不同生态环境的玉米单倍体自然加倍效果研究

为探讨有利于玉米单倍体自然加倍的环境条件和基因型材料,为单倍体育种提供参考,利用玉米孤雌生殖诱导系农大高诱1号和5份不同基因型材料诱导产生的玉米单倍体,分别在石家庄春播、石家庄夏播和三亚冬播,在3种生态环境条件下开展玉米单倍体自然加倍效果的研究。结果表明：不同基因型材料间、不同环境条件下,玉米单倍体自然加倍效果差异明显,其中,三亚冬播效果最好,石家庄春播次之,石家庄夏播不适合单倍体自然加倍;参试基因型材料中,先玉808、 MSD1和DMY1的自然加倍效果较好。     

不同播期对玉米单倍体自然加倍效果的影响

为探索河南省新乡市气候条件下玉米单倍体自然加倍的最佳播期,以H847×H865的F1代为基础材料,用孤雌生殖诱导系1089诱导其获得的单倍体为试验材料,采用10个播期(4月27日、5月2日、5月7日、5月12日、5月17日、5月22日、5月27日、6月2日、6月7日、6月12日)分期播种,研究不同播种期对玉米单倍体自然加倍率(显花药率、结实株率)的影响。连续2 a的试验结果表明:不同播期对玉米单倍体自然加倍率的影响有明显差异,4月27日播期的单倍体植株显花药率(57.2%)和结实株率(7.2%)均为最高;其次是5月2日播期,单倍体植株显花药率和结实株率分别为56.7%和6.8%;6月7日播期的单倍体显花药率(12.7%)最低,6月12日播期的结实株率(1.0%)最低;10个播期的单倍体显花药率平均为30.2%,结实株率平均为4.78%。4月27日、5月2日2个播期单倍体的自然加倍率与其他播期相比达极显著差异,表明在当地气候条件下,4月27日—5月2日播种有利于玉米单倍体的自然加倍。     

玉米单倍体加倍方法研究进展

主要综述了近年来玉米单倍体加倍方法的最新研究进展。自然加倍法和以秋水仙素及除草剂为加倍剂的化学加倍法是人们研究较多的加倍方法。     

不同基因型玉米单倍体雄穗自然加倍研究

为探讨不同基因型的玉米单倍体雄穗自然加倍的情况,利用由7个优良自交系组配的FAPW/BN490A、BN490A/BN486A、PHZ51/H33和MT-1/H32等4个单倍体群体研究玉米单倍体的花药外露与花粉育性。结果表明:FAPW/BN490A群体位于雄穗分枝的花药外露概率高于位于雄穗主轴的花药外露概率;在所研究的4个单倍体群体中,FAPW/BN490A群体的花药外露率和可育花粉率均为最高,平均值分别为35.7%和72.2%;其次为BN490A/BN486A群体(13.0%,53.8%)与PHZ51/H33群体(13.0%,48.7%),MT-1/H32群体的最低,分别为12.0%和47.4%;通过多重比较发现FAPW/BN490A群体的花药外露率和花粉可育率与其余3个群体均显著差异,但其余3个群体间无差异,表明玉米单倍体的雄穗育性只在特定基因型间存在差异;在4个单倍体群体花药不外露株的植株中,均存在一定比例可育的花药,花粉可育率为0~95.0%,且每个群体可育花粉率在0~25.0%和25.0%~50.0%的植株较多,而50.0%~75.0%和75.0%的植株较少,即不同基因型的玉米单倍体群体中,花药不外露株的雄穗育性有较低程度恢复,且可育花粉率越高的植株数越少。     

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。     

玉米单倍体加倍效果的研究

本试验用高诱1号诱导的单倍体植株为材料,在5～6叶期用两种浓度的秋水仙素配以二甲基亚砜(DMSO)注射处理茎尖生长点,进行人工加倍,并对不同处理效果进行方差分析和多重比较。结果表明:从不同基因型的材料中诱导出的单倍体的加倍都是有效的,且不同基因型材料间有显著差异;0.5%浓度的秋水仙素的处理效果最好。     

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%。     

玉米单倍体在春夏不同播期条件下的自然加倍效果研究

[目的]研究不同基因型玉米(Zea mays L.)单倍体在春夏不同播期条件下的自然加倍效果,为玉米单倍体育种的应用提供参考。[方法]选取6个不同材料来源的玉米杂交组合178/137、郑58/7319、8102/6213、478/6231、7922/T138、5312/4122作为母本材料,散粉期用单倍体诱导系高诱一号作为父本进行杂交,成熟收获后根据籽粒标记挑选出准单倍体籽粒。将得到的各个材料的准单倍体籽粒分别于2011年5月2日(春播)和6月15日(夏播)种植在试验基地,观察测定其散粉率、育性自然恢复率和结实株率等。[结果]不同基因型玉米单倍体在春夏不同播期条件处理下自然加倍效果具有明显的差异:显花散粉率最高为57.72%,最低为5.83%,平均为31.81%;自交结实率最高为6.8%,最低为3.3%,平均为5.1%。不同材料来源的玉米单倍体夏播和春播的显花散粉率平均分别为34.24%、29.37%,夏播比春播高4.87%;自交结实率夏播明显高于春播。[结论]夏播更利于玉米单倍体的自然加倍。     

玉米单倍体加倍技术的研究进展

玉米单倍体加倍技术作为DH育种中的关键技术之一,能够显著加快玉米育种进程。在单倍体加倍技术中如何高效率加倍已成为关键性因素。主要对获得玉米单倍体的方法、玉米单倍体的鉴定、单倍体加倍技术进行综述,并对今后单倍体加倍技术的进一步研究进行了展望。     

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,并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%,结实率为21.4%,致死率为16.3%。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.     

玉米单倍体诱导及化学加倍方法的研究

【目的】玉米单倍体的诱导及加倍.【方法】以北方春玉米区高抗丝黑穗病自交系K88和高感丝黑穗病自交系G115的杂交F1代作为母本,以5个诱导系(JS6-11~JS6-15)作为父本,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(浸根法、浸芽法、滴心叶法、针刺生长点法)处理方法,每种方法设置3个浓度梯度(0.2、0.4和0.6 mg·m L-1),并分别以体积分数2%DMSO+5%甘油溶液作为辅助药剂,进行单倍体加倍试验.【结果和结论】花丝长短和授粉时间对单倍体诱导率有重要影响.延迟授粉(长花丝≥7cm)的平均单倍体诱导率为17.0%,约为正常授粉(短花丝≤4 cm)条件下的3.3倍;伏后授粉的诱导率平均为18.4%,约为伏期授粉的3.4倍,证明延迟授粉时间和较低的温度有利于提高单倍体诱导率.秋水仙素加倍试验表明,浸根法对植株伤害较严重,存活率低于50%;针刺生长点法(0.6 mg·m L-1)和滴心叶法(0.4 mg·m L-1)的散粉率较高(45.9%,28.9%),相应的结实率也较高(15.2%,11.1%),说明针刺生长点法处理效果最好,滴心叶法次之.     

玉米单倍体幼胚加倍效果观察

以玉米荧光单倍体诱导系CAU~(YFP)诱导杂交种郑单958所产生的单倍体幼胚为材料,评价组培条件下除草剂甲基胺草磷(Amiprophos-methyl,APM)对单倍体幼胚的加倍效果。结果表明:利用荧光鉴别单倍体幼胚的准确率可以达到93%以上,单倍体幼胚通过愈伤途径和非愈伤直接发芽途径的生苗效率分别为11.6%和96.8%,非愈伤途径更简便高效。不同浓度APM处理的单倍体雄穗散粉效果存在明显差异,0.2、0.5和1.0μmol/L 3个处理的成株散粉率分别为9.5%、18.5%和37.0%,而对照未发现散粉植株,表明APM处理幼胚可以显著提高单倍体加倍效率。     

糯玉米单倍体诱导和加倍的研究

【目的】探索单倍体诱导系在糯玉米单倍体育种应用中的可能性及适宜的糯玉米单倍体诱导和加倍方法,以加快我国糯玉米育种进程,提高糯玉米育种效率。【方法】诱导试验中以吉林农业大学选育的5个诱导系(HG1-HG5)作为诱导材料对不同糯玉米母本材料进行诱导,比较不同花丝长度、授粉时期和果穗部位对糯玉米单倍体诱导率的影响;加倍试验中,以秋水仙素作为糯玉米单倍体人工染色体加倍药剂,采取4种(浸种法、浸芽法、滴心叶法、针刺生长点法)处理方法,每种方法设置3个秋水仙素质量浓度梯度(0.3,0.5和0.7mg/mL)并辅以2.5%二甲基亚砜(DMSO)作为助渗剂,筛选适宜的糯玉米单倍体加倍方法。【结果】诱导试验结果表明,延迟授粉(花丝长度≥8cm)单倍体诱导率均值为17.9%,约为正常授粉(花丝长度≤4cm)条件下的2.9倍;伏后授粉单倍体诱导率均值为19.4%,约为伏期授粉的3.1倍;果穗顶部的诱导率(6.87%)高于底部(5.61%)。加倍试验结果表明,浸种法对植株伤害较严重,存活率低于50%;针刺生长点法(0.7 mg/mL)和滴心叶法(0.5 mg/mL)的散粉率较高(45.9%,28.9%),相应的结实率也较高(15.2%,11.1%),说明针刺生长点法处理效果最好,滴心叶法次之。【结论】糯玉米单倍体育种能提高糯玉米育种效率。     

玉米单倍体自然二倍化研究

本研究以玉米杂交种郑单958诱导产生的玉米单倍体群体为材料,利用流式细胞仪对单倍体自然条件下的二倍化现象进行了观察。结果表明,在自然条件下,体细胞加倍与生殖细胞加倍并不显著相关,雌雄穗加倍存在差异,并且雌穗自然加倍率较高。雄穗可育单倍体植株的体细胞基本上处于单倍状态(1C),少数体细胞中存在单倍体与二倍体细胞的倍性嵌合现象,并检测到了1%~2%的非整倍体(1.5C)现象。体细胞二倍化有随雄穗育性水平升高而增加的趋势。     

玉米单倍体雌穗育性自然恢复研究

为了对玉米单倍体雌穗育性恢复能力进行系统遗传分析,本研究以22个玉米自交系诱导产生的单倍体为材料对雌穗自然恢复能力进行观察,通过分类比较的方法分析单倍体雌穗平均结实株率、平均结实籽粒数和2个雌穗育性恢复指标自然恢复的遗传特点。结果表明,不同自交系的单倍体雌穗平均结实株率为89.54%,变异范围为73.56%~99.18%;单倍体雌穗平均结实籽粒数为15.4粒,变异范围为2.67~59.82粒。单倍体雌穗结实株率的广义遗传力为0.67,平均结实籽粒数的广义遗传力为0.86。22个自交系材料中,B73的单倍体雌穗育性恢复能力较其他试验材料强,单倍体雌穗平均结实株率为99.18%,平均结实籽粒数为59.82粒,基因型在单倍体雌穗育性自然恢复过程中起主要作用。通过对单倍体雌穗育性恢复与雄穗育性恢复性状进行相关性分析发现单倍体雌穗育性恢复与雄穗育性恢复是2个相对独立的过程。     

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(P...     

高效生物诱导玉米单倍体及其加倍方法研究初报

利用中国农业大学选育的高油型孤雌生殖单倍体诱导系(CAUHOI)对提高玉米单倍体诱导率和加倍率的方法进行了研究。单倍体诱导试验表明,花丝长短和授粉时间对单倍体诱导率有重要影响:延迟授粉(长花丝≥8 cm)的平均单倍体诱导率为3.86%,约为正常授粉(短花丝≤5 cm)条件下的1.5倍;伏后授粉的诱导率平均为4.70%,约为伏期授粉的2倍。证明延迟授粉时间和较低的温度有利于提高单倍体诱导率。秋水仙素加倍试验表明,浸根法和注射法对植株伤害较严重,存活率低于50%;浸种法(0.6 mg/mL)和注射法(0.4 mg/mL)的散粉率较高(48.35%,28.09%),相应的结实率也较高(14.29%,10.11%),说明浸种法处理效果最好,注射法次之。     

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。