离体诱导单倍体在植物遗传与育种中的应用

单倍体是一种特殊的生命现象，涉及到生物的起源、进化、胚胎发生与遗传变异等学科，受到科学家的关注。本文讨论下述问题：１）高等植物单倍体的起源，２）单倍体的遗传学。

不同果型西瓜单倍体诱导技术优化

西瓜未受精子房离体培养是诱导单倍体的有效方法,可缩短育种时间。为建立高效稳定的单倍体诱导体系,提高单倍体诱导率,以大果型品种雪龙1号、雪龙3号,中果型品种早蜜、红都2号和小果型品种小玉9号和黄小玉的6个杂交一代(2n=2x=22)西瓜的未受精子房为试验材料,研究不同植物生长调节剂种类和质量浓度对西瓜单倍体诱导率的影响。结果表明,6个不同基因型品种在2 mg·L^(-1)6-BA+1 mg·L^(-1)NAA和2 mg·L^(-1)6-BA+2 mg·L^(-1)NAA的诱导培养基中均能诱导出胚状体,除黄小玉以外,均获得了单倍体再生植株;其中,红都2号的胚状体诱导率最高,达63.89%;其次是早蜜,诱导率为55.56%。

4个玉米单倍体诱导系的诱导效果

旨在从黄淮玉米产区主要遗传群体材料中筛选适宜的单倍体诱导系,研究并分析授粉时期对诱导系诱导效果的影响,为基于单倍体技术快速创制优良玉米种质提供研究基础。以2个遗传类型的材料为母本、4个外引的单倍体诱导系为父本,在江苏省淮安市于夏季玉米吐丝后的不同时期授粉,统计后代单倍体产生的频率,研究不同单倍体诱导系的诱导效果及授粉时期对单倍体诱导率的影响。结果表明:(1)不同诱导系的诱导率之间存在显著差异,YD4、YD2、YD3的诱导率分别为8.57%、7.98%、7.93%,三者之间差异不显著。YD5的诱导率最低,为3.41%,与其他诱导系之间的差异均达到了显著水平。4个诱导系的诱导效果由高到低依次为YD4、YD2、YD3、YD5。(2)母本材料吐丝早,中期授粉诱导率高于后期,其中吐丝后2 d的授粉诱导率最高,为9.99%,与其他授粉时期间的差异均达到显著水平,其次为吐丝后3、4 d授粉,诱导率分别为8.06%、7.87%。综合分析母本授粉结实情况及单倍体诱导率认为,母本材料在吐丝后2、3、4 d授粉,单倍体诱导系的诱导效率较高。

优良早熟玉米单倍体诱导系LY9-3的选育及栽培技术要点

为了选育适宜寒地生态条件的优良单倍体诱导系,利用从乌克兰引进的玉米诱导系EMK-1和农大高诱5号杂交后代的分离群体为基础材料,经过连续6代的自交和诱导率测定,育成了优良单倍体诱导系LY9-3,其对测验种德美亚3号的单倍体平均诱导率为13.36%。LY9-3具有熟期早、平均诱导率高、抗玉米主要病害、抗倒伏、籽粒遗传标记明显等优良特点,是寒地开展早熟玉米单倍体育种的理想诱导系。

玉米单倍体诱导方法研究进展

单倍体育种技术作为现代玉米三大育种技术之一,与传统的自交育种相比具有缩短育种周期、改善远缘杂交不亲和、提高育种效率的优点。单倍体育种利用诱导产生的单倍体籽粒加倍形成双单倍体(DH系),具有纯化速度快、纯合度高、分离类群多等优点,为育种提供基础材料,其中诱导是单倍体育种过程中的重要步骤,是单倍体育种技术的关键。该文通过对玉米单倍体诱导方法进行归纳,总结了当前单倍体诱导方向的研究进展,为后续该方向的玉米单倍体育种研究提供理论支持。

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。

利用单倍体诱导系选育玉米自交系研究

利用单倍体诱导系选育玉米自交系可大大提高选育效率。本文回顾了玉米单倍体诱导系的选育现状,利用单倍体诱导系选育玉米自交系的基本程序。为加强单倍体诱导系在玉米育种中的利用,提高单倍体诱导率,建立一套高效的单倍体加倍方法、揭示单倍体诱导系诱导性状的遗传规律和诱导机制以及建立一套简便易行的鉴别单倍体和双倍体的技术是目前极需解决的问题。单倍体诱导系已在玉米育种中显示出巨大的应用前景,我国应加强这方面的研究并尽快应用于实践。

玉米单倍体诱导材料的鉴定和快速选系技术研究

对5个玉米单倍体诱导材料以及7个选系基础材料的单倍体诱导、自然加倍等进行了研究分析。结果表明,不同诱导材料的单倍体诱导率存在较大差异,单倍体诱导率可能存在超亲优势。同一诱导材料不同的基础材料间单倍体诱导率差异不显著,单倍体诱导率不因基础材料的不同而异。单倍体自然加倍率的高低与种植环境关系密切,与基础材料无关。

玉米单倍体诱导系JS6-2诱导效果的研究

【目的】探讨玉米单倍体诱导系JS6—2对不同基础材料、不同授粉时期和果穗不同部位的诱导效果，为玉米单倍体育种技术的应用提供理论依据。[方法】以玉米单倍体诱导系JS6—2为诱导材料，Stock6和农大高诱1号为对照，对不同基础材料进行了杂交诱导，同时比较了不同授粉时期、不同果穗部位对单倍体诱导率的影响。【结果]JS6—2对自交系及杂交种均具有诱导产生单倍体的能力，对自交系诱导中，JS6—2单倍体诱导率（8．29％）明显高于农大高诱1号（1．70％）和Stock6（O．66％）；对杂交种诱导中，JS6—2单倍体诱导率（8．22％）同样明显高于其他2个诱导系（1．35％和0．76％）。JS6—2杂交诱导单倍体最佳时期为雌穗吐丝后3～8d；果穗顶部的单倍体诱导率（6．87％）高于底部（5．61％）。【结论】玉米单倍体诱导系JS6—2的诱导效果明显好于农大高诱1号和Stock6；Reid、NoReid材料以及Reid×DOM和NoReid×DOM杂优模式材料的单倍体诱导率高；田间杂交诱导时，建议在雌穗吐丝3～5d整齐剪断花丝进行杂交诱导，单倍体诱导效果好。

糯玉米单倍体诱导和加倍的研究

【目的】探索单倍体诱导系在糯玉米单倍体育种应用中的可能性及适宜的糯玉米单倍体诱导和加倍方法,以加快我国糯玉米育种进程,提高糯玉米育种效率。【方法】诱导试验中以吉林农业大学选育的5个诱导系(HG1-HG5)作为诱导材料对不同糯玉米母本材料进行诱导,比较不同花丝长度、授粉时期和果穗部位对糯玉米单倍体诱导率的影响;加倍试验中,以秋水仙素作为糯玉米单倍体人工染色体加倍药剂,采取4种(浸种法、浸芽法、滴心叶法、针刺生长点法)处理方法,每种方法设置3个秋水仙素质量浓度梯度(0.3,0.5和0.7mg/mL)并辅以2.5%二甲基亚砜(DMSO)作为助渗剂,筛选适宜的糯玉米单倍体加倍方法。【结果】诱导试验结果表明,延迟授粉(花丝长度≥8cm)单倍体诱导率均值为17.9%,约为正常授粉(花丝长度≤4cm)条件下的2.9倍;伏后授粉单倍体诱导率均值为19.4%,约为伏期授粉的3.1倍;果穗顶部的诱导率(6.87%)高于底部(5.61%)。加倍试验结果表明,浸种法对植株伤害较严重,存活率低于50%;针刺生长点法(0.7 mg/mL)和滴心叶法(0.5 mg/mL)的散粉率较高(45.9%,28.9%),相应的结实率也较高(15.2%,11.1%),说明针刺生长点法处理效果最好,滴心叶法次之。【结论】糯玉米单倍体育种能提高糯玉米育种效率。

玉米高频率孤雌生殖单倍体诱导系的选育与鉴定

本试验从单倍体诱导系 Stock6与高油玉米群体 BHO的杂交后代中经过不断的测交和选择 ,育成了我国第一个孤雌生殖单倍体诱导系农大高诱 1号。在 16个测交组合中高诱一号对 4 11自交系的单倍体诱导率最高 ( 9.2 % ) ;而对 H4自交系的单倍体诱导率最低 ( 1.92 % ) ;其平均单倍体诱导率为5.34 %。以黄绿苗自交系 Syn695yg为测验种 ,高诱 1号的诱导率达 5.8% ,较 Stock6高出 5倍 ;同时其籽粒 Navajo标记较之 Stock6更加明显 ,而且还结合了 ABP1紫色植株标记和独特的大胚面标记。高诱 1号的花粉量大、繁殖容易 。

小麦×玉米杂交诱导小麦单倍体的割穗离体培养研究

为进一步建立和完善简易高效的小麦×玉米杂交诱导小麦单倍体技术,以2个小麦杂种F1和2个玉米品种为材料,对小麦×玉米杂交中杂交穗割穗离体培养与田间自然生长的单倍体胚诱导效果、授粉后不同割穗时间和不同培养液配方对得胚率的影响进行了研究。结果表明,杂交穗离体培养的得胚率比田间自然生长高2倍,两者的得胚率分别为31.6%和9.6%;割穗培养的最佳时期为授粉后24 h;不同的穗培养液配方对颖果结实率和得胚率均有明显影响,在培养基中添加磷酸二氢钾有利于提高颖果结实率和得胚率。因此,小麦×玉米杂交后24 h割穗,杂交穗在含有100 mg/L 2,4-D,40 g/L蔗糖,10 mg/L硝酸银,8 mL/L亚硫酸和3 g/L磷酸二氢钾的培养液中培养,单倍体胚诱导效果最好。

甜玉米单倍体诱导和加倍方法研究

【目的】探索单倍体诱导系在甜玉米单倍体育种中应用的可能性及适宜的甜玉米单倍体诱导和加倍方法,为加快我国甜玉米育种进程、提高甜玉米育种效率奠定基础。【方法】采用3个诱导系和4个甜玉米杂交种,设计4种秋水仙素化学加倍甜玉米单倍体的方法,对提高甜玉米单倍体诱导率和加倍率的方法进行比较研究。【结果】甜玉米单倍体诱导试验表明,3个单倍体诱导系的诱导率有极显著差异,其中以TY1的诱导率最高,为7.99%;4个甜玉米杂交种诱导率差异极显著,以"绿色先锋"的诱导率最高,为7.57%。秋水仙素加倍甜玉米单倍体试验表明,浸芽法和针刺生长点法对植株伤害较严重,存活率低于50%;浸种法(0.5 mg/mL秋水仙素)和针刺生长点法(0.3mg/mL秋水仙素)的散粉率较高(48.4%,28.9%),相应的结实率也较高(15.2%,11.1%),说明浸种法处理效果最好,针刺生长点法次之。【结论】适宜的单倍体诱导和加倍方法能显著提高甜玉米单倍体的育种效率。

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。

小麦小花穗位及发育进度对小麦×玉米单倍体胚诱导率的影响

为了提高小麦×玉米的单倍体胚诱导频率,以玉米品种"白甜糯"和4个小麦品系为材料,研究了小麦不同穗位、不同发育进度的小花对小麦×玉米单倍体胚诱导频率的影响。结果表明,授粉时小麦小花的发育进度对颖果结实率和单倍体胚诱导率有明显影响,单倍体胚诱导率以处于盛花期的小花最高(平均为22.3％),初花期次之(16.4％),始花期最低(11.3％);在同一个穗子中,中、上部,小花的单倍体胚诱导率(24.2％、26.8％)显著高于下部小花(18.5％),说明在小花柱头发育较成熟时授粉,有利于提高单倍体胚诱导率。研究结果还表明,主穗小花的单倍体胚诱导率与次生分蘖穗间差异不显著。

用单倍体诱导系诱导糯玉米单倍体

采用从Stock6单倍体诱导系中选育出的3个诱导系对4个糯玉米杂交种进行诱导,通过对诱导子粒形态和细胞学鉴定,探索其在糯玉米单倍体育种应用的可能性。结果得出:3个单倍体诱导系的诱导率差异极显著,以Stock6-1诱导率最高为7.27%;4个糯玉米杂交种被诱导率差异极显著,以糯玉米杂交种199被诱导率最高为6.86%;对紫顶白胚的拟单倍体种子进行细胞学鉴定,染色体条数为10条的种子占57%,染色体条数为20条的种子占43%。研究表明,糯玉米单倍体育种能提高糯玉米育种效率,应加强这方面的研究并尽快应用于实践。

桂诱系列热带玉米单倍体诱导系选育

当前,应用单倍体诱导系生产玉米单倍体进行自交系选育是一种快速玉米育种方法。单倍体诱导系选育是应用活体单倍体诱导技术的前提,而在热带地区却缺乏高效生产单倍体的诱导系。为了选育高效生产热带玉米种质单倍体的诱导系,利用热带玉米种质持续改良高频孤雌生殖诱导系农大高诱1号,系谱法选育出桂诱系列热带玉米单倍体诱导系6个,并将其应用于9个不同的热带玉米种质评价其生产单倍体的效果。桂诱系列诱导系生产单倍体的平均频率为2.24%-4.64%,比高诱1号（1.48%）有大幅提高,其中GI1的平均诱导率（4.6%）为高诱1号的3.14倍。迪卡008×GI1和墨白1号×GI3的单倍体诱导频率分别为7.35%和7.22%。同时,3个桂诱系列诱导系通过籽粒颜色标记鉴定单倍体的准确率也获得提高,最高的GI4平均鉴定准确率超过50%。

玉米单倍体诱导系及其在育种中的应用研究

利用单倍体诱导系选育玉米自交系这一新的育种方法能够快速提供来自供体亲本的稳定纯系,大大缩短自交系选育年限,加快育种进程,提高选育效率。就玉米单倍体诱导系在育种应用中的3个方面进行了论述与探讨,揭示了提高单倍体诱导系诱导率和建立高效的单倍体加倍方法,以及对单倍体诱导系诱导性状的遗传规律和诱导机制研究等问题是目前单倍体诱导系在玉米育种应用中亟待解决的问题。玉米单倍体诱导系在玉米育种中显示出巨大的应用前景。

辐射花粉授粉诱导黄瓜单倍体

实验采用辐射花粉诱导黄瓜单倍体的方法,研究了辐射剂量(150,300Gy)和基因型在黄瓜单倍体诱导中的影响。结果发现基因型、辐射剂量都对植株再生率有极显著的影响。对相同基因型,不同剂量的植株再生率而言,150Gy总体上效果好于300Gy。对相同剂量,不同基因型的植株再生率而言,经150Gy辐射花粉授粉处理的7307植株再生率最高。0548植株再生率最低。对不同剂量,不同基因型而言,低剂量(150Gy)对4种基因型的植株再生率影响较大。而高剂量(300Gy)对4种基因型的植株再生率的影响处于两个极端。

不同来源的糯玉米单倍体诱导研究

以6个不同来源糯玉米基础材料(人工合成群体、地方品种、单交种)为母本,引进的3个单倍体诱导系为父本进行杂交诱导,对糯玉米单倍体诱导率及化学加倍效率进行研究。结果表明,单倍体诱导率受母本基础材料和父本诱导系影响均较大,而散粉株率、结实株率则主要受母本基础材料的影响。从基础材料的来源看,单倍体诱导率从高到低依次是人工合成群体、地方品种、单交种,散粉株率和结实株率从高到低依次是地方品种、人工合成群体、单交种。从诱导系的单倍体诱导率来看,YD 2的诱导率为5.3%,显著高于YD 1和YD 3,在糯玉米单倍体诱导育种中可加大对YD 2的利用。