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。     

甜瓜单倍体加倍技术研究

[目的]系统研究甜瓜单倍体加倍技术。[方法]以变种卡沙巴甜瓜为材料,研究6-BA在单倍体胚挽救过程中对再生植株自然加倍的影响;以甜瓜单倍体试管苗及移栽成活的单倍体植株为材料,研究秋水仙素对单倍体的加倍作用。[结果]低浓度6-BA(0.1、0.2和0.5 mg/L)对单倍体再生率和自然加倍率无明显影响。高浓度6-BA(2 mg/L)对单倍体再生率无明显影响,但能大大提高单倍体自然加倍率。1 mg/L6-BA能同时提高单倍体再生率和自然加倍率;用秋水仙素对单倍体试管苗加倍时,成株率较低,加倍效率仅有16.6%。对移栽成活的单倍体植株加倍时,用0.5%秋水仙素+2%DMSO浸泡生长点2 h,成株率达100%,加倍效率达37.5%。[结论]1 mg/L6-BA和0.5%秋水仙素+2%DMSO对甜瓜单倍体的加倍效果较好。     

秋水仙素和除草剂浸芽加倍玉米单倍体效率的研究

以Mo17× PHB1M诱导的单倍体子粒为试验材料,利用戊炔草胺、甲基胺草磷和秋水仙素为加倍药剂,浸芽处理单倍体种子.结果表明:戊炔草胺质量浓度为4～16 mg/L时的加倍率为5％～16％;甲基胺草磷质量浓度为8～32 mg/L时的加倍率为8％ ～ 16％;秋水仙素质量浓度为0.4～1.0 mg/L时的加倍率为5.5％ ～16.5％,3种药剂对玉米单倍体加倍均有效果.其中8 mg/L的戊炔草胺、21 mg/L的甲基胺草磷、0.7 mg/L的秋水仙素浸芽8h的玉米单倍体加倍率均为各组最高.戊炔草胺和甲基胺草磷可以替代秋水仙素加倍玉米单倍体.     

不同基础材料和秋水仙素浓度对玉米单倍体加倍率的影响

试验研究了不同种质基础材料和秋水仙素不同处理浓度对玉米单倍体加倍率的影响。结果表明:秋水仙素质量浓度为0.7 mg/m L浸芽8 h处理玉米单倍体的加倍效果最好,加倍率高达14.2%;秋水仙素质量浓度为0.8 mg/m L浸芽8 h处理的单倍体加倍率次之(11.9%)。PH4CV×D12(26.0%)、PHB1M×D12(25.6%)、PHGJ4×D18(23.1%)和PH6WC×D18(21.1%)的单倍体加倍率显著高于PHB1M×PH4CV(13.3%)和PH6WC×PHGJ4(8.2%),用DH系组配基础材料选系,可显著提高玉米杂交组合单倍体加倍率。     

划胚方法对玉米单倍体加倍效率的影响

随着新型诱导系在育种领域的选育和诱导效率的提高,玉米单倍体加倍技术发展也至关重要,但现有单倍体加倍方法效率普遍较低。为了进一步提高玉米单倍体的加倍效率,探索最佳的加倍条件,采用对玉米籽粒胚部划胚技术及不同质量分数的秋水仙素和不同处理时间对玉米单倍体籽粒进行划胚加倍。结果表明,对玉米单倍体的划胚处理显著高于自然加倍;不同质量分数的秋水仙素及不同处理时间对加倍后植株散粉率等影响显著,其中,秋水仙素质量分数为0.04%、处理时间3 h的散粉率最高,加倍效果最佳。     

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。     

喷淋秋水仙素加倍玉米单倍体籽粒最适条件及应用效果研究

为了提高玉米单倍体籽粒加倍效率,探索更简便、有效、安全的加倍方法,为单倍体籽粒加倍应用提供参考。试验研究喷淋秋水仙素不同处理对玉米单倍体加倍率的影响及在最适条件下应用于不同种质材料的效果。浓度分别为0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mg/mL,喷淋时长分别为6、8、10、12、14 h。秋水仙素浓度为0.6 mg/mL、喷淋时长10 h时,玉米单倍体幼苗的加倍效果最佳,加倍率最高达17.5%;秋水仙素浓度为0.8 mg/mL、喷淋时长10 h时,单倍体幼苗加倍率排第2位(16.4%)。在不同种质基础单倍体籽粒为试验材料中,研究秋水仙素浓度为0.625 mg/mL、喷淋时长10 h和直接播种的加倍效果。研究显示,喷淋秋水仙素加倍法效果明显,与对照相比达到极显著水平,是对照的1.54～9.47倍,平均为对照的3.78倍。2018年冬海南佛罗的自然加倍率仅为0.55%～7.69%,平均自然加倍率为2.46%,秋水仙素喷淋法的平均加倍率为9.29%。自然加倍率均值:SS-NSS种质(4.49)﹥NSS种质(2.38)﹥SS种质(1.48);喷淋秋水仙素加倍率均值:NSS种质(16.67)﹥SS-NSS种质(10.98)﹥SS种质(5.98)。秋水仙素喷淋法加倍效果明显,适用性广,有一定的推广应用价值。     

玉米花粉诱导小麦单倍体的研究

利用玉米花粉诱导小麦单倍体研究表明,此方法可以得到13 1%～14 8%单倍体幼胚,在改良的B5培养基上进行胚抢救,单倍体幼胚成苗率达到96%以上。通过染色体加倍得到双倍体植株。     

秋水仙素对烟草单倍体幼苗加倍及成苗效应研究

以2片真叶期的烟草单倍体幼苗为材料,采用二次饱和D-最优设计,研究了秋水仙素浓度及其浸苗处理时间对染色体加倍率及成苗的影响.结果表明:秋水仙素浓度、浸苗时间对加倍率、成苗数和双单倍体植株数的影响不一致;0.346 9%的秋水仙素、浸苗72 h处理的加倍率达到最高值54.18%;0.387 8%的秋水仙素、浸苗24 h的成苗数最多,达92.88株;0.311 5%的秋水仙素、浸苗49.7 h的双单倍体植株数最多,达37.06株.研究得出以获得最多的双单倍体系数量为研究目的时,采用0.3115%的秋水仙素、浸苗49.7 h较为适宜.     

生长环境及培养基对小麦单倍体胚萌发率和成苗率的影响

为了提高小麦单倍体幼胚的萌发率和成苗率,对不同小麦材料与玉米的杂交穗在不同生长环境(离体培养、盆栽和大田生长)及不同培养基[1/2MS培养基MC1,添加50 mg/L维生素C和150 mg/L谷氨酰胺的1/2MS培养基MC2,添加0.5 mg/L IAA(Indole-3-acetic acid)、0.5 mg/L KT(Kinetin)、150 mg/L谷氨酰胺的1/2MS培养基MC3]中的单倍体胚诱导及成苗效果进行分析。结果表明,环境条件及培养基对小麦单倍体胚的诱导及成苗均具有显著影响。小麦杂交穗离体培养条件下获得的单倍体胚质量较高,单倍体胚萌发率和成苗率分别为81.5%和63.0%,比大田条件下提高60.1%和3.4倍,比盆栽提高30.4%和68.0%。不同小麦材料在MC3培养基中的培养效果最好,小麦单倍体胚平均萌发率和平均成苗率在MC1培养基上分别为42.3%和15.3%,在MC2培养基上分别为46.2%和27.5%,在MC3培养基上分别为65.6%和38.2%。综合分析,1/2 MS+0.5 mg/L IAA+0.5 mg/L KT+150 mg/L谷氨酰胺对中小胚和发育不良幼胚的培养效果较好,获得了相对较高的萌发率和成苗率,但一次培养成苗率较低,需要及时更换培养基进行促根壮苗培养。     

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。     

甜玉米单倍体诱导和加倍方法研究

【目的】探索单倍体诱导系在甜玉米单倍体育种中应用的可能性及适宜的甜玉米单倍体诱导和加倍方法,为加快我国甜玉米育种进程、提高甜玉米育种效率奠定基础。【方法】采用3个诱导系和4个甜玉米杂交种,设计4种秋水仙素化学加倍甜玉米单倍体的方法,对提高甜玉米单倍体诱导率和加倍率的方法进行比较研究。【结果】甜玉米单倍体诱导试验表明,3个单倍体诱导系的诱导率有极显著差异,其中以TY1的诱导率最高,为7.99%;4个甜玉米杂交种诱导率差异极显著,以"绿色先锋"的诱导率最高,为7.57%。秋水仙素加倍甜玉米单倍体试验表明,浸芽法和针刺生长点法对植株伤害较严重,存活率低于50%;浸种法(0.5 mg/mL秋水仙素)和针刺生长点法(0.3mg/mL秋水仙素)的散粉率较高(48.4%,28.9%),相应的结实率也较高(15.2%,11.1%),说明浸种法处理效果最好,针刺生长点法次之。【结论】适宜的单倍体诱导和加倍方法能显著提高甜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.     

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%。     

提高小麦×鸭茅状摩擦禾杂交组合的小麦单倍体植株成苗率的探索

法国小麦和中国小麦杂交的后代和鸭茅状摩擦禾(父本)杂交,授粉1 d后用100 mg/L 2,4-D蘸穗处理,12~14 d取单倍体幼胚培养。结果表明,仅培养于1/2 MS培养基上,成苗率为78.01%;而根据幼胚的发育状态,先将发育较完善的幼胚直接接种在1/2 MS培养基上,将发育不良的幼胚先接种于1/2 MS+2 mg/L 2,4-D的培养基上进一步养育幼胚,3~4 d后再将其转入1/2 MS培养基中,此法的成苗率为93.22%,较前者的成苗率提高了15.21个百分点。     

附加秋水仙素培养基对烟草单倍体的加倍效应

【目的】探索秋水仙素在烟草单倍体染色体加倍应用中的新途径,并构建烟草DH(双单倍体)群体。【方法】以烟草‘TMK-12’ב吉烟5号’和‘NC71’ב净叶黄’2个杂交组合F₁代花药为材料,在单倍体诱导培养基上进行单倍体诱导,待单倍体幼苗生长至1~2 cm时,采用培养基附加秋水仙素加倍法,研究秋水仙素对烟草单倍体加倍效果的影响。【结果】在单倍体诱导培养基上烟草花药发育产生大量的白色胚状体并进一步发育为单倍体苗。0.02%秋水仙素处理4 d时,‘TMK 12’ב吉烟5号’和‘NC71’ב净叶黄’2个杂交组合烟草单倍体幼苗的存活率为66.56%~76.56%,染色体加倍率分别为50.60%和39.83%,利用这一技术体系建立了2个分别含61和68个加倍单倍体株的DH群体。【结论】烟草单倍体幼苗在附加0.02%秋水仙素的培养基中处理4 d时加倍效果最佳,利用这一技术体系能够有效建立烟草DH群体。     

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。     

网纹甜瓜单倍体植株生产及倍数性鉴定

以软X－射线（总辐射剂量650Gy)照射过Cucumis melo var.momordica植株上的雄花花粉与网纹甜瓜杂种一代‘Rubia-Red’（Cucumis melo var.reticulatus Naud.)已于上一日去雄的雌花授粉，经‘雌核发育’诱导形成单倍体胚。3周后从采收的4个幼果中获得种子1967粒，种子经灭菌后接种于1／2MS＋蔗糖30g/L gellan gum 3g/L固体培养基上，3周后将萌发的12个幼胚移植到MS＋葡萄糖20g/L gellan gum 3g/L培养基上培养。由假授精胚珠诱导成的4株幼苗经倍数性分析仪（PA型，德国Partec公司制造）鉴定为单倍体植株。幼胚和单倍体植株的诱导率为0．6％和0．2％。通过茎节切段进行增殖培养，10周后获得54株生根再生植株。     

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%).     

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。