花粉植株的诱导及其在育种中的意义综述

一、花粉植株的诱导概况 (一)花药培养花药培养是将花药离体后进行培养,使花粉发育成单倍体植株。单倍体植株染色体加倍后,成为具有同型遗传因子的纯合二倍体,不仅能正常开花结实,而且植株后代整齐一致,性状稳定,这在育种工作中和生物理论研究上都有重要意义。因此很早就有人提出单倍体育种的设想,企图通过某种方法从杂交后代产生大量单倍体,加倍后变成纯合的二倍体,直接用于选种实践,但未找到     

高频率诱导马铃薯双单倍体的研究

通过４ｘ—２ｘ杂交测验，从Ｓｏｌａｎｕｍｐｈｕｒｅｊａ后代中筛选出９份诱导双单倍体频率和花粉育性高的授粉者．它们的平均诱导率为３３株双单倍体／１００个果，并具有显性纯合的胚斑标记基因（ＢＢ）和紫色胚轴标记基因（ＰＰ），可用来有效地识别双单倍体．不同的四倍体母本产生双单倍体的频率不同，中薯２号产生频率最高，达３４株双单倍体／１００个果，母本基因型对双单倍体的产生有很大的影响．     

玉米杂交诱导单倍体选育自交系技术规范修订版

分析近年国内外单倍体育种研究理论与经验, 经美国著名单倍体育种家张铭堂指导, 组装集成出本技术规范, 供试用参照。本规范制定了杂交诱导单倍体生殖方法选育自交系的基本操作程序, 将单倍体杂交诱导、子粒鉴选、植株确认、自然与人工加倍及双单倍体获得5个环节作出技术规定。首次提出“诱导系杂交组合”、“二环双单系”的概念与应用效果。化学加倍环节是技术关键, 属各公司商业机密范畴, 未加细化, 仅就要点说明。经多年实践验证, 规模化应用该规范程序, 只需 2～3个生育世代即可批量选育出遗传高度纯合的玉米自交系(DH系)。     

高频率诱导马铃薯双单倍体的研究

通过４ｘ－２ｘ杂交测验，从Ｓｏｌａｎｕｍ ｐｈｕｒｅｊａ后代中筛选出９份诱导双单倍体频率和花粉育性高的的分者。它们的平均诱导率为３３株双单倍体／１００个果，并具有显性纯合的胚斑标记基因和紫色胚轴标记基因，可用来有效地识别双单体，不同的四倍母本产生双单倍体／１００个果，母本基因型对双单倍体的产生有很大的影响。     

玉米杂交诱导单倍生殖(单倍体)选育自交系技术规范(暂行版)

汇总国内外单倍体育种研究理论与经验,经美国著名单倍体育种家张铭堂指导,组装集成出本规范,供试用参考。本规范制定了杂交诱导单倍生殖方法选育自交系的基本操作程序,将单倍体杂交诱导、子粒鉴选、植株确认、自然与人工加倍及双单倍体获得5个环节作出技术规定。在每个环节都还有技术关键(特别是人工加倍等多属商业机密范畴)在试用与待熟化。经多年实践验证,按此规范程序,只需2～3个生育世代即可批量选育出遗传高度纯合自交系。     

诱发单倍体快速选系育种--单倍体--纯合二倍体选系方法

1 简况 早在1949年Chase就提出了单倍体选系的方法,这一方法的原理是利用自然发生或人工培育的单倍体植株,经过染色体组的人工加倍或自然加倍而获得纯合的二倍体植株,再从其中选育成自交系。由于是从单倍体植株的1组染色体(N)加倍成为二倍体(2N),全部基因位点都是纯合状态,所以自交系     

玉米高频率单倍生殖诱导系吉高诱系3号的选育

对单倍体诱导系Stock6进行改良,从Stock6与M278的杂交后代中连续6代测交和选择,育成了高频率单倍体诱导系吉高诱系3号。通过对20个不同基因型材料的单倍体诱导结果表明,单倍体诱导率介于5.50%～15.94%,平均单倍体诱导率为10.40%,是Stock6的10倍;子粒Navajo标记性状明显、稳定,花粉量大、结实性好、抗病性强,是优良的单倍体诱导系。     

无融合结籽材料的获得及其在作物改良中的应用途径

无需合结籽是近年来植物育种界的热门研究课题，二倍体无融合结籽可以固定农作物杂种优势，单倍体无融合结籽可以进行单倍体育种，二者不仅可以应用于农作物育种，而且可以应用于遗传研究，本文对无融合结籽的植株优缺点，植株获得及利用方式进行了论述，供深入开展这项工作者参考。     

高诱1号及改良系对热带玉米种质的单倍体诱导研究

以高诱1号及8份改良系作父本诱导6份热带玉米材料,考察诱导率及Navajo鉴定准确率,探讨高诱1号及8份改良系在热带玉米种质中的应用潜力。结果表明,高诱1号对热带玉米种质的诱导率为0.29%~2.74%,平均1.66%;Navajo鉴定准确率11.11%~100%,平均40.57%。8个改良系的平均诱导率1.80%~4.64%,平均Navajo鉴定准确率31.3%~53.6%。4个改良系在某些性状上优于高诱1号,诱导率提高2~3倍,子粒鉴定更准确,植株更高、雄花更发达等农艺性状的改善更利于在热带种质的育种应用。     

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。     

玉米及其野生近缘材料的分类

根据大刍草形态学性状的显著区别,大刍草可分为5个植物学种。大刍草是玉米亲缘关系最近的野生近缘材料已被众多研究结果证实,玉米的直接祖先是否是大刍草还没有定论。对玉米与大刍草的分类系统作了介绍,同时对5个大刍草植物学种的特征特性、玉米与摩擦禾分类作了描述。     

Stock6杂交诱导不同热带硬粒基因型玉米研究

2009～2010年用Stock 6对符合广西玉米育种目标的20份热带硬粒基因型种质进行杂交诱导研究。结果表明,20份不同热带硬粒基因型玉米材料均受Stock 6孤雌生殖诱导产生单倍体,诱导率为0.84%～7.10%,平均为2.84%;其中,5份种质受Stock 6孤雌生殖诱导的单倍体频率较高,且子粒R-navajo标记表达较强,不仅可用于热带硬粒基因型玉米DH系的培育,也可作为热带诱导系创制的基础材料。     

利用花青素基因标记研究正反交对玉米杂交种主要性状的影响

以转花青素合成转录因子Bi和Cl基因玉米的稳定表达株系与自交系B73-329(CK)进行杂交,研究花青素基因在玉米杂种F_1植株组织、器官中表达情况。结果表明,用转基因株系作为母本的杂交种F_1植株部分存在表型分离,用自交系B73-329作为母本的杂交种F_1植株不存在表型分离。转基因杂交种F_1植株,颖紫色,苞叶、茎鞘紫色,气生根紫色,与CK差异显著;转基因杂交种F_1植株叶片为绿色,转基因株系自交分离群体株系的叶片为紫色;转基因杂交种F_1植株绝大部分花丝为黄色,个别花丝红色,子粒绝大部分为黄色。抽丝、散粉期,转基因杂交种株高、穗位高等农艺性状与对照差异不显著,但是大部分产量显著低于对照,推测其主要原因在于花青素合成途径的引入导致植株能量代谢损耗所致。研究表明,转基因玉米杂交制种应用应以转基因株系作为父本。     

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%。     

灰色关联分析在黔西北特殊生态区玉米育种中的应用

采用灰色系统理论中的关联分析方法,对贵州省玉米区试“2003年黔西北特殊生态区G组”新参试的9个玉米新组合的数量性状进行综合分析评价。结果表明,在黔西北特殊生态区,玉米各数量性状对产量影响程度的顺序为:穗位高>千粒重>株高>出籽率>穗粗>穗行数>穗长>行粒数>生育期。在该生态区选育(引进)新品种,应选择千粒重大、出籽率高、植株矮和穗位低的组合,并兼顾有较多的穗行数、行粒数与适宜的生育期。     

灰色关联度分析在玉米组合鉴定试验中的应用

应用灰色关联度分析方法,对玉米组合鉴定试验中主要参试品种的产量、株高、穗位高、茎粗、穗长、穗粗、轴粗、秃尖长、穗行数、行粒数、千粒重、出籽率和单株粒重等性状相关性进行了分析。结果表明:玉米产量与各性状的关联度由大到小依次为:单株粒重>穗粗>出籽率>轴粗>茎粗>千粒重>穗行数>行粒数>穗长>株高>穗位高>秃尖长。因此,在玉米组合鉴定试验中,要注重选择单株粒重高、穗比较粗、出籽率比较高和茎比较粗的品种,而对于株高、穗位高和秃尖长可适当放宽要求。     

基于热带玉米种质的高效诱导自交系筛选

分别以热带玉米群体苏湾1号、苏兰3号和QR273/LCH645的F2后代为受体亲本,4份具有不同来源的诱导系作父本,组配规模为20个果穗/组合的杂交后代。根据子粒的胚和胚乳显色差异鉴定出单倍体子粒,评估不同诱导系和母本群体的诱导率。结果表明,苏湾1号呈现出较其改良材料低的诱导率,随着温带血缘的增加,诱导率逐渐增加。针对相同受体材料,不同诱导系的诱导率之间存在显著差异,其中,诱导系1619表现出最高的诱导率(6.28±0.20~7.94±0.85),诱导系1613表现出最低的诱导率(1.93±0.19~3.68±0.05),诱导系1619在诱导热带种质产生单倍体方面具有较高的效率。     

玉米品种更替过程中品种群体整齐度的变化

选用1950~2010年具有代表性的11个品种,设置4个种植密度,测定株高、穗位高、果穗长、穗粗、穗行数、行粒数指标的整齐度。结果表明,随着品种的更替,株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数的整齐度明显提高,株高整齐度的提升最为突出。随着种植密度的提高,玉米的群体整齐度下降,现代品种对增密响应更加明显;同等密度条件下,现代品种的群体整齐度均高于早期品种。相关分析表明,玉米产量与株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数性状的整齐度具有明显正相关关系。玉米产量提升过程与品种的群体整齐度同步,株高、穗位高整齐度是最为直观的评价指标,通过品种改良和种植技术的改进提高群体的整齐度是进一步提升产量的技术途径之一。     

玉米重要农艺性状的基因组预测分析

以玉米自交系郑683-1为轮回亲本,ZPH1388、ZPH5和东237为供体亲本构建BC3F5群体,对穗部和株型性状进行基因组预测分析,研究2种交叉验证方式、6种GS方法和显著数量性状位点(QTL)作为固定效应对预测准确性的影响。结果表明,相比5折交叉验证,10折交叉验证可以提高穗粒数、行粒数、株高和穗位高的预测准确性,降低穗行数和叶夹角的预测能力。相比随机效应模型,穗粒数、穗行数、行粒数和叶夹角将1～2个QTL作为固定效应可以提高基因组估计育种值的准确性,将1～5个QTL作为固定效应会降低穗位高的预测能力。对于株高,贝叶斯A和再生核希尔伯特空间将1～5个QTL作为固定效应可以提高预测的准确性,其他4种方法多数情况固定效应的加入会降低株高的预测能力。在穗粒数和株高中,基因组最佳线性无偏预测的准确性最高,略高于4种贝叶斯方法,再生核希尔伯特空间的准确性最低。对于其他4个性状,最优预测方法受不同交叉验证方式和固定效应模型的影响表现不一。