玉米单倍体诱导选系方法研究进展
玉米单倍体育种技术应用研究进展

摘要与常规选育方式相比,玉米单倍体育种技术可以在很大程度上优化传统育种技术方法。
高效利用该技术,可以节省很多的时间和育种成本,获得明显的成效。
现阶段,玉米单倍体育种技术相对较多,应用的鉴定方式也比较多元化。
为保证玉米单倍体育种技术广泛应用和推广,应该结合现状,科学地研究和运用。
本文对玉米单倍体获取方法及其鉴定方法的研究进展进行了综述,并对玉米单倍体育种技术的应用进行了展望,以期为该技术的推广应用提供参考。
关键词玉米;单倍体育种技术;应用中图分类号S513.035文献标识码A 文章编号1007-5739(2022)12-0013-03DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2022.12.005开放科学(资源服务)标识码(OSID ):玉米单倍体育种技术应用研究进展邵泽广(郯城县农业农村局,山东郯城276100)玉米是较早发现和利用杂交优势的农作物之一。
玉米杂交种丰产性好,适应性强。
常规选育法和单倍体育种法是目前应用最为广泛的2种自交系选育方式[1]。
常规选育法在运用期间,需要花费相当长的时间进行育种,一般为4~6年,整体选择效率不高。
在应用单倍体育种技术的过程中,可以直接借助配子体,周期比较短,能被控制在2~3年,育成的纯系很稳定,应用和发展前景非常广阔。
1玉米单倍体获取方法1.1自然发生的单倍体所谓自然发生的单倍体,是指在玉米种植期间,因为其生殖发育过程中会出现异常的情况,最终可能会出现孤雌或孤雄生殖。
一般情况下,自然发生的单倍体出现概率非常小。
因为这种单倍体高度不育,所以无论是玉米植株,还是玉米组织器官等均较二倍体弱小。
因此,在自然界中,单倍体的数量并不多。
1.2孤雌生殖一般而言,在玉米单倍体获取阶段,诱导玉米孤雌生殖的方式相对较多。
在实际生殖期间,可以采取授粉方式,刺激未受精的卵细胞,让其生长和发育,最终引起孤雌生殖,从而获得单倍体。
同时,也可以使用紫外线对玉米花粉进行高效处理,处理完毕后为正常玉米植株实施授粉,使其可以形成单倍体胚。
玉米单倍体诱导系及其在育种中的应用研究

玉米单倍体诱导系及其在育种中的应用研究芦连勇;崔俊明;卢道文;孙海潮;牛永锋;王海莉【摘要】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.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)009【总页数】3页(P5145-5147)【关键词】玉米单倍体诱导系;育种应用;发展前景【作者】芦连勇;崔俊明;卢道文;孙海潮;牛永锋;王海莉【作者单位】河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000【正文语种】中文【中图分类】S513选育优良玉米杂交种的基础和关键在于选育出综合性状表现优良的双亲自交系。
常规育种技术手段选育玉米自交系,获得一个纯系一般需要4~6年时间,耗费大量的人力、物力、财力。
目前,我国95%以上的玉米育种力量选育玉米新品种的技术手段都是利用系谱法、回交法和二环系法等常规育种技术手段。
常规育种技术手段存在的主要缺点是培育新品种周期长、速度慢、效率低不能适应现代育种产业化的激烈竞争要求,因此育种技术创新的主要方向之一就是利用优异种质快速选育玉米自交系和杂交种。
近年来利用单倍体诱导系诱导玉米单倍体这一新的快速育种方法倍受关注。
为此,笔者对玉米单倍体诱导系及其在育种中的应用进行综述。
1 玉米单倍体诱导系介绍1.1 选育历程与进展 1949年,Chase提出了单倍体诱导选系的方法。
玉米单倍体诱导选系方法研究进展

材 料进行 单倍 体诱 导 , 也说明 母本基 因 型对单 倍体诱 导 率具
有 重要 影 响。 3 单倍体 的鉴 定
31 遗 传 标 记 鉴 定 法 .
1 高频 诱导 系 的选 育 单 倍 体 诱 导 选 系 的方 法 最 早 是 由 C ae在 14 hs 9 9年 提
差 异较 大 。 国 良等翻 用农大 高 诱 1号对 玉 米不 同 种质 类 李 利 群 诱 导 单 倍 体 的效 果 进 行 了 研 究 , 果 表 明 农大 高 诱 l 结 号 对 L natr 均单 倍 体 诱 导 率最 高 , 次 是 R i 群 、 acs 平 e 其 e d类 唐
玉米 是 中国 种植 面 积最 大 的 粮 食 作 物 , 直接 影响 到 畜 牧 、 工 、 源 及 其相 关 行业 的发 展 , 轻 能 直接 关 系 到 国家 粮 食 安 全 以及 人 民 生 活水 平 的提 高 。 育 优 良玉 米 杂 交种 的基 选 础 和 关 键 是 选 育 优 良玉 米 自交 系。 育玉 米 自交 系 的常 规 选 方 法 有 系 谱法 、 回交 法 、 回选 择 法 等 , 这 些方 法 育 种 周 轮 但 期长 、 耗 资源 多 。 用单 倍 体 育 种 , 提 高 玉米 自交 系 的 消 采 可 选 育效 率 , 过 l 2代 就 可 以得 到 纯 合 的玉 米 自交 系 。 经 ~ 诱 导产 生 单 倍体 的方 法 有很 多 , 中 利 用单 倍 体 诱 导 系诱 导 其 产 生 单倍 体 的方法 不仅成 本较 低 , 且诱 导频 率高 。 而
单倍体育种技术在玉米育种中的研究与应用进展

状、 单双倍体鉴定 方法 , 并就单倍体 育种技 术在玉米育种 中应 用
价 值 和 发 展 前 景 提 出 见解 。
1 玉米单倍体 获得 的途径
玉米单倍体育种是利用 自然发生或人工诱导产生
单 倍 体植 株 , 加倍 获 得 纯合 的二倍 体植 株 , 再 从 中选 育 自交 系 , 主要 有 诱 导 系 品种 问杂 交 法 、 组织离体培养 、
化学诱 导 等途径 。 1 . 1 诱 导 系品 种 间杂交 途径 诱 导 系品种 问杂 交指 用
关键词 : 玉米 ; 单倍 体 ; 二倍体加倍
玉米( Z e a ma y s L . ) 是 最早 应用 杂种 优势 的作 物之
一
,
而 适 应 性 强 的 白交 系 是 开 展 此项 工作 的前 提 。 目
基金 项 目 : 八 师石 河 子 市 农业 科 技 攻 关计 划 ( 2 0 1 3 N Y1 3)
・ — - 一“— +一 — - 十一 ”— 卜 “— 卜 ”- - 卜 ”- ’ 一 “- + 一 “— 卜 ”— “十 — ・ 卜 ”十 -+ + *+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一- 4-“ + 一+ 一- 4 -一+
该 系作 亲本 , 与 选 系用 的基 础 材料 进 行 杂交 , 杂 交后 在 当代 杂交 果 穗 上 就 可 以产 生 一定 比例 的单 倍 体 子 粒 。 S t o c k 6是 最早 在 玉 米 单倍 体技 术 中应 用 的诱 导 系 , 杂 交后 代 中能够 产生 2 . 2 9 % 的孤 雌生 殖单 倍 体 】 。S t o c k
前 自交 系选 育 的主要 方 法有 常 规选 育 法 和单 倍体 育种 法。常规选 育法育种 周期长 、 选 择效率低 , 至 少 需 要 4 ~ 6年 的周 期 … 。单 倍 体 育 种 技术 直 接 利 用 配 子体 进 行 选择 , 只需 2 ~ 3年 即可 育 成稳 定 的纯 系 , 大 大缩 短 了 选 育 自交 系 的 时 间 、 减 少成 本 。本 文 通 过 对 玉 米单 倍
玉米单倍体诱导育种的研究进展

玉米 育种 的核 心环 节是选 育 高产 、 高抗 、 高 配 合 力 的“ 三高” 优 良 自交 系 。近 年 来 , 以孤 雌 生 殖 诱 导单 倍体 为基 础 的单倍 体育 种 技术研 究 与应用
的主要 选 系方法 , 该 文对 玉 米 单 倍 体诱 导 育种 的 研究 进 展进行 综 述 , 以期 加 快 玉 米 育种 研 究 的发 展进 程 , 为玉 米单 倍体 诱 导育种 的研 究 提供参 考 。
和小 麦 等一 系列高 等植 物 中均被鉴 定 出 自发 产生
的单倍 体 。玉 米单倍 体则 是 2 0世 纪 2 O年代末 由
江 哈 尔滨 1 5 0 0 8 6 )
摘要 : 为提 高 决 选 玉 米 自交 系的 效 率 , 加 快 玉 米 单 倍 体 诱 导 育 种 的研 究 进 程 , 对 玉 米 单 倍 体 诱 导 育 种 的 发 展 历程、 研 究进 展 及 应 用现 状进 行 综 述 , 展 望 了单倍 体诱 导 系在 玉 米 育 种 中的 应 用前 景 。
体染 色 体组 一半 的 染 色 体组 数 所 构 成 的个 体 、 组
织 或细 胞称 为单 倍 体 , 由其 分 化并 生 长 出的植 株
为 单倍 体植株 。单倍体 植株 的基本 性状 虽然 和原
生 物体 相 同 , 但 明显 较小 、 较纤弱, 植 单 倍 体 籽 粒 胚 面小 , 盾 片 小, 在 田 间 生 产 中主 要 表 现 为 生 长 缓 慢 , 植 株 细
1 . 2 单 倍 体 诱 导 育 种
型, 只需一 季就 可获 得新 自交 系 , 进而 加快 选 系的 进 程 。另 外 , 单倍 体加倍形成 的双单倍体 ( DH,
玉米单倍体育种技术研究进展及展望

宁夏农林科技,基金项目:宁夏农林科学院自主研发项目(DWHZC-2017007)。
作者简介:佘奎军(1982-),男,宁夏平罗人,副研究员,硕士研究生,主要从事玉米遗传育种工作。
E-mail:通信作者:杨国虎(1970-),男,宁夏银川人,博士,研究员,主要从事玉米遗传育种工作。
E-mail:收稿日期:2020-04-26修回日期:2021-06-091单倍体的发现及单倍体诱导系的选育玉米单倍体育种技术研究进展及展望佘奎军1,刘艳妮2,程晋龙1,杨国虎11.宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏银川750002;2.银川能源学院,宁夏永宁750105摘要:玉米是重要的粮食、饲料作物,以及医药、工业原料。
选育优质高产的玉米杂交种对保障粮食安全,推动畜牧业的发展和保障工业原料的持续供给具有非常重要的作用。
单倍体育种技术是利用诱导系诱导产生孤雌生殖单倍体,单倍体加倍后可以快速获得纯系。
利用该技术可加快玉米自交系选育进程,提高选育效率。
文章阐述了单倍体育种的关键技术,包括单倍体诱导系的选育、单倍体诱导的机理、影响单倍体诱导率的因素、单倍体的鉴定方法、单倍体加倍的条件,分析了单倍体育种技术存在的问题,展望了玉米单倍体育种技术应用前景。
关键词:玉米;单倍体育种技术;诱导系中图分类号:S513文献标识码:A文章编号:1002-204X (2021)10-0025-06doi:10.3969/j.issn.1002-204x.2021.10.007Research Progress in Double Haploid Breeding Technology of MaizeAbstract Key words 2562卷10期R njABPI2产生单倍体诱导的机制qhirBqhirMATRILINEL MATLZmPLA NOTLIKE DAD NLDZmPLA MATRILINEL MATL NOT LIKE DAD NLDqhirZmDMP ZmPLA ZmDMPZmDMP3单倍体的诱导率及其影响因素佘奎军,等玉米单倍体育种技术研究进展及展望264单倍体的鉴定方法R njR njR njR nj R njR njR nj6单倍体育种技术存在的问题及展望R njABPI5单倍体的二倍体化方法CRISPR CasgRNACRISPR Cas参考文献:[1]CHASE S S.Selection for parthenogenesis and monoploids[J].Agronomia,1952,44:263-267.[2]COE E H.A line of maize with high haploid frequency[J].The American Naturalist,1959,93:381-382.[3]KERMICLE J L.Androgenesis conditioned by a mutationin maize[J].Science,1969,166:1422-1424.[4]LASHERMES P,BECKERT M.Genetic control ofmaternal haploidy in maize(Zea mays L.)and selection of haploid inducing lines[J].Theoretical&Applied Genetics,1988,76:405-410.[5]CHALYK S T.Creating new haploid-inducing lines ofmaize[J].Maize Genet Coop Newslet,1999,73:53.[6]Röber F K,GORDILLO G A,GEIGER H H.Invivo haploid induction in maize-performance of new inducers and significance of doubled haploid lines in hybrid breeding[J].Maydica,2005,50:275.[7]CHEN S J,Song T M.Identification haploid withhigh oil xenia effect in maize[J].Acta Agronomica Sinica,2003,4:19.[8]CAI Z G,XU X H,LIU Y L et al.The breeding ofJAAS3-haploid inducer with high frequency partheno-genesis in maize[J].Jorunal of Maize Sciences,2007, 151:1-4.[9]LI L,LI H C,XU X W,et al.Preliminary optimiza-tion of in-vivo haploid induction in maize[J].Journal of China Agricultural University,2012,171:9-13.[10]李向永,姜龙,王薪淇,等.糯玉米单倍体诱导和加倍的研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2016,44(8):90-96.[11]WEBER D F.Today’s use of haploids in cornplant breeding[J].Advances in Agronomy,2014,123:123-144.[12]HU H,SCHRAG T A,PEIS R,et al.The geneticbasis of haploid induction in maize identified with anovel genome-wide association method[J].Genetics,2016,202:1267-1276.[13]PRIGGE V,MELCHINGER A E.Production ofhaploids and doubled haploids in maize[M].In:Loy-ola-Vargas VM,Ochoa-Alejo N(eds)Plant cellculture protocols.Berlin:Springer,2012:161-172. 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国内玉米单倍体诱导及籽粒鉴别技术的研究进展

东北农业科学 2020,45(6):28-31,85Journal of Northeast Agricultural Sciences DOI:10.16423/ki.1003-8701.2020.06.008国内玉米单倍体诱导及籽粒鉴别技术的研究进展王化冰、刘励蔚\朴莲玉\唐铭\冯咏琪2,修荆昌h(1.吉林省农作物新品种引育中心,长春130000;2.吉林省种子管理总站,长春130000)摘要:玉米单倍体育种技术具有缩短育种周期、改善远缘杂交不亲和等优势,在玉米育种科研单位和企业中应用十分 广泛,并与转基因育种技术、分子标记辅助育种技术并称为现代玉米育种三大技术。
单倍体育种的核心是利用孤雌生殖 诱导系诱导产生单倍体,进而加倍形成DH系,为配制杂交组合提供材料基础。
中国在该技术应用上起步较晚,但发展 速度较快。
本文就孤雌生殖诱导系的诱导机理、诱导系的选育和单倍体籽粒鉴定方法=个方面,综述了我国在玉米单倍 体育种诱导及鉴别方面的研究进展,旨在为该方向的研究提供借鉴参考。
关键词:玉米;单倍体;研究进展中图分类号:S513 文献标识码:A文章编号:2096-5877(2020)06-0028-04Research Progress on Maize Haploid Induction and Grain Identification in ChinaWANG Huabing',LIU Liwei1,PIAO Lianyu',TANG Ming1,FENG Yongqi2,XIU Jingchang'*(1.Jilin Province Crop Introduction and,Breeding Center of New Varieties,Changchun 130000; 2.Jilin Provincial Seed Management Station,Changchun 130000, China)Abstract:The technology of maize haploid breeding has the advantages of shortening the breeding cycle and improving distant hybridization incompatil)ility.It is widely used in maize breeding research units and enterprises.Maize haploid breeding technology,transgenic breeding technology and molecular marker-assisted breeding technology constitute three major technologies of modern maize breeding.The core of haploid breeding is to use parthenogenet-ic induction lines to induce haploids,and then to double to form DH lines,providing a material basis for the configuration of hybrid combinations.China started late in the application of this technology,l>u t has developed rapidly. This article reviews the research progress on maize haploid breeding in China in three aspects of selection,the induction mechanism of parthenogenetic induction lines,selection of induction lines,and haploid identification methods,aiming at providing reference for researchers in this direction.Key words:Maize;Haploid;Research progress玉米单倍体育种技术以其能显著缩短育种周期,改善远缘杂交不亲和等优势被育种工作者广泛应用。
玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果及单倍体加倍研究

玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果及单倍体加倍研究玉米是世界上栽培面积最广泛的粮食作物之一,其产量和品质对人类的生活有着重要影响。
而玉米的育种研究一直是农业科技领域的重要课题之一。
在玉米育种中,单倍体加倍技术是一种有效的育种方法,可以加速杂交育种的进程,提高杂种优势的利用,从而提高育种效率和培育出优质的玉米新品种。
对于玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果及单倍体加倍研究具有重要的理论和实际价值。
本文将对玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果及单倍体加倍研究进行探讨和分析,以期为玉米育种研究和生产实践提供参考和指导。
一、玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果1.1 诱导系的选择诱导系是进行玉米离体培养的重要材料,其诱导效果直接影响到后续的组织培养和植株再生。
在玉米诱导系的选择过程中,需要考虑到对不同基因型玉米的适应性和诱导效果。
XKY-1和XKY-2是目前应用较为广泛的玉米诱导系,它们具有较高的再生能力和对不同玉米基因型的适应性。
1.2 诱导效果的评价玉米诱导效果的评价主要包括愈伤组织的诱导率和质量。
愈伤组织的诱导率是指在离体培养条件下,愈伤组织形成的频率和比例,是评价诱导效果的重要指标之一。
而愈伤组织的质量则包括其生长速度、再生能力和对植株再生的潜力等方面。
1.3 诱导系的优化为了提高玉米诱导效果,可以通过优化培养基配方、培养条件和处理方法等途径进行。
可以通过添加适当的植物生长调节剂和营养物质来促进愈伤组织的诱导和生长;可以调整培养基的pH值和渗透压以提高愈伤组织的再生能力和稳定性;还可以通过光照、温度和湿度等环境因素的控制来改善愈伤组织的生长条件。
二、玉米诱导系XKY-1和XKY-2的单倍体加倍研究2.1 单倍体加倍技术单倍体加倍技术是指通过诱导植物组织发生无性生殖或雄性生殖的过程,使其产生的胚胎具有双倍体染色体组成。
在玉米育种中,单倍体加倍技术可以通过使杂交后的配子变为双倍体,提高其育种利用率和杂种优势,从而加速育种进程和提高育种效率。
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玉米单倍体诱导选系方法研究进展
摘要单倍体诱导选系的方法是一种快速选育玉米自交系的新方法,可以大幅提高玉米育种的效率。
该文就如何提高单倍体的诱导频率、单倍体的鉴定以及单倍体的加倍方法的研究进展进行了阐述和分析。
关键词玉米;单倍体诱导系;育种
玉米是中国种植面积最大的粮食作物,直接影响到畜牧、轻工、能源及其相关行业的发展,直接关系到国家粮食安全以及人民生活水平的提高。
选育优良玉米杂交种的基础和关键是选育优良玉米自交系。
选育玉米自交系的常规方法有系谱法、回交法、轮回选择法等,但这些方法育种周期长、消耗资源多。
采用单倍体育种,可提高玉米自交系的选育效率,经过1~2代就可以得到纯合的玉米自交系。
诱导产生单倍体的方法有很多,其中利用单倍体诱导系诱导产生单倍体的方法不仅成本较低,而且诱导频率高。
1 高频诱导系的选育
单倍体诱导选系的方法最早是由Chase在1949年提出的,采用人工或自然加倍的方法,将自然发生或人工培育的单倍体植株培育成纯合的二倍体植株,然后从中选育纯合自交系。
1956年Coe发现了Stock6及其衍生系,这种特殊的玉米材料能诱导玉米单倍体,使玉米单倍体诱导选系从理论上升到实际应用的层次。
张铭堂等在1992年将ACR-nj基因和ABP1基因导入Stock6,ABP1基因可控制不定根、叶鞘、茎秆色素的形成,ACR-nj基因能控制籽粒糊粉层、胚芽色素的形成,张铭堂等因此选育出了具有籽粒和植株显性双遗传标记的孤雌生殖诱导系。
导入标记基因后的Stock6存在许多缺陷,如诱导率较低、花粉量很少、结实性差等。
单倍体诱导选系方法的关键环节是单倍体的诱导。
诱导系的诱导率直接关系到单倍体发生的数量。
Krasnodar Markers(俄罗斯)、SW14(法国)、MHI(摩尔多瓦)以及后RWS和UH400(德国)均是通过杂交改良法从Stock6中衍生出的高频新诱导系。
我国利用单倍体诱导选系开展较晚,但取得了很大的成就。
我国育种家对Stock6进行了遗传改良,刘志增等[1]将高油玉米群体BHO与单倍体诱导系Stock6进行杂,通过对其交后代进行测交和选择,育成了农大高诱1号。
这是我国第一个玉米孤雌生殖单倍体诱导系,结合了ABP1紫色植株标记和独特的大胚面标记,与Stock6相比,其质粒Navajo标记更加明显,平均单倍体诱导率(5.34%)是Stock6的5倍。
才卓等[2]从Stock6与M278杂交后代中经过6个世代的选择,选育成了诱导频率高、遗传标记明显而稳定、花粉量大、结实性好、抗病性强的优良单倍体诱导系吉高诱系3号,平均单倍体诱导率为10.40%,是Stock6的10倍。
2 不同材料的诱导频率差异
单倍体的诱导频率不仅取决于诱导系自身的诱导频率。
不同血缘的杂交种对诱导系的反应不同,其实际诱导率差异较大。
李国良等[3]利用农大高诱1号对玉米不同种质类群诱导单倍体的效果进行了研究,结果表明农大高诱1号对Lancaster平均单倍体诱导率最高,其次是Reid类群、唐四平头和旅大红骨类群,热带地方种质群单倍体诱导率最低。
吉林省农业科学院才卓用吉高诱系3号对20个基因型材料进行单倍体诱导,也说明母本基因型对单倍体诱导率具有重要影响。
3 单倍体的鉴定
3.1 遗传标记鉴定法
目前,鉴定单倍体最为可靠有效的方法是利用遗传标记,这种方法在植物育种中应用较为广泛。
它是用预先已知具有1个或多个综合性特征遗传差异的品种或自交系进行杂交,这种特征能在幼苗早期发育阶段表达并用于鉴定[4]。
在玉米单倍体发生研究中,将质粒Navajo标记的ACR-nj基因和紫色叶鞘标记的ABP1基因导入Stock6和高诱1号单倍体诱导系,初步判断单倍体胚芽和籽粒顶部的颜色后,再根据植株ABP1紫色标记对单倍体进行进一步的田间判定,杂交二倍体的叶鞘为紫色,单倍体幼苗的叶鞘为绿色[5];陈绍江等利用高油分的花粉直感效应鉴别玉米单倍体,其准确率(超过90 %)明显高于质粒Navajo标记法,这使单倍体筛选不再单纯依赖颜色标记法;宋建成等引入幼苗光叶基因g1识别单倍体植株;对玉米若干异常现象,罗大刚利用标记性状进行无融合生殖测定。
3.2 形态学鉴定方法
鉴定单倍体比较直观和便捷的方法是利用其形态学特征:单倍体柱头长,花粉粒小而空瘪,叶、花、气孔较二倍体植株小,植株细弱,不结实,植物细胞和各器官的体积随着细胞染色体倍性的增加趋于增大[6]。
该鉴定方法简便、快速、无需专用仪器设备,但所得结果准确性较低,依赖鉴定者经验的因素较大,必须与其他鉴定方法结合使用。
Coe发现的Stock6杂交诱导的玉米单倍体生长缓慢,植株矮小,叶色浅,叶片较窄而直立,具斑马状或白色条纹。
Chalyk(1993)、Chase(1964)研究发现,玉米单倍体成株叶片长度稍窄,叶面积约为同基因型纯合二倍体姊妹株叶面积的35%,高度约为后者的70%,果穗的粒行数约为后者的90%,其植株稍有扭曲,体积比预期的要小,节、叶片数约为相应的纯合二倍体的95%,但其发育较快,比二倍体提前1~2 d开花。
因此,可以根据植株的生长发育速度、株高、叶色长度及叶片夹角等形态特征来鉴定单倍体植株。
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4 单倍体的加倍方法
4.1 单倍体的自然加倍
由于玉米单倍体的雌穗均可育,而雄穗由于减数分裂异常,几乎无法形成正常的生殖细胞,绝大部分雄花高度不育,所以单倍体自交结实的限制因素是雄穗的育性。
但在少数情况下,单倍体的雄穗会自然发生全部或局部二倍化,从而能够产生正常花粉[7]。
因为许多材料的自然加倍率低于5%,甚至不发生自然加倍,所以必须采用人工加倍。
4.2 单倍体的人工加倍
目前,最常用的染色体化学加倍剂是秋水仙素,但其只对处于分裂状态的细胞发生作用,因而掌握适宜的外植体处理时期,对单倍体加倍至关重要。
可以在休眠状态或代谢合成旺盛阶段对种子和芽进行秋水仙素处理,但生长点处理时间越晚,出现嵌合体的几率越大;处理越早,获得的多倍体数目越多[8]。
魏俊杰等也进行了相关的研究,结果表明在六叶期的注射效果显著高于拔节期。
文科等使用秋水仙素溶液,以不同的加倍方法进行了对比研究,结果发现,浸根法和注射法对植株的伤害比较严重,浸种法和注射法的散粉率和结实率较高,浸种法的加倍效果较好,注射法次之。
中国农大的研究人员对其加倍的药剂浓度作了详细的研究,结果表明:浸种法(0.6 mg/mL)和注射法(0.4 mg/mL)的效果较好,散粉率和结实率相对较高。
但是秋水仙素对人体毒性很大,而且易对植物造成死
苗、畸形等伤害,因此寻找其他替代是今后染色体加倍研究的重点。
据报道,APM(amiprophos -methyl)、拿草特(pronamide)、安磺灵(oryzalin)、氟乐灵(trifluralin)等具有加倍功能,有望成为新的细胞分裂抑制剂替代品。
5 参考文献
[1] 刘志增,宋同明,滕文涛,等.玉米孤雌生殖诱导系的选育方法研究[J].中国农业大学学报,2000,5(3):51-57.
[2] 才卓,徐国良,刘向辉,等.玉米高频率单倍生殖诱导系吉高诱系3号的选育[J].玉米科学,2007,15(1):1-4.
[3] 李国良,苏俊,李春霞,等.农大高诱1号对玉米不同种质类群诱导单倍体的效果初探[J].杂粮作物,2008(3):125-129.
[4] 徐玉波,任保财,张宝石,等.玉米单倍体诱导系的杂种优势利用研究[J].辽宁农业科学,2010(3):40-43.
[5] 杜何为,戴景瑞,李建生.玉米单倍体育种研究进展[J].玉米科学,2010,18(6):1-7.
[6] 姜昱,王玉民,王中伟,等.我国玉米单倍体育种技术研究进展[J].玉米科学,2008,16(6):48-57.
[7] 赵延明,董树亭,张锁良,等.玉米单倍体育种技术研究与应用进展[J].玉米科学,2007,15(5):60-64.
[8] 张洪钧.生物诱导玉米单倍体育种初探[J].杂粮作物,2010,30(6):389-390.。