水稻花药培养力的遗传分析及基因定位

在栽培稻的籼粳亚种间,花药培养力存在显著差异,这一差异主要是由遗传因素引起的。以适合籼粳稻杂种花药培养的SK_3培养基,经花药培养获得了一个籼粳交F_1代的加倍单倍体(DH)群体,对该群体的110个株系用同一种培养基进行花药培养,利用该群体构建的分子图谱进行有关水稻花药培养力的数量性状基因座位(QTLs)的分析。结果表明,与水稻花药培养力有关的4个性状在DH群体中均表现为连续分布,愈伤组织诱导率与绿苗分化率之间不存在相关性,而绿苗产率与愈伤组织诱导率和绿苗分化率均显著相关。在第6、7、8、10和12 5条染色体上分别检测到与愈伤组织诱导率有关的5个QTLs,其加性效应均为正。在第1和第9染色体上检测到与绿苗分化率有关的2个QTLs,这两个性状间的QTs不存在连锁。在第9染色体上有一个主效基因与白苗分化率有关,对绿苗产率则没有检测到特有的QTL。

影响水稻花药培养力的数量性状基因座位间的互作

控制数量性状的多个基因间不仅存在加性效应，还存在非等位基因间的互作。对一个舢粳交后代的加倍单倍体群体进行花药培养，通过Epistat软件分析影响水稻花药培养力的数量性状基因座位间的互作。结果表明，愈伤组织诱导率主要受两个单基因的影响，不存在双基因条件型互作，但有2对互适型互作与其有关。对于绿苗分化率，有1个单基因，2对条件型互作和4对互适型互作与其有关。对于白苗分化率检测到1个单基因，1个条件型互作和2个互适型互作。而非等位基因间的互作是控制绿苗产率的主要形式，其中有3对条件型互作和11对互适型互作，分布于除染色体5以外的11条染色体上。因此，对一些复杂的数量性状进行基因定位时，不可忽视非等位基因间互作的存在。

三个高花药培养力小麦材料培养力性状的配合力分析

为了给小麦花培育种提供参考,以3个高花药培养力的小麦材料为母本、4个农艺性状较好的小麦品种为父本,按不完全双列杂交方法配制了12个组合,对12个组合F1的愈伤组织诱导率、绿苗分化率和绿苗产率3个性状进行了检测,并进行了亲本及组合的一般配合力和特殊配合力效应分析。结果表明,3个高花药培养力小麦材料的愈伤组织诱导率、绿苗分化率和绿苗产率3个性状一般配合力效应的表现不尽相同。3个高培养力小麦材料中H6123和H60148的绿苗产率一般配合力表现正效应,其中H6123绿苗产率的一般配合力相对效应值最高,达到18.61,是一个优良的花培亲本。12个组合中有7个组合的绿苗产率特殊配合力表现正效应,且其中的5个组合中都含有1个绿苗产率一般配合力相对效应值较高的亲本,说明高配合力的亲本材料在组合配制中具有重要的作用。

小黑麦花药培养力的遗传模式分析

为探讨小黑麦花药培养特性的遗传特点和规律,以2个高花药培养特性和4个低花药培养特性的小黑麦为材料,用不完全双列杂交法对小黑麦花药培养力进行基因差异及配合力分析。结果表明,花药愈伤组织诱导率和绿苗分化率的基因型差异均达极显著水平,一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)都是相互独立的。对于花药愈伤组织诱导率而言,其父本和母本的GCA及父本×母本的SCA方差均达显著或极显著水平,该性状的遗传差异既包括加性效应,也包括显性效应,但加性效应更为重要;对其绿苗分化而言,父本×母本的SCA方差达极显著水平,而父本和母本的GCA均不显著,该性状的遗传差异除包括加性和显性效应外,还包括上位性效应,但以非加性效应更为重要。因而对小黑麦花药培养力而言,在GCA效应高的基础上选配SCA高的组合,通过杂交可以选育出花药培养力高的基因型。

籼稻花药培养力的遗传研究

用5个籼稻品种(系)及其完全双列杂交组合F_1进行花药培养,研究了不同基因型间培养力的差异及遗传。 花药培养力是一个可以遗传的特性,在不同基因型间有明显差异。出愈率,绿苗分化率和绿苗生产率的一般配合力方差,特殊配合力方差很显著,广义遗传力较高,但狭义遗传力较小,存在杂种优势和胞质效应。三个特性相比,绿苗生产率有最大的广义遗传力,但一般配合力方差的相对比重(GCa％)和狭义遗传力以出愈率最高。因此,在水稻花培育种中利用高培养力的亲本经合理配组是可能获得高频率绿苗的杂种。

冬小麦高花药培养力基因型的筛选

为了筛选小麦花培育种骨干亲本,减轻花培育种的基因型依赖性问题,对74个冬小麦品种(系)的5个花药培养力性状进行了鉴定,并对5个性状进行了相关性分析。结果表明,74个基因型的愈伤组织诱导率、绿苗分化率、绿苗产率、白苗分化率及白苗产率变化范围分别为0~43.17%、0~139.29%、0~20.83%、0~63.33%、0~7.17%,各花药培养力性状在所研究基因型中差异明显,存在基因型依赖性,其中绿苗分化率基因型间差异最大。基因型愈伤组织诱导特性与绿苗、白苗的分化正相关,愈伤再生分化成绿苗或是白苗没有相关性。筛选出绿苗产率高于1.0%的基因型22个,其中,SPLM2、衡96851、石4185、邯6172、河农6425五个基因型农艺性状较好,绿苗产率依次为8.17%、5.44%、2.39%、2.00%、0.72%,可作为花培育种的骨干亲本。

大麦花药培养力的遗传模式分析

用轮回式部分双列杂交法对大麦花药离体培养力进行基因型差异及配合力分析。结果表明,花药愈伤组织诱导率的基因型差异显著;一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)是相互独立的,且其方差均达极显著水平;遗传的差异既包含加性效应,也包括显性效应,但加性效应更为重要。因而针对花药愈伤组织诱导率而言,GCA效应是首要的,在GCA效应高的基础上,选配SCA效应高的组合,通过杂交可以选育出花药愈伤组织诱导率高的基因型。

籼稻复交F_1花药培养力的提高技术

以MS培养基为对照,研究分析M_8和N_6等2种培养基在不同激素浓度条件下,籼稻复交F_1花药的培养力。结果表明,在只添加2 mg/L 2,4-D的诱导培养基上,M8培养基可以使籼稻复交F_1花药出愈率达23.97%~38.28%,而N_6培养基只有10.77%~19.61%;在M8诱导培养基上,激素配比为2 mg/L 6-BA、0.5 mg/L KT、2 mg/L ABA,花药出愈率最高可达55.57%,在M_8分化培养基上,激素配比为2 mg/L 6-BA、1 mg/L NAA、1 mg/L IAA的培养基能使籼稻复交F_1的分化率达到44.97%,因此不同激素配比下的M_8培养基更适应于籼稻F_1花药培养,这为建立高效的籼稻F_1花药培养技术体系提供了依据。

双态双层培养法提高粳稻花药培养力的研究

通过对７个杂交组合Ｆ１代和１个品系的花药培养，初步明确了：①培养基琼脂含量影响粳稻花药愈伤组织诱导率；②液体培养的花药愈伤组织诱导率是固体培养的６．１倍，但绿苗分化率比固体培养低２．８倍；③双态双层培养可以提高粳稻花药培养力，使其达到１０．４％～２２．７％，是固体培养的２．２倍；④使用３０ｍｍ×２００ｍｍ试管，以０．９～１．１ｍｌ液膜注入量对提高花药培养力效果明显，是对照的１．８～２．１倍；⑤愈伤组织最佳转管时期为１ｍｍ。

基于小麦突变新种质的花药培养力基因初步定位

为挖掘花药培养力相关性状QTL,阐明花药离体培养的遗传控制基础,本研究以突变新种质H307与优质早熟品种郑麦9023为亲本,构建了含有131个株系的重组自交系群体。表型分析结果表明,胚状体(愈伤组织)诱导率、绿苗分化率、白苗分化率、白苗产率均表现为双侧的超亲分离,绿苗产率则表现为单侧的超亲分离,仅有超低亲的株系;采用SSR分子标记技术及QTL Icimapping 3.3软件的完备区间作图法(ICIM)对花药培养力相关性状基因/QTL的定位研究,检测到4个与胚状体(愈伤组织)诱导率、绿苗产率、白苗分化率相关的QTL,分别位于5B、6B和3D染色体上,其中位于6B染色体上与绿苗分化相关的QTL位点,其增效等位基因来自于亲本H307,可能是1个新的QTL位点。本研究结果为在实践中解决花药培养基因型限制问题奠定了一定的理论基础。

北方粳稻花药培养力及配合力分析

通过对北方粳稻8个品种及44不完全双列杂交F1的愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力及相应的配合力的分析,为北方粳稻花培育种的亲本选配提供参考。研究结果表明:(1)不同基因型的愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力有明显差异,杂种F1的愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力介于双亲之间而偏向母本。(2)不同亲本的一般配合力以及不同组合的特殊配合力存在明显差异,愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力的遗传主要由核基因控制的,存在基因的加性和非加性效应。

不同培养基对水稻花药培养力的影响

以不同籼粳成分的水稻(Oryza sativa L.)为试验材料,研究不同基本培养基[N6、合5、SK3、M8以及改良的M8(GM8)]对愈伤组织诱导效率的影响,筛选水稻花药培养最适宜的诱导培养基。结果表明,最佳诱导基本培养基为GM8;再以GM8为基本培养基,以HB568(粳稻)、HB570(糯稻)、HB613(籼稻)及21ah36(野生稻)为试验材料,比较添加单一、复合生长调节剂的诱导培养基对水稻花药培养的效果。结果表明,添加复合生长调节剂的处理可以提高花药培养力,即最佳水稻花药培养力的培养基为GM8+1.0 mg/L KT+2.0 mg/L 2,4-D+3.0 mg/L NAA。

北方粳稻花药培养力遗传特性分析

通过对8个粳稻品种和20个杂种F1的花药培养,对愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力的遗传特性进行了分析,结果表明:(1)杂种F1的愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力基因型间差异达到极显著水平。正、反交对杂种F1的愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力有很大影响。(2)杂种F1的愈伤诱导率、绿苗分化率、花药培养力介于双亲之间而偏向母本,个别组合出现超亲现象。(3)愈伤诱导率和绿苗分化率以基因的加性效应为主,广义遗传力(H2B)为98.7%和97.6%,狭义遗传力(HN2)为72.6%和86.7%,合理配组可以提高杂种F1的愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力。

提高宁夏水稻花药培养力的研究

采用3种培养基对4个典型水稻品系进行花药培养,结合2002-2004年工作分析了低温预处理时间、碳源、激素浓度、培养基、基因型对水稻花药培养力的影响。结果表明,水稻花培材料取样后,粳稻经低温处理8天接种最好,籼稻10天最好。碳源以蔗糖最佳。MET理想浓度为2mg/L时可提高移栽成活率。不同的培养基影响花药培养力。培养力和基因型之间有一定的互作效应。N6、A4培养基适应性较广,合5适应于籼型水稻。

基因型对春小麦花药培养力的影响

为促进春小麦花培育种亲本选择,对6组同一母本和6组同一父本的F1组合的4个花药培养力性状进行分析。结果表明:单一亲本相同条件下,各基因型间绿苗产率与愈伤诱导率变化趋势相同,基因型间差异达显著水平;各基因型的绿苗分化率普遍高于白苗分化率,但祁30342/龙15-5814组合和克14-509/龙10-0629//龙10-1017组合的白苗分化率高于绿苗分化率。春小麦花药培养力存在基因依赖性。筛选出以龙35、龙春15-428为母本和龙35、龙13-3550为父本的F1杂交组合,是花培材料的理想组合。

冬小麦常用亲本以及配组一代花药培养力的研究

对３００个冬小麦常用亲本和它们的部分Ｆ１后代花药培养力的研究表明，愈伤组织诱导率和绿苗分化率都是可遗传性状。它们受不同的遗传基因控制，具有各自的遗传特性。杂种１代的愈伤组织诱导率具有明显的加性效应和杂种优势，而绿苗分化率则介于双亲之间。花培后代再进行花培的花药培养力明显高于一般常用亲本。花药培养力受环境影响很大，生长在正常大田环境下的植株其愈伤组织诱导率明显高于生长在温室条件下的植株。筛选出京花１号、ＮＳ２６２５、８１３①－２１－２－３等几个花药培养力较好的材料，可在花培育种中作为桥梁品种应用。

水稻花药培养力的遗传控制研究进展

水稻花药培养技术与杂交育种、诱变育种及转基因技术等相结合,已成为水稻育种的一个重要技术手段。水稻花药培养力是数量性状,基因型是众多影响水稻花药培养力因素中的一个关键因子。首先介绍了植物组织可培养力的评价指标,重点综述了水稻花药培养力的基因型效应与遗传控制,以期为通过遗传操纵改良水稻的花药培养力提供参考。

碳源及基因型对粳稻花药培养效果的影响

为了优化粳稻花药培养技术体系,提高粳稻杂交组合的花药培养效率,选用2种碳源麦芽糖、蔗糖设置不同处理的诱导培养基对10个粳稻F 4杂交组合进行花药培养。结果表明,粳稻花药培养过程中诱导培养基添加蔗糖花药培养效果要优于麦芽糖。然后用优化的诱导愈伤培养基对6个粳稻不同世代杂交组合进行花药培养,其中组合J118表现出较好的愈伤组织诱导率(9.90%)和绿苗分化率(14.48%),花药培养力最高(1.43%)。因此,J118是花药培养再生能力强的杂交组合,可作为单倍体育种、基因定位与克隆和遗传转化研究的基础材料,对提高花培育种效率和加速新品种育成具有重要意义。

甘肃主栽小麦品种及骨干亲本花药培养特性评价及分析

为进一步提高小麦花培育种效率,拓宽花培杂交亲本可利用的基因型,以86份甘肃主栽小麦和骨干亲本为供试材料,利用花药培养技术,分析并评价其花药培养特性,探讨所筛选的具有高花药培养力基因型材料的应用潜力。结果表明,在供试小麦材料中,春小麦较冬小麦更易于诱导愈伤组织并分化出绿苗;愈伤组织诱导率与绿苗分化率及白苗分化率之间不具有相关性;绿苗生产率可作为评价小麦花药培养力的重要指标。此外,86份材料中共筛选出9份具有较高花药培养力的材料。研究结果可为利用甘肃小麦种质资源进行花培育种提供参考依据,同时所筛选出的高花药培养力材料在花培育种、DH群体构建、小孢子培养和无性系变异机理等基础研究方面具有重要的潜在应用价值。

小麦花药培养的基因型效应及优良基因型筛选

为进一步提高小麦花药培养的效率,从而加快花培育种的进程,对140份不同基因型的小麦亲本及其杂种F1和F3代进行花药培养,并对各世代不同基因型小麦的花药培养力进行研究。结果表明：小麦不同基因型及亲本的花药愈伤组织诱导率在2.89%-41.25%之间,平均为3.55%,绿苗分化率在0%-70.00%之间,平均为33.05%;114份不同基因型小麦F1代杂种材料中,有107份材料能够诱导出愈伤组织,愈伤组织诱导率最低为0%,最高为76.25%,平均为11.59%,绿苗分化率在0%-160.00%之间,平均为29.20%;F3代材料均能诱导出愈伤组织,愈伤诱导率在4.58%-80.83%之间,平均为16.39%,绿苗分化率在0%-71.43%之间,平均为34.99%。因此,不同基因型小麦材料的愈伤组织诱导率、绿苗分化率和绿苗产率在各材料间差异很大。依据高培养力组合亲本组配的规律,筛选到可作为桥梁亲本的材料（品种）有：‘宁春4号’、JinghongNo.2、‘鉴63’、Chuanmai18、Synthderiv.29589、S111、D-27、‘晋匽746-9’和K6-39等。