玉米单倍体高频诱导系的筛选与加倍技术的研究

论文摘要

利用单倍体育种方法可以快速获得纯系,大幅度提高玉米育种的效率。现在通常利用孤雌生殖诱导系活体诱导生产玉米单倍体,此方法解决了大量获得玉米单倍体的难题。诱导率低和加倍难是制约单倍体技术实际利用的瓶颈,国内外对此进行了广泛研究。本课题拟从四个方面对此进行研究：1)不同Stock6衍生系的诱导频率；2)单倍体籽粒鉴定的准确率；3)单倍体自然加倍的途径；4)利用秋水仙素人工加倍的方法。现将主要的结果总结如下：1、不同Stock6衍生系对华24、绿色超人的诱导率差异较大,变化范围0-13.82%,其中有4个衍生系：H522、H524、H538和H542的平均诱导率超过了6%,H538的平均诱导率最高,达到了11.9%。不同Stock6衍生系对两个母本诱导率的变化趋势一致,相关系数r=0.85,p<0.05。2、通过对籽粒Navajo标记、幼苗胚芽鞘和根系颜色以及生长速率的鉴定可以比较准确的鉴定出玉米单倍体。其中华24单倍体籽粒鉴定的准确率为87.50%,极显著的高于其它三利,材料。3、在玉米的两种自然加倍途径中,可育配子途径是玉米单倍体自然加倍的主要途径,可育配子途径的加倍效果受制于两个因素：（1）单倍体的基因型。本研究中2008年华24单倍体通过可育配子途径的加倍率达到了47.71%。（2）单倍体植株生长发育及开花散粉时的环境条件。2009年开花散粉时遭遇高温、干旱,华24单倍体通过可育配子途径的加倍率降至0。孢子体自然加倍途径是玉米单倍体自然加倍的次要途径。4、处理时间是影响浸芽加倍效果最重要的因素。本研究对比L17和T688单倍体浸芽加倍效果发现,处理8h是浸芽处理的最佳时间,平均加倍率分别达到了5.63%和17.62%明显的高于其它处理时间。高死亡率是浸芽法需要解决的最大的问题,本研究中L17和T688单倍体浸芽加倍处理的死亡率均超过了60%。5、注射处理对4种材料均有一定的加倍效果,其中华24单倍体的加倍效果最好,平均加倍率达到了27.84%,最高加倍率为37.50%。注射处理最大的优势在于死亡率较低,死亡最少的L17平均死亡率为10.10%。本研究对玉米单倍体自然加倍途径、Stock6衍生系的诱导率以及染色体人工加倍的研究结果,对于选择高频玉米孤雌生殖诱导系,建立有效的单倍体加倍体系有一定的指导意义,为将来将单倍体技术应用于实践打下了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 1 文献综述
• 1.1 单倍体育种技术的发展
• 1.1.1 获取单倍体的方法
• 1.1.2 单倍体鉴定
• 1.1.3 单倍体加倍
• 1.1.4 单倍体在诱导突变和遗传工程中的利用
• 1.2 玉米单倍体研究进展
• 1.2.1 玉米单倍体产生途径
• 1.2.2 玉米单倍体的鉴定
• 1.2.3 玉米单倍体的加倍
• 1.2.4 玉米加倍单倍体（DH）的利用
• 1.3 研究的目的和意义
• 2 Stock6衍生系诱导率评价和高频诱导系的选择
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 拟单倍体材料的获得
• 2.2.2 拟单倍体籽粒鉴定
• 2.2.3 幼苗鉴定与真实单倍体的确定
• 2.2.4 Stock6衍生系诱导率的相关性分析
• 2.3 结果分析
• 3 单倍体加倍技术的探索
• 3.1 试验材料
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 单倍体材料的获得与鉴定
• 3.2.2 人工染色体加倍
• 3.2.3 大田试验设计
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 4种母本材料诱导产生的单倍体籽粒鉴定的准确率
• 3.3.2 染色体的人工加倍
• 4 不同过渡方法对单倍体生长发育的影响
• 4.1 试验材料与试验方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验方法
• 4.2 结果与分析
• 5 讨论
• 5.1 诱导率的决定因素
• 5.2 单倍体鉴定的准确性
• 5.3 自然加倍和染色体化学加倍
• 5.3.1 玉米单倍体的自然加倍
• 5.3.2 人工染色体加倍
• 5.4 过渡对单倍体植株生长发育的影响
• 结束语
• 参考文献
• 致谢