法间的互作有显著差异,在温室大棚环境下,自然加倍法对提高散粉率的效果最好。对吐丝率的分析表明,吐丝率在温室大棚与大田环境之间有显著差异,大棚环境中注射法与自然加倍吐丝率分别是99.30%和99.37%,大田中分别为97.76%和96.36%。在育种基地创造适宜的玉米单倍体生长环境,自然加倍法也能够获得可观的雄穗散粉率,并提高雌穗吐丝率,从而提高单倍体育种效率。     

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。     

秋水仙素对烟草单倍体植株染色体加倍的影响

为了提高烟草单倍体技术中的染色体加倍率,以K394×云烟87的F1代花药组培单倍体烟苗为供试材料,研究了不同浓度秋水仙素处理对烟草单倍体苗的成苗率、大田移栽成活率和染色体加倍率的影响;以浸苗法为对照,在植物无根的情况下,研究了秋水仙素对烟草单倍体苗的成苗率、大田移栽成活率和染色体加倍率的影响。结果表明:秋水仙素浓度降低,成苗率和大田移栽成活率会升高而染色体加倍率会降低;无根系烟苗在加倍时染色体加倍率普遍比有根的烟苗低。     

春夏不同播期对玉米单倍体自然加倍率的影响

研究19个玉米单倍体在春、夏播不同播种期对自然加倍率(显花药率、结实株率)的影响。结果表明,不同播期和不同材料对玉米单倍体自然加倍率有明显差异,显花药率最高为52.6%,最低为8.4%,平均为23.3%;结实株率最高为11.2%,最低为0.5%,平均为2.8%。19个材料的单倍体结实率春播时期明显高于夏播时期,16个材料的显花药率表现为春播时期高于夏播时期,春播和夏播玉米单倍体平均显花药率分别为26.9%和19.7%,平均结实株率分别为3.5%和2.1%,表明春播时期更利于玉米单倍体的自然加倍。