萝卜花药培养技术研究

通过单倍体育种途径可快速获得纯合材料,增加有益性状的选择几率,加快育种进程。花药培养是获得单倍体的有效途径之一,已在十字花科芸薹属作物上取得巨大成功。但关于萝卜花药培养的报道极少。以15个不同类型的萝卜品种为试材,研究了花药离体培养中胚状体的诱导及再生。结果表明:基因型是限制花药培养成胚的关键因素,15个品种中,有4个品种获得了胚状体及再生苗。同时植株生长条件也对胚状体的形成产生影响。采用流式细胞仪(FCM)鉴定了再生株的倍性,再生株群体的倍性组成比较复杂,以二倍体为主。     

利用秋水仙素喷淋加倍不同遗传基础的单倍体子粒探讨

以不同血缘及不同世代的遗传育种材料为母本、高频孤雌生殖诱导系辽诱1和CAU5等为父本杂交诱导产生的单倍体子粒为实验材料,研究秋水仙素浓度为0.625 mg/mL的条件下,用喷淋加倍设备对试验材料进行8 h喷淋的加倍效果。结果表明,喷淋秋水仙素后,郑单958的S2代的材料加倍率最高,为33.75%;第2位的是L3258×H71,是NSS种质S0代材料,其加倍率为13.02%;第3位的是D299/PH4CV,为NSS种质S1代材料,加倍率为10.34%。研究表明,喷淋秋水仙素的加倍效果与遗传背景关系紧密,喷淋秋水仙素加倍率总体由高到低的顺序为郑单958NSS种质(SS+NSS)种质SS种质欧洲杂交种,喷淋秋水仙素对全部试验材料的加倍率都有提高作用,比自然加倍提高0.83～5.08倍。利用该喷淋设备加倍单倍体子粒,具有节约用药量、操作简便、便于大规模生产应用、减少人员对秋水仙素的接触、废液回收方便、有利于保护环境等优点。     

玉米单倍体高自然加倍材料吉Gjb335DH3的遗传分析与QTL初定位研究

玉米单倍体育种技术加倍率低的问题是单倍体育种技术应用限制条件。本研究以雄穗低自然加倍材料DHL287为母本、雄穗高自然加倍材料吉Gjb335DH³为父本,构建单倍体雄穗高自然加倍群体。根据集群分离分析法（BSA,Bulked segregant analysis）,结合SNP标记,使用滑动窗口分析3组BSA混池基因型数据,最终在1、3、4、5、7号染色体上筛选出23个与雄穗高自然加倍相关的QTL位点。其中,3组BSA混池结果都在1、3、4号染色体上定位到4个共有的显著QTL区段,说明4个QTL区段具有很强的重演性。同时,在5、7号染色体上分别定位到3个、2个与单倍体雄穗高自然加倍相关的QTL位点。     

玉米高频率单倍生殖诱导系吉高诱系3号的选育

对单倍体诱导系Stock6进行改良,从Stock6与M278的杂交后代中连续6代测交和选择,育成了高频率单倍体诱导系吉高诱系3号。通过对20个不同基因型材料的单倍体诱导结果表明,单倍体诱导率介于5.50%～15.94%,平均单倍体诱导率为10.40%,是Stock6的10倍;子粒Navajo标记性状明显、稳定,花粉量大、结实性好、抗病性强,是优良的单倍体诱导系。     

玉米穗轴、叶鞘色泽与单倍体自交结实及出苗能力研究

以白轴绿叶鞘自交系B20为母本、以红轴紫叶鞘DH系D752为父本组配的F₁,进行单倍体诱导、自然加倍和DH系鉴定试验。通过卡方检测数据分析和DH群体遗传模型及混合分布方法分析,验证红轴、紫叶鞘单倍体自交结实优势。结果表明,红轴单倍体自交结实穗数量和出苗DH系数量极显著多于白轴,不符合1∶1比例;紫叶鞘DH系数量与绿叶鞘数量比符合1∶1比例,但紫叶鞘DH系占出苗总数比绿叶鞘高11.7%;红轴、白轴单倍体自交结实穗粒数最适模型均为4MG-AI,红轴4对主基因加、上效应估计值均高于白轴,白轴单倍体自交结实穗粒数遗传力比红轴高5.02%。玉米单倍体红轴和紫色叶鞘性状具有结实性优势。同时发现,玉米白轴单倍体个体穗结实力和绿色叶鞘单倍体出苗力显著高于紫色叶鞘单倍体。     

小麦与玉米杂交产生小麦单倍体与双单倍体的稳定性

小麦与玉米杂交是诱导小麦单倍体最有效的途径之一, 但单倍体和双单倍体产生频率不稳定影响了该技术的应用。选用13个小麦杂种F₁代单交组合与玉米杂交, 研究了不同小麦生长环境、生长素处理、培养基和壮苗处理对单倍体及双单倍体产生频率的影响。小麦生长在大田, 去雄后割穗培养与玉米杂交平均得胚率为23.9%, 每个杂交穗平均得胚数6.8个, 均是返青后从大田移回冷温室盆栽的3倍以上;不同小麦杂交组合间胚产生频率存在明显差异。生长素Dicamba蘸穗处理平均得胚率是21.5%, 与2,4-D处理得胚率(21.1%)无显著差异, 但不同杂交组合间差异显著。B5培养基幼胚萌发率为70.9%~88.3%, 平均82.0%;1/2 MS培养基胚萌发率为70.0%~86.0%, 平均76.6%;两种培养基平均胚萌发率无显著差异。试管苗经壮苗培养基壮苗处理与试管苗经移栽壮苗处理后加倍效率分别是67.6%和8.6%。移栽壮苗处理的苗分蘖少, 生长较弱, 加倍处理后存活率低和加倍率低是其单倍体加倍效率低的原因。     

不同杂交技术对小麦×玉米产生单倍体的影响

首次在小麦与玉米杂交产生小麦单倍体方法中应用改良垂直穗轴剪颖剪药授粉技术和不去雄授粉技术,并与常规去雄授粉技术进行比较。其结果:平均胚产生频率常规去雄授粉技术为29.9％,改良垂直穗轴剪颖剪药授粉技术为21.4％,不去雄授粉技术为17.2％。3种杂交技术之间植株产生频率十分接近,分别是81.0％、81.8％和78.9％。尽管统计分析表明3种杂交技术间胚产生频率存在着显著差异,但是改良垂直剪颖剪药技术工序少,操作简便,速度快,工效高,应是首先推荐使用的技术。4个小麦品种的胚产生频率在18.5％～29.1％间(平均22.6％),存在着显著差异。植株产生频率在74.4％～87.2％之间,平均为80.6％。     

小麦单倍体幼胚离体培养研究

小麦单倍体幼胚由于胚乳发育异常不能提供营养物质,因此幼胚必须经过离体培养才能正常生长,而适宜的培养基是离体培养的关键。将小麦幼胚接种在8种培养基上,幼苗平均产生率分别为:30.95%、40.20%、42.20%、47.75%、45.00%、63.35%、50.00%和36.65%,结果表明1/2MS 0.2mg/LI-AA 0.2mg/L6-BAP 2%蔗糖 7.5g/L琼脂pH=5.8培养效果最好。     

玉米单倍体诱导系的杂种优势利用研究

以不同种质来源的25份玉米单倍体诱导系为亲本组配的23个杂交F1为供试材料,对其单倍体诱导率的杂种优势指数、中亲优势和超亲优势进行比较和分析,以探讨不同种质来源的诱导系间杂种F1代的诱导率是否存在杂种优势。结果表明,23个杂交F1代的杂种优势指数平均为289.71%;中亲优势平均为189.71%;超亲优势平均为112.11%。23个F1杂交组合的诱导率中有20个表现出超亲优势,仅3个组合的诱导率未表现出超亲优势。当杂交组合的父、母本或其一的诱导率较高时,F1代诱导率接近中亲值;当双亲的诱导率较低时,F1代诱导率的杂种优势表现较高。通过组配不同来源诱导系的F1代,可综合利用其在株高、花粉量、抗倒伏性和诱导率等方面的杂种优势,使田间大规模诱导玉米单倍体产生更简便易行。     

3个单倍体诱导系的初步评价

为了评价3个诱导系,将诱导系与6个玉米组合杂交,分析了初步诱导率。结果表明：诱导系间的初步诱导率存在显著差异;美诱系的初步诱导率（6．52％）显著高于日诱系（3．89％）和高诱1号（3．21％）;基础组合间的初步诱导率差异不显著。