‘嘎啦’苹果花药培养种质创新

【目的】单倍体花药离体培养是农作物包括果树育种中种质资源创新的最有效方法之一,苹果是染色体高度杂合且自交不亲和树种之一。在当前苹果主栽品种中,‘嘎啦’具有早熟、丰产、稳产、多抗的优良性状,是苹果育种的重要种质资源之一。花药单倍体育种也是苹果新品种培育的重要手段。本研究通过‘嘎啦’苹果花药培养诱导胚状体并获得纯合再生植株,为创制新的纯合体种质资源,加速苹果新品种培育进程提供材料。【方法】采集‘嘎啦’苹果单核靠边期到双核早期的花药(未开放的花蕾),低温处理后进行离体培养,经胚状体诱导,分化培养形成再生苗,再经生根培养获得花药再生植株。之后利用FACS流式细胞仪对再生植株进行倍性分析。取再生植株叶片分离DNA,选用80个来源于苹果HIDRAS数据库的SSR标记对所有植株进行PCR扩增,经过凝胶电泳和荧光毛细管电泳鉴定再生植株纯合基因型。移栽成活后,对每个再生株系进行形态学特征观察及统计分析。【结果】过去3年中,共接种的74 200个‘嘎啦’花药,从未被污染的5万多个花药中成功诱导形成386个胚状体(胚状体诱导率0.7%),经分化培养获得64株再生苗(植株再生率16.6%),最终经生根培养、移栽获得30个成活再生株系。其中包括28个二倍体株系,1个单倍体株系和1个四倍体株系。SSR标记用于纯合性鉴定,PAGE结果表明再生株系均为花粉(小孢子)单倍体细胞来源。为了鉴定这些再生植株基因型,从80个SSR中筛选出17个SSR标记(其余SSR标记不具有多态性或带型杂乱)对所获得的30个再生株系进行基因型鉴定。17个SSR标记所对应的PCR扩增物能有效区分鉴定不同再生植株基因型。继代培养60 d后的形态学观察显示不同再生株系的株高、叶长、叶宽等特征差异明显。不同二倍体纯合植株的植物学特征也存在差异:Gala 5植株相对较高,叶基变宽,叶尖渐尖;Gala 7叶片变小、变厚,叶柄变短且基部宽大,叶色深且有很强的光泽度;Gala 18叶片较小,叶数较多。纯合二倍体再生植株长势弱于‘嘎啦’杂合供体,但强于单倍体和纯合四倍体。【结论】采用优化花药培养技术,成功获得了一批苹果纯合体再生植株种质并建立了SSR标记鉴定体系。这些新的种质很大程度丰富了苹果育种亲本种质资源,为挖掘‘嘎啦’苹果优良性状基因提供了重要材料,为后期的田间性状筛选,杂交育种奠定了基础。     

基于玉米DH育种技术的“吉农玉833”选育报告

按照Reid、Non-Reid、Dom及其构成的三角型杂种优势模式,构建基础群体,采用DH育种技术于2015年育成玉米新品种"吉农玉833"。该品种在吉林省2013—2014年区域试验中平均产量13 724.0 kg/hm~2,比对照品种"郑单958"增产10.5%。2014年生产试验平均产量12 278.0 kg/hm~2,比对照品种"郑单958"增产8.1%。2015年3月通过吉林省农作物品种审定委员会审定。该品种的育成进一步证明了适于当地的杂种优势模式理论原则,以及DH育种技术的成熟。     

Tg29诱导糯玉米单倍体的效率及DH系鉴定

【目的】检验新选诱导系Tg29诱导糯玉米单倍体的效率以及糯玉米DH系的稳定性,为单倍体技术在糯玉米育种上的应用提供参考。【方法】将玉米孤雌生殖诱导系Tg29与16份不同基因型的自交系和杂交种杂交,并根据籽粒Navajo斑纹和ABPI紫色植株显性双标记系统对所诱导的孤雌生殖单倍体进行筛选;分析从京糯6/Tyc115中诱导出的单倍体经秋水仙素加倍获得的16份DH系的田间和农艺性状表现,从而对糯玉米DH系进行鉴定。【结果】在16份糯玉米母本材料中,从JN18、JN18/BN2和Tyc115中诱导单倍体的频率较高,分别为10.41%,9.79%和9.25%;而从浚白34和京糯6中诱导单倍体的频率较低,分别为3.45%和3.13%;Tg29的平均单倍体诱导率为6.55%。在株高、穗位、株型性状上,糯玉米DH系内均呈高度的一致性,其中Tyc115、京糯6、JN18等DH系在生长势和果穗性状上符合育种要求。【结论】利用Navajo斑纹和ABPI紫色植株显性双标记系统来鉴别杂交诱导的糯玉米单倍体是可靠的;Tg29对不同糯玉米基因型材料均能诱导产生单倍体,但诱导率与母本基因型材料有很大关系;糯玉米单倍体加倍获得的DH系的群体遗传结构是同质的,是完全意义上的纯合。     

不同生态条件下玉米单倍体自然加倍率及除草剂加倍效果

单倍体加倍率低成为玉米单倍体育种的限制性因素。为了提高玉米单倍体的加倍率,研究两种生态条件下单倍体的自然加倍率,比较甲基胺草磷(APM)和氟乐灵两种除草剂在不同浓度和处理方法下玉米单倍体的加倍效率。结果表明,海南试验点的单倍体自然加倍率要高于贵州贵阳试点。应用除草剂可以明显提高雅玉889和京糯208单倍体的加倍率,基础材料基因型对自然加倍率和除草剂加倍率都具有显著影响。APM和氟乐灵均是在浓度为80μmol·L~(-1)处理单倍体加倍率最高,APM处理的单倍体加倍率要高于氟乐灵,采用滴心法和浸种法处理的单倍体加倍率无明显差异。综上,如采用自然加倍,应在海南试验点种植单倍体;如采用除草剂加倍,应使用浓度为80μmol·L~(-1)的APM,采用滴心法或浸种法对雅玉889和京糯208单倍体加倍。     

玉米单倍体胚芽鞘节组织培养特性研究

【目的】研究玉米单倍体胚芽鞘节组织培养特性,为单倍体加倍提供一条新的途径。【方法】以Reid群、黄早四群和温热Ⅰ群群内杂交20个组合的单倍体胚芽鞘节为外植体,分析愈伤组织的诱导率和分化率,并对再生植株根尖染色体数目进行观察和花粉育性分析;同时使用SSR分子标记,分析再生植株的基因型。【结果】Reid群和黄早四群的单倍体芽鞘胚节愈伤组织的诱导率比温热Ⅰ群高,达极显著水平;共获得15株单倍体植株,根尖染色体数目为10;I-KI染色发现,散粉的花药,其花粉为部分可育;15株单倍体植株的遗传稳定,未见变异。【结论】Reid群和黄早四群的单倍体胚芽鞘节组培特性较好,温热Ⅰ群较差;组织培养产生的单倍体植株遗传型均来自双亲的重组类型。建立了玉米单倍体胚芽鞘节组织培养体系。     

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。     

辣椒单倍体培养研究进展

对影响辣椒单倍体培养的几个主要因素:材料基因型、发育时期、预处理培养基等进行了综述。不同的材料甚至采用相同培养条件,胚状体的诱导频率差异也不同。当花瓣与花萼等长或花瓣稍长于花萼,花药为绿色或花药末端略带淡紫色时,是最适合单倍体培养的时期。NHT培养基是比较适合的培养基。经过适当的预处理(低温、高温、无碳源、甘露醇、秋水仙素等),并加入0.01～0.5mg/L的激素(BA、KT、NAA、2,4-D)和防止褐化(3mg/L硝酸银)会大大提高胚状体发生。但总体来讲辣椒单倍体培养发展较慢,还有许多方面需要改进。通过近一步深入系统研究,辣椒单倍体培养技术会有突破性进展。     

小麦整穗发芽的QTL定位分析

为了研究小麦穗发芽的抗性水平,揭示其遗传机理,并筛选抗性较强的家系用于育种实践,利用黄淮海地区主要推广的两个小麦品种花培3号／豫麦57构建的DH群体和基于混合线性模型的QTLNetwork2．0软件,对3种环境下的小麦整穗发芽进行了QTL定位分析。3种环境条件下分别检测到3、3、2个与整穗发芽相关的加性QTL位点,这些位点分别位于1B、2B、4A和5D染色体上,总共可解释23．28％、21．83％和11．55％的表型变异。在所有检测到的QTL位点中,只有qPhsSD．1位点在3个环境中均能检测到,剩余位点只能在单独一个环境中检测到。3种环境条件下分别检测到2对、1对和2对上位性位点,总共可解释8．01％、9．50％和21．67％的表型变异,不同环境条件下,检测到的上位性位点均不相同。结果表明,小麦整穗发芽的遗传同时受加性效应和上位性效应控制,且易受环境条件的影响。     

茄子花培后代的观察与应用

对从长茄杂交种“牟尼卡”（编号06-1001）进行花药培养获得的花培品系二代（DH2）和三代（DH3）的主要植物学性状进行了观察与比较。结果表明,从同一接种材料可以获得不同类型的花培品系,其始花节位、果形指数和单果重变异幅度很大,15个二代品系中,有46.7%的品系始花节位与接种材料达到显著或极显著差异标准,有40.0%的品系果形指数与接种材料达到显著或极显著差异标准,有33.3%的品系单果重与接种材料达到显著或极显著差异标准。同一品系不同世代间始花节位、果实横径、果实纵径、果形指数和单果重能稳定遗传;品系内个体间始花节位、果实横径、果实纵径、果形指数和单果重变异系数较小(<10%),系内整齐一致。此外,初步选育的花培品系“06-139”和以花培品系为亲本的杂交组合“05-203”开始在农业生产中应用。     

马铃薯单倍体诱导及在育种中的应用

马铃薯单倍体诱导在马铃薯育种实践中具有重要意义,它包括孤雌生殖和花药培养等方法。简述了马铃薯单倍体诱导在育种中的应用现状和前景。