玉米基因型对小麦×玉米杂交单倍体胚得胚率的影响

为筛选小麦单倍体胚得胚率高的玉米品种,用糯、甜糯、甜、超甜4种类型共8个玉米品种分别与6个小麦DH系杂交诱导产生小麦单倍体胚,研究不同玉米类型、不同玉米基因型对小麦单倍体胚得胚率的影响。结果表明,同一小麦材料用不同玉米品种授粉,其得胚率可相差1.48～3.10倍,得胚率变幅为15.43%～47.80%,筛选高得胚率玉米品种对提高小麦单倍体产生效率至关重要。4种玉米类型间平均单倍体胚得胚率以甜糯型最高(33.86%)、超甜型最低(29.59%),8个玉米品种以白甜糯的平均单倍体胚得胚率最高(38.17%),云超甜2号最低(28.63%),但相同玉米类型而基因型不同的玉米品种间单倍体胚得胚率差异大于玉米类型间单倍体胚得胚率的差异,因此筛选高得胚率玉米品种,关键是筛选玉米基因型而非玉米类型。小麦基因型与玉米基因型的互作对得胚率有极显著影响,对于小麦×玉米杂交的得胚率,玉米基因型与小麦基因型之间的组合存在"一般配合力"和"特殊配合力"的差异,因此可综合利用多个玉米品种来提高各种小麦材料的整体单倍体胚得胚率和单倍体生产效率。     

化学杀雄剂SQ-1和阿拉伯葡聚糖蛋白对小麦品种间杂交及远缘杂交成胚率的影响

【目的】探究化学杀雄剂SQ-1对小麦品种间、小麦与近缘植物间、小麦与远缘植物间杂交成胚率的影响,以及阿拉伯葡聚糖蛋白对小麦与玉米杂交成胚率和得苗率的影响。研究结果对于合理选用小麦杂交方式,提高小麦杂交结实率和利用玉米诱导小麦单倍体植株的效率具有重要意义。【方法】通过在小麦拔节期喷施化学杀雄剂SQ-1,开花期分别授以小麦花粉和远缘植物(黑麦、玉米)花粉,并在小麦授玉米花粉后的处理液中加入不同浓度的阿拉伯葡聚糖蛋白(arabinogalactan proteins,AGP),对小麦与玉米杂交后产生的幼胚进行离体拯救培养,统计授粉小花数、接种幼胚数、膨大颖果数、结实粒数、萌发单倍体幼胚数和单倍体植株数,计算结实率、颖果膨大率、成胚率、萌发率和成苗率并对所得数据进行差异显著性分析,结合细胞学观察结果,研究SQ-1对小麦品种间杂交及远缘杂交结实性的影响,以及AGP对小麦单倍体胚诱导率的影响。【结果】在不同小麦品种间杂交中SQ-1处理结实率19.8%—83.3%,人工去雄的结实率为69.4%—93.0%,SQ-1对不同品种的影响不同,Fielder对SQ-1的反应比较敏感;在中国春与兰州黑麦杂交中,SQ-1处理的结实率为65.5%,人工去雄处理的结实率为78.8%,两种处理方式产生的F1杂种的染色体数均为28条;在不同小麦品种与玉米品种郑单58杂交中,SQ-1处理小麦单倍体胚的成胚率为1.11%—1.41%,人工去雄小麦单倍体胚的成胚率为2.38%—14.29%;在小麦与玉米杂交后的处理液中添加0.5—2.0 g·L-1 AGP一定程度地提高了小麦单倍体胚获得率和成苗率。另外,在玉米花粉诱导的单倍体胚离体培养过程中,发现13.07%的胚发育出了2—6株苗;显微镜观察发现,玉米花粉诱导后18 d左右小麦单倍体胚上出现了多个突起,这些突起在离体培养条件下进一步发育为形态健全的小植株,其染色体数目均为21条。【结论】化学杀雄剂SQ-1减低了小麦品种间杂交及小麦与黑麦、玉米间杂交的成胚率,AGP提高了小麦与玉米间杂交单倍体成胚率和成苗率。     

2,4-D对玉米花粉诱导小麦单倍体得胚率的影响

采取加甜、超甜、黑糯、加州黄等4种玉米类型,对新疆农业大学小麦育种组选育的多个小麦雄性不育系和常规材料进行了远缘杂交.结果表明:75,100,150,200 mg/L的2,4-D处理均可获得较高的得胚率,其中以浓度150 mg/L的得胚率最高,为5.88%.在授粉后5~6 d进行150 mg/L浓度的2,4-D蘸穗,可较好地诱发出单倍体,其中以授粉后1 d蘸穗处理的单倍体产生频率最高,为5.38%.不同玉米类型授粉小麦得胚率表现为:甜玉米(授粉得胚率2.99%)>糯玉米(授粉得胚率2.27%)>普通玉米(授粉得胚率2.08%).重复授粉蘸穗的得胚率(2.26%)明显高于1次授粉蘸穗的得胚率(0.81%).     

小麦×玉米小麦单倍体胚产生频率的研究

采用小麦茎秆注射 2 ,4 -D、GA3,研究其对小麦×玉米杂交小麦得胚率的影响。结果表明 ,2 ,4 -D对小麦单倍体胚的产生有显著的促进作用 ,GA3无效。对不同气候条件下幼胚产生频率的调查分析结果表明 ,光照是影响得胚率的重要因素 ,连续阴雨造成的极端寡照显著降低小麦单倍体胚的得胚率     

利用小麦×玉米诱导小麦单倍体的研究

将10个小麦杂交组合的F1作母本与2个玉米品种(沈糯1号和沈甜1号)进行远缘杂交,用不同浓度的2,4-D溶液处理杂交穗,以获得小麦单倍体幼胚。结果表明,2,4-D溶液对杂交穗产生单倍体胚是必须的;不同小麦杂交组合的得胚率差异显著;沈糯1号和沈甜1号的得胚率分别为5.4%和3.7%,沈糯1号玉米高于沈甜1号玉米;不同浓度的2,4-D溶液处理按得胚率高低排序为150mg.L-1>100mg.L-1>200mg.L-1>50mg.L-1,对应的得胚率分别为8.0%,5.3%,2.0%和1.4%。     

大棚玉米诱导小麦单倍体育种关键技术研究

为提高大棚玉米诱导小麦单倍体技术在襄阳地区小麦育种中的应用,研究了小麦去雄授粉技术、小麦杂交穗离体培养技术、大棚玉米栽培技术等关键技术.结果表明,"整穗+嫩龄剪药"得胚率可达31.3％,比常规去雄法增加8.2％,前者可作为一种高效去雄技术在小麦单倍体育种中进行推广应用;利用人工气候箱进行离体穗培养,2个批次的得胚率分别为24.3％和23.9％,比在大棚自然条件下的得胚率分别增加4.9％和8.2％,因此前者更适于进行杂交穗的离体培养;2020年暖冬气候条件下大棚玉米异常健壮,得胚率较以往年份显著提高,说明充足的光照和较高的积温可有效提高现有大棚玉米的生长健壮程度,进而影响玉米花粉对小麦单倍体胚的诱导频率.     

玉米花粉诱导小麦单倍体的影响因素分析

利用小麦与玉米进行远缘杂交,通过玉米染色体的消失而获得小麦单倍体,是小麦单倍体育种的1种重要途径。阐述了小麦单倍体胚产生的影响因素。2,4-D的处理方法、处理浓度、处理时间和处理次数,对胚的生长有明显影响;授粉技术、环境条件、小麦基因型和玉米基因型,对小麦的单倍体胚产生有一定的影响。要提高胚产生率,就要综合考虑上述影响因素。     

玉米花粉诱导小麦单倍体技术研究进展

小麦与玉米杂交利用玉米染色体的消失而产生小麦单倍体是快速培育小麦新品种和构建特殊遗传群体的重要途径。针对玉米花粉诱导小麦单倍体技术研究现状,系统归纳总结了不同培养基、胚龄、幼胚大小对小麦单倍体诱导技术的影响以及小麦单倍体加倍的最新研究进展。     

小麦与玉米杂交诱导矮败小麦产生单倍体的研究

为提高矮败小麦在小麦育种中利用价值,选用9个矮败小麦杂交组合,结合小麦×玉米诱导单倍体技术,每个组合处理4个可育株,每株处理1穗,共80朵小花。各组合平均得胚率为12.4%,加倍率达到50.8%,并获得32个双单倍体小麦单株。     

春小麦单倍体胚得胚率的影响因素研究

[目的]研究玉米花粉对于春小麦单倍体胚的诱导效率及影响因素,获得稳定且高效的单倍体胚诱导方法,并应用于春小麦育种实践.[方法]使用三种不同基因型玉米分别和不同春小麦品种进行远缘杂交,分别采用两种授粉方式和两种激素处理方式获得单倍体胚.[结果]三种不同基因型玉米与不同春小麦品种均可以获得单倍体胚,爆裂玉米得胚率最高(9.59;),重复授粉以及重复喷施激素均能够有效增加春小麦单倍体胚的得胚率.[结论]采用爆裂玉米为父本与春小麦进行远缘杂交,间隔24 h重复授粉及重复喷施激素处理,能够有效提高春小麦单倍体胚的得胚率.     

2,4-D首次处理时期对小麦×玉米诱导小麦单倍体效率的影响

研究2,4-D首次处理时期对小麦×玉米诱导小麦单倍体效率的影响,将2个小麦基因型与1个玉米基因型进行远缘杂交,远缘杂交后,在2,4-D首次处理的时期上采用了4种不同的处理。结果表明,T1处理(授粉后1 h首次进行2,4-D穗下节注射子房滴注)的诱导效率明显优于其它处理,其单倍体植株获得率和获得效率分别为37.50%和3.33%。     

Study on Chromosome Doubling for Haploid Produced by Wheat × Maize Crossing

There is no spontaneous chromosome doubling in haploid plants produced by wheat × maize crossing. In order to obtain doubled haploid, two chromosome doubling methods were used. Results showed that: After adding colchicine solution directly into a medium for young embryos that had been cultured 7 days,frequencies of embryo germination in colchicine concentrations of 50lng/L, 100mg/L and 200mg/L were 32.1%, 26.4% and 16.3%, respectively, and frequencies of chromosome doubling were 85.3%, 100% and 50.0%, respectively. But in the control without colchicine, the frequency of embryo germination was 67.4%and no seed was setting. As the time of colchicine treatment increased from 24 to 72 hours, the frequency of embryo germination was reduced, and 24 hours had better results. After soaking seeding crowns and roots with colchicine solution of 500mg/L, 750mg/L and 1 000mg/L for 5 hours, the frequencies of doubling were 89.6%, 76.0% and 73.3%, respectively. By soaking crowns and roots of strong seedings with 500mg/L colchicine solution, the frequency and efficiency of doubling were 98.2% and 93.2%, respectively.     

利用矮败小麦诱导单倍体的初步研究

用化学药剂和远缘花粉处理矮败小麦筛选诱导单倍体的最佳处理组合.结果表明:单独用药剂或玉米花粉授粉诱导效果不理想,其中以0.5mg·L-12,4-D的最好,诱导率为12.7%-13.1%;油菜或玉米花粉授粉后24和48h再经10g·L-1二甲基亚砜(DMSO)+15mg·L-12,4-D处理,以及玉米花粉授粉后再经4mg·L-1BA+10g·L-1DMSO处理,诱导频率较高,达54.8%-77.0%,与其他处理的差异达极显著水平;玉米花粉授粉的诱导效果明显好于油菜花粉的;10g·L-1DMSO+15mg·L-12,4-D处理优于4mg·L-1BA+10g·L-1DMSO处理,两处理诱导率的差异达显著水平.     

Study on the in vitro culture of cut plants in wheat haploid embryo induction by a wheat × maize cross

The wheat × maize system is one of the most effective ways to produce haploids in wheat. Whether and how it could be successfully applied in practical breeding mostly depends upon the efficiency of haploid embryo production. To perfect the protocols of haploid embryo induction, the efficiency of haploid embryo production between in vitro culture of cut plant and intact plant growth for hybrid spikes with two F₁ wheat hybrids and two maize varieties was compared. Effects of different cutting plant times and formulas of nutrient solutions for cut plant culture on haploid embryo formation were also studied. Results indicated that the embryo rate of in vitro culture was 3.29 times that of intact plant growth, with the figures of 31.6% vs 9.6%, respectively. The optimal time for cut plant culture was 24 h after pollination. Formulas of nutrient solutions significantly affected the efficiency of haploid embryo induction. With an embryo rate of 0–35.5%, adding calcium phosphate in the culture solution at 3 g·L⁻¹ could raise the caryopsis and embryo rates. According to this study, the best medium for cut plant culture was: 100 mg·L⁻¹ 2,4-D+ 40 g·L⁻¹ sucrose + 10 mg·L⁻¹ silver nitrate + 8 mL·L⁻¹ sulfurous acid + 3 g·L⁻¹ calcium phosphate, with which a caryopsis rate of 95% and an embryo rate of about 30% could be obtained. __________ Translated from Journal of Triticeae Crops, 2008, 28(1): 1–5 [译自: 麦类作物学报]     

不同化学试剂和处理方式加倍小麦单倍体植株的效果

【目的】长期以来,小麦单倍体植株染色体加倍主要采用移栽前秋水仙素溶液通气浸泡分蘖节方法,该方法存在操作复杂、污染环境等问题,而且秋水仙素毒性较强、用量较大、价格较高。本研究的目的是建立小麦单倍体植株简便、安全、高效的加倍方法,寻找可以替代秋水仙素用于小麦单倍体植株加倍的化学试剂。【方法】通过小麦品系Fielder花药培养,小麦品种科农199、新春9号和小麦品系CB037、中国春（CS）与玉米自交系郑58杂交获得小麦单倍体植株,小麦品系中国春与甘肃黑麦杂交获得小麦-黑麦双单倍体植株,利用0、5、10和20 mmol·L^-1秋水仙素溶液分别采取分蘖节加注、叶片涂抹和培养基表面添加方式对不同来源小麦单倍体植株进行加倍,并采用培养基表面添加0、30、60和120 μmol·L^-1甲基胺草磷、炔苯酰草胺和氟乐灵溶液对小麦单倍体植株及小麦-黑麦双单倍体植株加倍,比较不同加倍方法和3种除草剂的加倍效果,确定各个加倍试剂的适宜浓度。【结果】不同浓度秋水仙素溶液（0、5、10和20 mmol·L^-1）加注小麦与玉米杂交单倍体植株分蘖节部位对小麦单倍体植株不具有加倍效果,不宜在小麦单倍体植株加倍中采用。10 mmol·L^-1秋水仙素溶液涂抹拔节期小麦单倍体植株叶片的加倍率为7.7%,其他3个秋水仙素溶液浓度没有加倍成功,也不适合小麦单倍体植株加倍。培养基表面添加4个浓度秋水仙素溶液处理小麦花药培养单倍体植株的加倍率分别为26.7%、42.9%、73.3%和85.7%。表明培养基表面添加秋水仙素溶液对小麦单倍体植株的加倍效果最好,适宜浓度至少为20 mmol·L^-1。培养基表面添加0、30、60和120 μmol·L^-1炔苯酰草胺溶液处理小麦与玉米杂交单倍体植株的加倍率分别为0、0-57.1%、28.6%-75.0%和0-100%,其他2种除草剂处理小麦与玉米杂交单倍体植株没有成功;培养基表面添加120 μmol·L^-1炔苯酰草胺溶液处理小麦与黑麦杂交双单倍体植株的加倍率为9.0%,添加其他3个浓度炔苯酰草胺溶液和其他3种加倍试剂均没有结实。【结论】60-120 μmol·L^-1浓度炔苯酰草胺溶液对小麦单倍体植株加倍具有较好效果,培养基表面添加适宜浓度秋水仙素和炔苯酰草胺溶液对小麦单倍体植株加倍有效,而且简单易行。     

辐射花粉授粉培育单倍体黄瓜研究

【目的】为系统探讨授粉组合、雄花辐射时的发育时期和辐射剂量对黄瓜座果和单倍体胚生产的影响。【方法】选用了32个不同基因型黄瓜作为母本，6个不同基因型黄瓜作为父本，采用1次辐射2次授粉结合胚胎拯救的方法。【结果】从15个基因型的母本中获得了单倍体胚48个，单倍体胚的平均产率为0.77%，最高产率可达50.00%。【结论】试验发现雄花辐射时的发育时期对座果率影响不大，对单倍体胚产率有一定影响；辐射剂量的差异对座果率和单倍体胚产率都有影响，但剂量效应不明显；授粉组合之间单倍体胚产率差异很大。对单倍体的形态、减数分裂染色体行为与育性、部分生理生化指标进行了研究，结果表明单倍体的茎叶表面形态和花器官形态与二倍体存在显著的差别；大部分的单倍体植株雌雄均不育，但单倍体H2的雌雄配子均有一定育性；对减数分裂行为的观察发现单倍体H2的各个分裂时期的染色体行为均异常，但后期I极低频率的（0+7）型分离方式可能产生具有育性的配子；单倍体的叶绿素含量、过氧化物酶活性（POD）及可溶性蛋白含量与二倍体存在较大差异。     

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。