玉米单倍体加倍(DH)系籽粒性状表现的研究

玉米单倍体育种是快速选育纯合自交系的方法。研究利用单倍体诱导系,对来自BSSS杂种优势群的两个自交系BX08和BX19的杂交F1进行诱导获得单倍体,又经加倍获得33个加倍纯合系(DH),分析单倍体加倍纯合系与两个亲本及F1杂交种的果穗及籽粒性状表现。结果表明,单倍体加倍系的籽粒容积和质量比亲本籽粒都有所提高,子代的农艺性状获得显著改善,说明发生单倍体不是基因随机分离的结果,单倍体育种存在选择压力,有利于优良基因的累积,淘汰不良基因。

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。

玉米单倍体DH系特点及应用研究进展

利用单倍体诱导系选育技术能显著加快育种进程,高效单倍体诱导材料的培育及单倍体DH系应用是玉米单倍体育种的重要基础。本文就玉米单倍体DH系的特性及应用加以阐述,并对今后玉米单倍体DH系研究进行了展望。

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。

利用玉米单倍体育种技术培育优质玉米DH系

常规的玉米品种选育大多需要不断的杂交组合、自交、测交和回交等过程,而单倍体育种可以避免这些问题,是目前国际上最主流的且适宜商业化生产的育种模式。文章介绍了玉米DH系的特性以及利用玉米单倍体育种技术培育优质玉米DH系的技术措施,并对应用效果进行了分析。单倍体育种技术要与传统杂交育种技术有效结合,确保培育出更多优良的杂交玉米品种,为接下来的进一步研究奠定坚实基础,提供理想材料。

不同世代玉米诱导率与加倍率研究及DH系配合力分析

以Lancster类群的玉米自交系PH 5 AD和PH 4 CV进行杂交组配,连续自交4代,形成S、S、S和S四个世代,利用诱导系H-4对四个世代进行杂交诱导。结果表明,不同世代诱导率间呈极显著差异,诱导率最高的是S世代,为10.66%。采用浸芽法,用纯度为0.6%的秋水仙素处理不同世代的单倍体种子,结果显示,不同浸芽时长对单倍体加倍率的影响显著,其中浸芽8 h的加倍效果最佳,加倍率为19.91%;对四个不同世代选育的20个DH系与Reid类群的5个测验种形成的双列杂交组合进行研究,发现DH系产量平均配合力较低的是S世代;DH系产量一般配合力较高的是S和S世代,且S和S世代产量变化幅度比较接近;诱导产生DH系的最佳世代是S代。

单倍体诱导系在玉米育种研究中的初探

利用3个单倍体诱导系与8个不同基因型母本(普通玉米、甜玉米、糯玉米和甜糯玉米)杂交诱导,根据籽粒颜色、根尖染色体压片、气孔密度并结合田间植株表现鉴定单倍体,并利用秋水仙素处理加倍。结果表明,不同诱导系间诱导率存在差异,MT041平均单倍体诱导率显著高于其他2个诱导系,诱导率为4.17%;不同基因型母本间也存在显著差异,糯玉米和普通玉米材料单倍体率显著高于甜玉米,甜糯玉米杂交种对甜玉米单倍体提高有利。0.06%秋水仙素溶液浸根加倍效果显著高于0.02%浓度,但高浓度的秋水仙素处理成苗率不高,结果表明加倍技术仍然是制约DH育种技术广泛应用的瓶颈。

玉米单倍体诱导系及其杂交种对不同类型F1的诱导率评价与应用

综合不同诱导系优良性状,组建了诱导系间杂交种,优化玉米(Zea mays)单倍体诱导技术,克服单倍体植株弱小、花粉量少、抗逆性差等缺点,研究了玉米单倍体诱导系及其杂交种对不同类型F1的诱导效果。结果表明,诱导率与母本基因型间差异达极显著水平,与父本间差异达显著水平。LA11的诱导率明显高于农大高诱1号,而两者的杂交种植株高大,雄花花粉量大,抗逆性强,综合性状明显优于两个诱导系,且诱导率接近较高的LA11,可以用于自然杂交诱导育种;自然加倍率与父本无关,与母本基因型关系密切。

玉米单倍体诱导系对不同类群F_1的诱导率评价

为了规模化应用玉米单倍体育种技术,研究了玉米单倍体诱导系高诱1号和EMK-1对不同基因型类群F1的单倍体诱导效果。结果表明:诱导率和母本基因型存在显著差异,与不同来源父本的差异相关性接近显著水平。EMK-1诱导率和植株性状明显优于高诱1号,可以重点利用;单倍体自然加倍率与母本基因型差异接近显著水平,与父本诱导系基因型没有差异。

玉米孤雌生殖诱导系杂交诱导单倍体育种技术

介绍了玉米杂交诱导单倍体选育自交系的基本技术,包括基础材料的选择、杂交诱导、单倍体籽粒的挑选、单倍体的加倍、DH系的筛选与鉴定,同时展望了玉米单倍体育种技术的应用前景。

玉米父本DH材料单倍体自然加倍花粉结实力的遗传研究

以2020年、2021年玉米父本DH系D1279×D752杂交F1诱导单倍体自然加倍自交结实穗的穗粒数为研究对象,应用DH群体遗传模型及混合分布方法,对花粉结实力进行研究。结果表明,2年中单倍体自然加倍花粉结实力分别由3对和4对主效基因决定,具有加性效应和上位性效应;主效基因遗传力分别为64.85%和92.20%。此结果可为玉米单倍体遗传育种工作提供技术支撑。

3个单倍体诱导系对不同基础群体玉米材料的诱导效率研究

为研究不同诱导系对不同基础群体材料的诱导效率,利用3个单倍体诱导系对7个不同基础群体玉米材料进行杂交诱导。结果表明,诱导系Stock 6和N 548-1的平均诱导率较高,分别为3.22%和3.14%,W 1619最低,为2.33%;在3个诱导系诱导下,诱导母本材料W 3的平均诱导率最高,为3.56%;诱导组合R 2×Stock 6的诱导率最高,为4.51%。单倍体加倍率与加倍方式和材料有关,化学加倍要高于自然加倍,温带材料要高于2个热带材料。因此,选择合适的诱导系、诱导材料以及加倍方式能够有效提高单倍体诱导效率。

高效生物诱导玉米单倍体及其加倍方法研究初报

利用中国农业大学选育的高油型孤雌生殖单倍体诱导系(CAUHOI)对提高玉米单倍体诱导率和加倍率的方法进行了研究。单倍体诱导试验表明,花丝长短和授粉时间对单倍体诱导率有重要影响:延迟授粉(长花丝≥8 cm)的平均单倍体诱导率为3.86%,约为正常授粉(短花丝≤5 cm)条件下的1.5倍;伏后授粉的诱导率平均为4.70%,约为伏期授粉的2倍。证明延迟授粉时间和较低的温度有利于提高单倍体诱导率。秋水仙素加倍试验表明,浸根法和注射法对植株伤害较严重,存活率低于50%;浸种法(0.6 mg/mL)和注射法(0.4 mg/mL)的散粉率较高(48.35%,28.09%),相应的结实率也较高(14.29%,10.11%),说明浸种法处理效果最好,注射法次之。

玉米单倍体高效加倍技术规范

根据多年来玉米单倍体育种研究的理论和实践,结合国内外单倍体育种的成功经验,组装集成了"玉米单倍体高效加倍技术规范"(仅供参照试用)。本规范是玉米单倍体人工(化学)加倍的基本操作程序,适用于利用杂交诱导单倍体快速选育玉米自交系技术,主要包括单倍体种植、单倍体植株确认、高效加倍技术、单倍体植株的授粉与收获、获得DH系等5个技术环节。按此技术规程操作,可显著提高单倍体的加倍率和育种成效。

二甲基亚砜(DMSO)对烟草单倍体植株的染色体加倍效应

为提高烟草单倍体技术中的染色体加倍率,本文研究了运用二甲基亚砜(Dimethylsurfoxide,DMSO)混合秋水仙碱对烟草花培单倍体苗进行加倍的方法。结果表明:20g/L DMSO混合4g/L的秋水仙碱溶液对烟草花培单倍体苗的加倍率较单独使用秋水仙碱的加倍率提高2倍以上;运用该方法,作者在两年内成功构建烟草DH群体。

玉米单倍体育种技术发展现状及高效应用展望

玉米是我国重要的粮食作物之一,也是常用的饲料作物,选育优良玉米品种对保障粮食安全和促进农业发展有非常重要的作用。通过使用单倍体育种技术,可以将纯系的育种时间从6~7代缩短为1~2代,从而加快育种进程,提升优良品种的选育效率。对玉米单倍体育种技术研究进展和高效评价方法进行综述,包括诱导系的选择和加倍方法的筛选。目前,DH系生产的工程化水平显著提高。在单倍体评价过程中,通过田间观察筛选、分子检测筛选、全基因组选择技术开展了DH系的高效评价研究。玉米单倍体育种技术与全基因组选育技术的有机结合,有助于高效筛选出符合育种要求的DH系,进一步提升单倍体工程化应用效率,在育种过程中具有良好的应用前景。

玉米不同自交后代的单倍体诱导率和加倍率表现及DH系配合力分析

以PH4CV×PHB1M为基础材料,自交形成S0、S1、S2、S34个世代。利用高频诱导系"JS6"对4个世代进行单倍体诱导。结果表明,S0、S1世代诱导率较高,诱导率分别为11.98%、11.23%。利用秋水仙素采取浸芽处理不同自交后代产生单倍体种子,影响加倍率的主要因素是秋水仙素浓度,不同浓度秋水仙素对单倍体加倍率显著不同,0.06%的秋水仙素加倍率最高,为20.91%;不同自交后代的单倍体加倍率无明显差异,但秋水仙素与自交后代存在互作效应。将4个不同自交后代的20个DH系与5个测验种形成的双列杂交结果表明,S0世代产生的DH系的一般配合力均值较低;S2和S3世代DH系产量配合力变幅相近,一般配合力较高。S2代是诱导产生DH系的最佳世代。

基于自然加倍为主体的DH双轮回选择玉米育种技术体系的构思

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,融入分子辅助设计、数据采集与分析处理等现代技术,构建＂基于自然加倍为主体的单倍体双轮回育种集成技术体系＂。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,随育种进程逐步深入,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,逐步摆脱复杂苛刻的实验室或工厂化加倍技术环节,步入简捷高效的单倍体田间自然加倍技术体系。该体系能够实现育种技术全新跨越,大幅度提高育种效率,缩短育种年限,简化操作流程。

玉米单倍体诱导DH系的分子鉴定研究

采用36个SSR引物对先玉335的418个DH系进行分子鉴定,并与田间形态性状调查结果对比。结果表明:DNA指纹技术是鉴定DH系材料是否完全纯合的有效手段,仅通过田间表型鉴定很难准确判断材料是否纯合。规范的加倍扩繁程序是解决DH系较高混杂状况的根本措施。