Review of doubled haploid production in durum and common wheat through wheat × maize hybridization

Production of doubled haploids (DHs) is an important methodology to speed the process of breeding and development of mapping populations in crops. The procedure for DH production includes two major steps: haploid induction and chromosome doubling. In recent years, wide hybridization between wheat and maize has become a main approach for haploid production in wheat. In this method, the maize chromosomes are completely eliminated during the early development of the hybrid seeds after wheat spikes were pollinated with maize pollen. Numerous wheat cultivars and mapping populations have been developed using wheat–maize hybridization. In this study, we review the procedures of DH production of durum and common wheat via wide hybridization with maize, the factors which affect the efficiency of DH production, and the mechanism of selective elimination of the maize genome during the early development of the hybrid embryos. We also report a highly efficient protocol for DH production in durum and common wheat, which was established based on the optimal conditions for each of the factors that affect the efficiency of DH production.     

Mapping QTLs for Drought Tolerance at Seedling Stage in Rice Using Doubled Haploid Population

QTLs for drought tolerance at the rice seedling stage were analyzed using a doubled haploid (DH) population consisted of 251 lines from the cross between a japonica parent Maybelle and an indica parent Baiyeqiu. A genetic linkage map with 226 SSR marker loci was constructed. Single-locus analysis following composite interval mapping (CIM) detected a total of five QTLs located on five different chromosomes of rice. Four QTLs were also detected following two-locus analysis, resolving two pairs of epistatic QT...     

利用小麦ⅹ玉米诱导小麦单倍体形成的研究

摘 要：利用小麦(Triticum aestivum L.)与玉米(Zea mays L.)进行远缘杂交,是获得小麦单倍体的一条重要途径,也是获得双单倍体(Double haploid ,DH)植株、构建小麦遗传群体的重要途径之一。本研究为创建小麦抗吸浆虫DH群体,在温室条件下对5个小麦抗、感吸浆虫杂交组合进行了单倍体诱导试验。结果表明：小麦不同基因型对诱导单倍体胚形成有较大影响;小麦授粉后2,4-D适宜的点药时间为6－36小时;适宜的2.4-D药液为 10－30mg/L;授粉后适宜的剥胚培养时间为14－16天,授粉后茎秆离体培养有较好的诱导效果,培养温度以20-250C为宜。本文提出了在温室条件下高效诱导小麦单倍体植株的方法及条件。     

利用父本单倍体诱导系选育自交系的研究进展

介绍了玉米父本单倍体诱导系的研究现状、单倍体诱导和加倍方法及黑龙江省在该领域研究的进展。单倍体诱导系已在玉米育种中显示出巨大的应用前景,应加强这方面的研究并尽快应用于实践。     

辣椒花药培养研究进展

归纳了辣椒花药培养过程中影响雄性胚胎发生的诸多因素,包括供试材料、小孢子发育时期、基本培养基、植物生长调节剂、培养基添加物质和温度胁迫处理,总结了小孢子胚胎发生的细胞学观察、再生株的倍性水平和单倍体基因组加倍研究,指出尽管人类已从细胞和分子方面对辣椒花药培养中诱导小孢子胚胎发生和形成胚状体有了进一步的认识,但尚未完全了解小孢子是如何被激发进入孢子体发育途径。当小孢子胚胎发生之谜完全揭开后,辣椒花药培养技术将会应用于更加广泛的领域。     

玉米单倍体育种研究进展及展望

单倍体育种技术是生物技术与常规育种技术相结合的一种育种新途径。介绍了玉米单倍体育种的主要途径、鉴定和加倍方法的研究进展,并对单倍体技术在玉米育种中的应用前景作了初步阐述。     

小麦DH群体几个数量性状的遗传分析

(西农1376×WT212)×花育888复交得到的F1,对F1花药组织培养获得DH群体,遗传分析表明,此DH群体的株高、旗叶长、旗叶宽、主穗长、单株穗数、主穗小穗数、主穗粒数、百粒质量的遗传力分别为93%、78%、18%、81%、38%、64%、29%和74%;控制各性状的最少基因对数分别约为3、4、13、4、8、5、9和4对。控制株高、主穗长、主穗粒数的基因间没有互作,控制旗叶宽和主穗小穗数的基因间存在互作,控制旗叶长、单株穗数和百粒质量的基因间可能存在互作。     

玉米自交系单倍体诱导率的研究

单倍体育种技术（double haploid,DH）具有加速育种进程的突出优势,已成为玉米育种关键性核心技术并在国外广泛应用,成为国外一些大公司玉米商业育种的主要手段。利用诱导系MT1诱导国内有代表性玉米自交系,分析不同玉米自交系的单倍体诱导率。结果表明,不同玉米主产区自交系的单倍体诱导率存在一定差异,北方春播玉米区（5.16%）>南方丘陵玉米区（5.14%）=西南山地玉米区（5.14%）>黄淮海夏播玉米区（4.44%）;不同杂种优势群自交系的单倍体诱导率大小不同,表现为兰卡斯特群（5.64%）>Suwan群（553%）>瑞得群（5.43%）>旅大红骨群（4.96%）>四平头群（2.76%）;温带自交系的单倍体诱导率为5.17%,明显高于热带自交系的单倍体诱导率（3.63%）,说明单倍体诱导率因母本的遗传背景不同存在较大差异。     

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。     

甘芥种间杂交后代DH系花期抗旱性评价

本试验以22份甘蓝型油菜和芥菜型油菜种间杂交后代DH株系为供试材料,在油菜花期降雨量约5.7 mm、6.7 mm的情况下,连续两年设置正常灌水、花期干旱胁迫2个处理,考察产量及与产量相关农艺性状,应用抗旱指数法、灰色关联度综合分析法结合聚类分析,筛选优异的抗旱种质资源。结果表明,多数甘芥杂交后代材料抗旱性高于常规甘蓝型品种,共获得7份抗旱性较强的材料;无论采用直接评价或关联系数综合评价,两种不同程度的干旱胁迫条件下,约有42.55%的材料抗旱等级分类一致,同一材料在不同程度干旱胁迫条件下,其抗旱性表现有差别,通过不同程度干旱胁迫条件下综合评价其抗旱性结果更可靠。