甜瓜双单倍体组培生根过程中内源激素、多胺及相关氧化酶活性的变化

【目的】探究甜瓜双单倍体组培苗内源激素、多胺类物质和关联酶对不定根诱导分化和伸长响应的生理机制。【方法】以未受精子房离体培养获得的双单倍体芽为试材,在生根培养基上诱导培养,探讨和分析其生根过程中内源激素、多胺类物质含量以及相关酶活性的变化规律。【结果】生根诱导过程中吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)含量呈现“下降-升高”的趋势,分别在第7天和第14天达到最低值;赤霉素(GA_(3))含量先升高后下降,在第7天时达到最大值;玉米素核苷(ZR)含量呈现“下降-升高-下降”的趋势,在第21天达到最大值;IAA/ABA和过氧化物酶(POD)活性逐渐升高,IAA/ZR和精胺(Spm)、亚精胺(Spd)、腐胺(Put)含量及吲哚乙酸氧化酶(IAAO)、多酚氧化酶(PPO)活性呈现“升高-下降-升高”的趋势。相关性分析可知,Put与IAA/ABA、Spm以及IAAO与GA_(3)存在极显著正相关性(p<0.01),Spm与IAA/ABA、Spd,Put与Spd、POD以及IAAO与PPO呈显著正相关性(p<0.05),Spd与ABA含量存在极显著负相关性(p<0.01)。【结论】一定范围内的IAA、ABA含量、IAA/ABA和IAA/ZR升高及GA_(3)、ZR含量降低有利于不定根诱导分化和生长发育,后期组培苗体内Spm、Spd、Put含量的升高有利于不定根的形成,IAAO、PPO、POD酶活性变化与不定根的发生和伸长也有密切联系。

甜瓜自交系BPC-4双单倍体的创制、鉴定及基因组变化

[目的]本文旨在通过远缘杂交诱导获得甜瓜自交系BPC-4的双单倍体,并分析其植物学性状和基因组的变化特征。[方法]以甜瓜自交系BPC-4(2n=2x=24)为母本与甜瓜属8种不同材料进行杂交,对获得的杂交后代F_(1)再进行自交,获得F_(2)、F_(3),用于染色体数目观察、SSR分子标记分析和同一世代植株性状一致性观察,以鉴定其是否为双单倍体;对F_(2)、F_(3)进行基因组重测序,分析双单倍体基因组SNP纯化位点分布和稳定性。[结果]在8个杂交组合中,BPC-4×黄瓜自交系YPJ-6组合获得了3粒种子,其中1粒种植成活获得50粒自交后代。经鉴定发现,杂交后代(F_(2))染色体数为2n=2x=24。SSR鉴定显示,27对标记在F_(2)中扩增出的带型与母本相同,F_(2)单株间的带型一致,且F_(3)带型不分离,表明F_(2)基因位点纯合;植物学性状的统计分析显示,F_(2)与BPC-4相比主要变化为株型紧凑、矮化,其节间距、茎粗、叶长、叶宽、叶柄长的均值都小于BPC-4,F_(2)单株间整齐一致。以上结果证明远缘杂交获得的后代为双单倍体,因此将F_(1)、F_(2)、F_(3)分别命名为DH_(0)、DH_(1)、DH_(2)。双单倍体的种子数、结籽率数据表明:DH_(0)的育性较低,DH_(1)和DH_(2)育性已经恢复,接近BPC-4,可以通过自交进行种子扩繁保存。基因组重测序发现:与BPC-4相比,双单倍体SNP位点纯化了0.26%,新的纯化位点在12条染色体上均有分布;双单倍体自交后代DH_(1)和DH_(2)纯化位点数的差值为1 016个,占比仅为0.05%,远小于孟德尔理论上常规自交S_(4)与S_(5)纯合度的差值(3.13%),表明双单倍体基因组已经稳定。[结论]基因组重测序和性状变化证明甜瓜在经历4代自交后仍然有必要创制为双单倍体,且获得的双单倍体可以通过种子保存用于育种和理论研究。

油菜双单倍体诱导育种技术研究进展

油菜是食用油、优质饲料蛋白的重要来源,杂种优势利用是油菜培育优势性状最重要的手段,且提高亲本的选育效率对优质品种的培育具有积极的推动作用。现有油菜育种技术存在效率低、周期长、盲目性大、应用范围有限等诸多问题,不适于油菜产业快速发展的需求。双单倍体诱导育种技术是近年来新兴的一种快速选育油菜新品种的技术方法。该技术以操作简便、应用范围广、效率高等优势被广泛应用于油菜新品种的选育过程中。从油菜双单倍体诱导技术创新研究的发现、作用表现、诱导机制、作用价值等方面系统地综述了油菜双单倍体诱导技术的研究进展,展望了油菜双单倍体诱导技术的应用前景,以期为未来油菜双单倍体诱导技术以及其他作物诱导系的研究和利用提供参考。

利用小麦与玉米远缘杂交诱导小麦双单倍体的研究进展

利用小麦(Triticum aestivumL.)与玉米(Zea maysL.)进行远缘杂交,通过玉米染色体的消失而获得小麦单倍体胚,再经幼胚离体培养及染色体加倍诱导双单倍体(Double haploid,DH),是小麦单倍体育种的一种重要途径,用这种方法创建的DH群体是进行小麦分子标记研究和QTL分析的重要遗传材料。本文对DH群体创建过程中影响单倍体胚产生、单倍体及双单倍体植株形成等因素以及双单倍体的应用进行了综述,重点探讨了亲本选配原则、花期调节技术、2,4-D处理、玉米花粉和小麦柱头发育状况以及环境因素等对诱导单倍体胚效果的影响等方面的研究状况,同时对利用小麦与玉米杂交诱导小麦双单倍体技术进行了展望。

用双单倍体群体构建水稻的分子连锁图

本研究以窄叶青８号（籼稻）×京系１７（粳稻）的Ｆ１花培株系──ＤＨ群体为基础建立了１个水稻的ＲＦＬＰ连锁框架图，该图含ＲＦＬＰ标记、同功酶标记等共１０８个位点，标记间的平均间距为８．６ｃＭ。该图谱与已发表的用其他群体构建的图谱有很高的可比性。利用该框架图定位了２个未知位点的同功酶标记基因和１个籼稻亲本的抗稻瘟病基因。研究表明，目前的群体可进一步扩大成为一个永久性的作图群体。

甘蓝型油菜小孢子秋水仙碱处理提高双单倍体频率研究

以 2个对小孢子培养反应较好的甘蓝型冬油菜F1杂种为供体材料 ,研究了 3种不同时期秋水仙碱处理对小孢子胚胎发生、成苗与加倍率的影响。对分离小孢子直接进行 15h以及 0、5 0、5 0 0和 10 0 0mg/L秋水仙碱处理 ,在液体NLN培养基中胚胎发生好 ,培养 5周后获得大量正常胚体。将这些发育优异的胚体移入固体MS培养基、经过 10d低温 (2℃ )诱发 ,常温 (2 4℃ )下培养能很好地萌发 ,并迅速长成完全正常的再生植株。 5 0 0mg/L秋水仙碱处理 15h获得了 83%～ 92 %的高染色体加倍率 ,并且嵌合体和多倍体数很少。对正常胚体在移入固体培养基前用 0、2 5、5 0、2 5 0、5 0 0和 10 0 0mg/L秋水仙碱 15和 30h进行染色体加倍处理 ,或对再生植株在幼苗期进行 12 5mg/L秋水仙碱 2 0h浸根处理 ,其加倍效果均不及采用分离小孢子直接进行秋水仙碱处理 ,且其嵌合体的发生频率也较高 ;后者还产生大量待特殊处置的秋水仙碱废液 ,并推迟再生株的生育进程。因此 ,利用分离小孢子直接进行秋水仙碱加倍染色体更为安全。

利用SSR标记检测来源于玉米孤雌生殖的双单倍体

利用SSR标记并结合大田农艺性状观察对来源于玉米杂交种178×黄C子房培养的再生植株后代(R1代)进行了遗传分析,其中两个株系在大田生长条件下,株高、株型、穗位等诸多农艺性状表现出整齐一致。SSR检测结果表明:两个株系在随机检测的20个位点上(两个位点/染色体)均表现纯合,其中一个株系(OV1)11个位点与父本一致,其它9个位点与母本一致;另一个株系(OV2)15个位点与父本一致,其它5个位点与母本一致。以上结果证明这两个株系均为自发加倍的双单倍体。

籼粳杂种双单倍体的配子选择

对典型的灿与粳稻杂种，窄叶青８号／京系１７Ｆ１花药进行培养获得的１３２个双单倍体的形态特性、同工酶与ＲＦＬＰ标记的分离与重组进行了考察分析，研究是否存在配子选择问题。结果表明：（１）对４个重要数量性状和６个涉及籼、粳特征的形态指数进行考察所获数据均为连续分布，并呈正态曲线；（２）用８种同工酶对５２个ＤＨ系分析结果表明，只有２种同工酶显著偏离期望的１：１比率，而灿与粳的总基因型比率相近；（３）应用１６７个ＲＦＬＰ标记对１３２个ＤＨ系进行的分析发现，有３６％标记发生偏分离，但偏籼与偏粳的比率相近，两个亲本基因组在ＤＨ群体中所占比率相同（各５０％），各种基因组成呈正态分布。综上所述，本研究虽观察到一些轻微偏分离现象，但籼粳基因基本上随机分离与重组，等位基因总频率未偏离１：１比率。

油菜小孢子培养影响因素及黄籽油菜双单倍体群体的构建

针对我国油菜小孢子培养供体材料一般种植在大田,受外界环境影响较大,出胚率较低的现状,对大田环境条件下小孢子培养的主要影响因素进行了研究。同时,为了构建黄籽油菜双单倍体群体,研究了黄籽油菜的出胚情况。结果表明,不同取样时间对小孢子胚状体再生频率的影响很大;秋水仙素处理游离小孢子对胚状体的诱导有一定的负面影响,浓度越高,影响越大;黄籽油菜的出胚率较低（0.56枚/皿）,同样条件下,不到黑籽油菜的1/8。不同黄籽单株间出胚率差异较大,变异幅度在0.04~1.97枚/皿。采用小孢子苗直接移栽大田技术,移栽成活率达89.0%,经染色体加倍后,最终构建了含有127个株系的黄籽油菜双单倍体群体。

基于双单倍体群体的玉米株高和穗位高QTL分析

为了进一步探明玉米株高和穗位高的遗传基础,利用郑单958为基础材料构建的包含161个双单倍体(Doubled haploid,DH)的群体,分别在长葛、淇县进行田间试验,采用复合区间作图法对植株性状进行数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)分析。分别检测到7,11和6个株高、穗位高以及穗位系数(穗位高/株高)QTLs,贡献率变幅分别为6.77%~21.31%,5.09%~17.12%和6.89%~17.78%,其中qph-3-3,qph-2-10,qeh-5-9以及qeh/qph-3-1为主效QTLs;株高和穗位高有4对共同标记区间的QTLs,穗位系数与穗位高有3对共同标记区间的QTLs,一定程度上揭示了株高和穗位高的遗传相关性;株高和穗位高的广义遗传力高达88.52%和93.78%,表明株高和穗位高遗传稳定性强,受环境影响较小,是早代选择的重要株型指标。

利用分子标记和水稻籼粳交双单倍体群体进行遗传作图研究

利用“圭 630”(籼稻 ,Oryza sativa subsp.indica) /“0 2 4 2 8”(粳型广亲和品种 ,O.sativa subsp.japonica)的 F1代花药培养双单倍体植株 ( DH)群体和 RFLP标记构建了一张水稻分子连锁图谱。图上有 2 33个标记 ,覆盖基因组约 2 0 70 c M( centimorgan) ,定位了 2 5个 RFLP新标记、2个染色体端粒和水稻落粒性基因 sh- 2。亲本间的 RFLP主要来源于碱基取代 ,少数来源于 DNA结构的变化。RFLP标记在图谱上的排序与其它图谱基本相同 ,但标记在染色体间和染色体内分配不均 ,这可能与染色体间的遗传稳定性和染色体内的区段变异性 ,以及各区段交换重组活性不同有关。

同一基础材料的玉米双单倍体(DH)系配合力的分析

利用高频玉米单倍体诱导系,对选系材料M35/F35的F1代进行诱导获得大量单倍体籽粒,经自然加倍获得一批纯合双单倍体(DH)系,用测验系京24组配杂交组合分析DH系的配合力表现。结果表明,来源于同一基础材料的不同DH系之间,配合力差异较大,部分DH系的配合力比亲本增加,说明采用单倍体育种可以选育到高配合力的优良玉米自交系,组配出优良品种,从而加快育种进程,应用前景广阔。

水稻双单倍体群体的分子标记图示基因型分析

利用窄叶青８号（籼稻）／京系１７（粳稻）花培产生的双单倍体群体建立了一个包含１６０个分子标记的遗传连锁图，在此基础上利用ＨＹＰＥＲＧＥＮＥ软件建立了５２个ＤＨ系的图示基因型，并对ＤＨ系的亲本基因组比率和染色体的交换重组频率进行了比较分析。结果表明本实验所用的ＤＨ群体没有显著偏离正态分布，籼粳稻杂交后代中植株的籼粳表现与同工酶、形态指数和基因组比率的分析结果一致，此外还发现ＤＨ群体中出现了大量的交换罕见染色体。利用图示基因型分析发现株高和分子标记ＲＺ９７８和ＲＧ４Ａ相关，生育期和ＲＲＫ０８－１、ＲＧ４７７和ＲＧ５１１相关。本文还就图示基因型分析技术在ＤＨ群体的遗传分析和选择育种中的应用进行了讨论．

双单倍体甜瓜的获得及其初步定性研究

通过秋水仙素溶液离体浸泡和秋水仙素加入培养基离体培养甜瓜单倍体芽两种方法诱导双单倍体,结果表明:浓度为0.025%的秋水仙素溶液浸泡8 h效果较好,加倍率为13.7%。对双单倍体进行了形态及部分生理生化特性的定性研究,结果显示:形态上双单倍体叶、茎、花等明显比单倍体大,与二倍体相近;双单倍体总叶绿素含量、可溶性蛋白质含量均低于单倍体。单倍体、双单倍体的EST同工酶谱表现纯合,比二倍体少2条带。

基于双单倍体牙鲆挖掘与生长性状连锁的微卫星标记

利用中国水产科学研究院北戴河中心实验站2007年制备的双单倍体牙鲆为材料,根据生长性状表型值分成快速生长组（Fast growth group,FGG）和慢速生长组（Slow growth group,SGG）,进行微卫星标记与生长性状的连锁分析。从牙鲆遗传连锁图谱选择40个高多态性的微卫星标记,覆盖了24个连锁群中的22个。结果表明,FGG和SGG每组各30尾个体进行40个微卫星位点的PCR扩增,在两组内共计检出8个差异性片段。FGG内,差异性片段的出现率为66.67%~86.67%;SGG内,差异性片段的出现率为40.00%~80.00%。同一位点,比较FGG和SGG组内具有差异性片段的个体,在体重、全长、体高三个性状上表现出显著差异。总计,有Poli19TUF、Poli24MHFS、Poli150TUF、Poli190TUF等4个位点与牙鲆生长性状显著相关,能够作为牙鲆良种选育研究过程中的辅助标记。

硬粒小麦-簇毛麦双单倍体愈伤组织染色体加倍技术的研究

对硬粒小麦(Triticum durum)-簇毛麦(Haynaldia vtllosa)杂种幼胚和 F_1幼穗诱导的愈伤组织进行秋水仙素处埋染色体加倍试验,秋水仙素浓度分别为20、50、100和150mg/l;处理时间为8、10、12,14、16和19天;742块愈伤组织在20-27℃温度和每日10小时荧光灯照条件下进行处理。结果表明:不同处理的平均加倍率(结实株数/成活株数×100％)为78.8％,以秋水仙素浓度150mg/l 处理10天的加倍率最高为94.1％。平均处理效果(结实株数/处理愈伤组织数×100％)是15.8％。以秋水仙素浓度150mg/l 处理8天的处理效果最佳为34.1％。试验说明,利用生物技术——幼胚或幼穗培养,使远缘杂种后代快繁和染色体加倍同时进行是可行的。

马铃薯花药培养硝酸银对诱导双单倍体及一单倍体的效果

通过在培养基中加入不同浓度AgNO_3,对离体条件下诱导马铃薯四倍体(S. tuberosum. L.)花药产生双单倍体(dihaploid),双单倍体花药产生一单倍体(monohaploid)的效应进行了研究。在基本诱导培养基中加入50～100μmol/LAgNO_3可显著促进四倍体花药和双单倍体花药产生胚状体,胚状体出现的频率最高可达16%。同时可提高胚状体的分化率。AgNO_3还可延缓花药的褐化,从而延长胚状体出现的时间。

诱发突变技术在植物双单倍体生产中的应用

本文就各种理化诱发突变技术在高等植物双单倍体生产中的应用和发展情况进行了简要综述。

小麦×玉米产生单倍体及双单倍体研究进展

小麦与玉米杂交产生小麦单倍体是一种新的单倍体产生途径，近年来研究进展很快。本文就影响单倍体胚产生频率的因素、幼胚离体培养及双单倍体植株产生三个方面论述了小麦×玉米方法的最新研究进展。

西葫芦双单倍体自交一代离体再生研究

以西葫芦DH12-11409双单倍体植株自交后代种子为试材,研究不同激素组合、外植体类型和苗龄对诱导西葫芦不定芽再生以及不定芽生根的影响。结果表明,取5d龄西葫芦双单倍体黄绿色子叶的子叶节为外植体,在MS＋30g/L Suc＋8g/L Agar＋2.0mg/L 6-BA＋0.1mg/L NAA培养基上诱导不定芽效果最好,诱导率高达90.0%,分化系数为8.5;生根培养基则以MS培养基中添加0.05或0.1mg/L NAA为宜;5-6片真叶再生植株经驯化移栽成活率高达90.0%,为再生植株驯化移栽的最佳时期。