玉米单倍体诱导率和加倍率研究

对12份不同种质的基础材料进行单倍体杂交诱导与自然加倍试验。结果表明,不同材料单倍体诱导率存在很大差异,母本基因型对单倍体诱导率具有重要影响,诱导率最高达12.14%,最低为6.77%;四144为亲本材料的诱导率最高为11.77%,最低为6.77%,差异较大;PH4为亲本材料的诱导率最高为11.88%,最低为11.77%,差异不大。不同材料单倍体雌穗加倍率相差不大,最高为97.44%,最低为84.30%;不同材料雄穗加倍率存在很大差异,最高为19.19%,最低为5.62%,相对应自交结实率差异也较大。不同种质基础材料单倍体自交结实率基本与单倍体雄穗的加倍率成正相关。因此,单倍体雄穗的育性问题是单倍体自交结实性的限制因素。     

玉米单倍体育性自然恢复的初步研究

利用孤雌生殖诱导系高诱一号与不同基因型的母本材料杂交,对获得的单倍体雌雄穗育性的自然恢复情况进行调查。结果表明:单倍体雌穗育性自然恢复率高达90.52%,而雄穗的自然育性要低得多,且不同基因型材料间存在很大差异,散粉株率低的仅为3.03%,最高的达50.00%。因此,雄穗的育性问题是单倍体自交结实的限制因素。     

Stock6杂交诱导的玉米单倍体化学加倍效果研究

以单倍体诱导系Stock6诱导的单倍体为材料,用6个浓度秋水仙素人工加倍玉米单倍体,比较不同秋水仙素浓度处理不同部位的加倍效果。单倍体雌雄育性的自然恢复结果表明：不同基因型单倍体存在很大差异,部分单倍体植株无雌穗,有雌穗的单倍体自然育性恢复为25%～50%,单穗结实1～84粒;雄穗自然散粉率最高仅为14.3%。秋水仙素加倍试验表明：浸种法和浸芽法对单倍体药害程度较轻,但散粉率和加倍率均低;浸根法处理的单倍体散粉率和加倍率均高于对照,但受低成活率影响,100%加倍率的单倍体散粉率仅有6.7%;注射法的处理效果最好,获得的加倍植株最多。     

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

利用农大高诱1号对玉米不同种质类群S1代进行单倍体诱导,结果表明：不同种质类群平均单倍体诱导率为3．2％,不同类群间存在显著差异,对Lancaster群授粉所产生的群单倍体诱导率最高为4．6％,比Reid、唐四平头和旅大红骨类群诱导率高,达到5％显著水平,对热导地方种质群最低为1．8％,达到1％极显著水平。因此,最优诱导单倍体类群为Lancaster群。对5个基础种质群进行诱导,都表现为单倍体雌稳自然育性恢复较高,果穗结实株率平均达到92．9％。雄稳自然育性恢复极低,不同基因型材料诱导产生出的单倍体雄穗育性存在很大差异,5个基础种质群单倍体平均散粉率7．4％,旅大红骨和Lancaster群中诱导出的单倍体的散粉株率最高。获得的13个DH系在株高、散粉期和果穗特性等农艺性状表现一致,并且试配参加田间试验。     

春夏不同播期对玉米单倍体自然加倍率的影响

研究19个玉米单倍体在春、夏播不同播种期对自然加倍率(显花药率、结实株率)的影响。结果表明,不同播期和不同材料对玉米单倍体自然加倍率有明显差异,显花药率最高为52.6%,最低为8.4%,平均为23.3%;结实株率最高为11.2%,最低为0.5%,平均为2.8%。19个材料的单倍体结实率春播时期明显高于夏播时期,16个材料的显花药率表现为春播时期高于夏播时期,春播和夏播玉米单倍体平均显花药率分别为26.9%和19.7%,平均结实株率分别为3.5%和2.1%,表明春播时期更利于玉米单倍体的自然加倍。     

玉米单倍体雄穗自然加倍性轮选遗传修复与高加倍率材料的创制

利用DH技术对先玉335进行连续轮回选择,发现单倍体雄穗自然加倍能力具有极显著的累加遗传效应,这种遗传效应可以获得成倍提高。证明玉米自身遗传系统具有单倍体雄穗自然加倍遗传恢复(修复)能力。用两轮选择所获的DH2系再次杂交组群,再经杂交诱导获得单倍体植株平均雄花散粉率高达85.15%,自交结实率高达66.18%,是基础群体先玉335直接诱导单倍体株的6.99倍和9.86倍。获得的DH3系因经两轮全基因组配子体选择,最大限度地淘汰了有害、劣性基因,聚合了较多优良基因,农艺性状好,植株长势强,可直接应用于资源扩增和品种选育。单倍体雄穗自然加倍性的轮选遗传修复能力的发现与高自然加倍率材料的创制具有极其重要的应用价值,可与玉米双轮回选择育种模式相结合,构建基于自然加倍为主体的单倍体双轮回育种技术体系。     

玉米单倍体自然加倍若干问题探讨

玉米单倍体加倍是DH育种中的关键技术环节之一,玉米单倍体雄穗自然加倍能力较低,限制了DH育种技术在商业育种中的大规模推广,对玉米雄穗自然加倍遗传特性的研究将有助于DH技术在育种中的进一步应用。本研究通过对多个不同遗传背景的单倍体雄穗自然加倍能力进行严格统计和差异比较,结果表明,单倍体雄穗育性恢复主要受核基因的控制,不受细胞质基因的调控。诱导率对单倍体雄穗自然加倍能力没有显著影响,自交系来源的DH1经过诱导后的单倍体由于基因型没有变化,其自然加倍能力与自交系相比没有显著提高。     

玉米穗轴、叶鞘色泽与单倍体自交结实及出苗能力研究

以白轴绿叶鞘自交系B20为母本、以红轴紫叶鞘DH系D752为父本组配的F₁,进行单倍体诱导、自然加倍和DH系鉴定试验。通过卡方检测数据分析和DH群体遗传模型及混合分布方法分析,验证红轴、紫叶鞘单倍体自交结实优势。结果表明,红轴单倍体自交结实穗数量和出苗DH系数量极显著多于白轴,不符合1∶1比例;紫叶鞘DH系数量与绿叶鞘数量比符合1∶1比例,但紫叶鞘DH系占出苗总数比绿叶鞘高11.7%;红轴、白轴单倍体自交结实穗粒数最适模型均为4MG-AI,红轴4对主基因加、上效应估计值均高于白轴,白轴单倍体自交结实穗粒数遗传力比红轴高5.02%。玉米单倍体红轴和紫色叶鞘性状具有结实性优势。同时发现,玉米白轴单倍体个体穗结实力和绿色叶鞘单倍体出苗力显著高于紫色叶鞘单倍体。     

两份诱导系对不同种质类群材料的单倍体试验研究

利用两份玉米单倍体诱导系CY2009和NHY2009,对10个不同类群种质材料在不同环境条件下进行单倍体诱导和人工加倍试验,分析单倍体诱导率的差异性及理想的加倍方法。结果表明,CY2009对不同类群材料的平均诱导率（3.87%）低于NHY2009的平均诱导率（4.08%）。10份不同来源玉米种质与诱导系NHY2009杂交,单倍体诱导率差异极显著,表现为黄改系材料的单倍体诱导率普遍较高,其次为REID系材料,78599类热带材料的诱导率偏低。10份玉米种质在不同环境条件下与诱导系NHY2009杂交诱导率差异极显著,海南冬繁>张家口春播。秋水仙素处理能显著提高单倍体植株的散粉率、结实率,0.06%秋水仙素浸泡幼芽（切口8 h）对单倍体在成活率、散粉率和结实率方面效果最理想。     

甜玉米单倍体育种初探

利用Stock6与甜玉米自交系265OR1的29个F2诱导株对2个美国超甜玉米单交种和2个人工合成超甜玉米群体进行杂交诱导,通过子粒颜色和形态标记识别,结合田间鉴定筛选单倍体,利用0.05%秋水仙素+2%二甲基亚砜进行染色体加倍。结果表明,12个诱导株诱导出单倍体,共获得19株单倍体植株,平均单倍体诱导率为0.016%～0.237%,其中诱导株3-2、3-6和2-7诱导率相对较高。不同类型材料间被诱导频率差异明显,遗传基础复杂、有利基因频率相对较高的群体被诱导率显著高于单交种,相同类型材料间被诱导率差异不显著。经染色体加倍,成功获得4株双单倍体,加倍率21.05%。     

外引诱导系EMK-1诱导率和早熟玉米单倍体加倍技术研究

以3份加拿大早熟玉米种质为基础材料,利用外引俄罗斯诱导系EMK-1为父本进行人工诱导,通过子粒外观形态鉴定,确定准单倍体子粒.以加拿大早熟群体4诱导的单倍体植株为材料,设置秋水仙素浸种加倍、在6叶期秋水仙素注射加倍与自然加倍3个实验,对单倍体植株进行人工加倍.结果表明,3份加拿大早熟玉米种质单倍体诱导率存在很大差异,诱导率最高达14.37%,最低为5.82%.0.1%浓度的秋水仙素在植株6叶期注射植株加倍的处理效果最好,加倍率为26%;0.3%浓度的秋水仙素浸种12 h处理加倍效果次之,加倍率为14.63%;自然加倍加倍率为3.06%.     

玉米单倍体在黑龙江与海南自然加倍效果的对比研究

研究4个不同来源的组合诱导产生的单倍体在海南和黑龙江省自然加倍率的差异。结果表明,不同来源的材料其单倍体自然加倍率差异明显,相同来源的单倍体在海南和黑龙江省的自然加倍率也有明显差异,4个组合在海南的平均自然加倍率为7.61%,在黑龙江省为4.42%;其中组合M03(瑞德)在海南和黑龙江省的自然加倍率平均为9.94%,在4个组合中最高;M04(兰卡斯特)的平均加倍率为3.88%,为4个组合中最低,在海南比黑龙江省更有利于玉米单倍体的自然加倍。     

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。     

玉米单倍体诱导率与玉米遗传背景相关研究

以10个不同遗传背景的单倍体诱导系为共同父本,24个人工组配的不同基因型基础材料为受体母本,对基础材料、基础材料的杂交模式和基础材料的组配亲本的单倍体诱导率进行分析。结果表明,不同基因型基础材料间单倍体诱导率差异显著,变化幅度较大,诱导系诱导效率与基础材料基因型有一定的相关性;相同杂交模式的基础材料间诱导率变化也较大,杂交模式间诱导率均值差异不显著;具有相同亲本的基础材料诱导率变化较大,组间差异不显著。诱导率大小受基因互作等多因素影响。