玉米单倍体自然加倍双轮回育种体系的探索

依据相关理论和育种实践提出,在单倍体规模化育种技术基础上,应用单倍体轮选遗传修复原理,纳入主体杂优模式双向轮回选择育种理念,构建“单倍体自然加倍双轮回育种技术体系”。通过对主体杂优模式的双向DH轮回循环选择改良,逐步累加农艺性状相关有益基因频率,快速聚合雄穗自然加倍基因,保持2个群体的遗传距离与配合力,逐步形成两个相互对应的单倍体高自然加倍商业化核心种质群,步入简单、快捷、高效的“单倍体自然加倍双轮回育种技术体系”。该体系经全面运行实施,验证了缩短育种年限、简化操作流程、节约选系成本、提高育种效率的效果。

玉米单倍体高自然加倍种质快捷轮选方法及高加倍瑞德核心种质的创制

基于DH系表现水平的轮回选择已被证明是改良玉米单倍体加倍能力的有效手段。本研究通过试验证明,在单倍体DH^(0)世代,基于优选单株组群开始轮回选择,同样也迅速提高了单倍体自然加倍能力。相比较基于DH系水平的轮回选择,每轮节约了1个世代,大幅度提升了选择效率。应用此方法构建了2个Reid群高加倍种质(群体及DH系),自然加倍率分别高达80%以上,已作为骨干核心种质应用于商业育种。“高自然加倍材料快捷创制方法”的成功突破,实现了高加倍种质与优异DH自交系同步创制。“瑞德类群高加倍核心种质的成功创制”,为构建快捷高效的“单倍体自然加倍双轮回育种技术体系”奠定了坚实基础。

玉米黄绿苗标记单倍体诱导系“吉黄诱7号”的选育

研究一种新型的玉米单倍体诱导系的选育过程。在传统R1-nj标记和紫色茎秆标记(pl1)的基础上,创新性地将黄绿苗标记基因(Yg3)导入到单倍体诱导系中,填补了单倍体幼苗期无标记性状鉴别的空白。应用于玉米全单倍体育种技术体系(自然加倍、人工加倍、EDH系、单倍体回交、单倍体轮回选择育种等),可大幅度提高育种效率,降低育种成本。

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。

一个无叶舌玉米育种新材料的利用研究

本研究从黄早四回交群体的自交后代发现了无叶舌单株,自交获得隐性无叶舌自交系吉D69。采用回交转育的方法,把吉D69的无叶舌基因导入到杂交种吉单513的两个亲本吉V203和吉V152中,获得无叶舌自交系吉V203/lg和吉V152/lg。2017年用吉V203和吉V152及其对应的无叶舌自交系吉V203/lg和吉V152/lg配制杂交种吉单513、吉单513/lg、吉单513/sm和吉单513/sf,2018年进行性状调查并对杂交种进行测产。发现无叶舌自交系株型收敛,果穗普遍变小;当杂交种的双亲均为无叶舌自交系时,由于果穗太小而减产,而当杂交种的一个亲本为无叶舌自交系时,由于耐密性提高而增产。无叶舌育种新材料在耐密育种中具有较大的应用价值。

玉米单倍体精准加倍效果及超快捷育种方法探讨

基于幼胚拯救的化学加倍技术路线,对难以自然加倍基础材料(华美1号)的单倍体进行精准加倍后,加倍株率高达75.83%,自交结实率高达50.39%,是自然加倍效率的49.89倍和69.97倍,多粒(≥7粒)结实果穗高达80.1%,提出单倍体人工精准加倍概念。多年实践发现,精准加倍能实质性改善单倍体散粉质量,花序表现为整分支或全序散粉,平均散粉期达4 d,抖花序就可采集充裕的花粉。开展以高通量幼胚拯救精准加倍与DH_(0)自交和测交同步实施为主要技术关键的“玉米超快捷育种方法及流程”研究取得重要成果,经多年规模化验证,关键技术指标达到8个月时限内完成DH系的创制、鉴选,并同步获得相应测交种,经过3年8个月时限即可育成优异组合进入预试,提出结合轮回选择的超快捷双轮回育种技术应用策略。

玉米“单倍体+轮回选择”技术在育种中的应用探析

轮回选择是一种有效改良玉米群体的方法,将单倍体育种技术与轮回选择相结合,可以高效地改良玉米群体并产出可以商业化的玉米自交系。本文通过回顾性研究及相关的试验验证,提出了"单倍体+轮回选择"的双轮回选择玉米育种新体系。