单倍体育种技术在玉米育种中的研究与应用进展

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1、单倍体育种技术在玉米育种中的研宄与应用进展林霞i,高波王志安2,王沛政2,夏春兰2,唐秉晖3,（1.石河子农业科技开发研究中心，石河子832000；2.新疆康地种业科技股份有限公司，乌魯木齐830011；3.新疆农业大学农学院，830052）摘要：综述了单倍体育种技术在玉米育种中的研宂与应用进展，包括玉米单倍体的获得途径和二倍体加倍方法的研究现状、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自己的见解。关键词：玉米；单倍体；二倍体加倍作者简介：林霞（1987-）女，新疆喀什人，助理研究员，研究方向为作物遗传育种，Email:linxiaxia1314

2、@163.com基金项目：八师石河子市农业科技攻关计划（2013NY13）玉米（ZeamaysL.）是最早应用杂种优势的作物之一，而适应性强的自交系是开展此项工作的前提。目前自交系选育的主要方法有：常规选育法和单倍体育种法。常规选育法存在着育种周期长、选择效率低、至少耑要4-6年的周期:1］。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体的单倍体的获得途径、单倍体加倍技术及单双倍体植株的鉴定进行概述，并对单倍体育种技术在玉米育种屮应用价伉和发展前景提出自己的见解。1玉米单倍体获得的途径玉米单倍体育

3、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，主要有诱导系品种间杂交法、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间杂交指用该系作亲本，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籽粒。Stock6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2.29%的孤雌生殖单倍体［2］。Stock6存在植株生长矮小、雄花散粉较小、结实性较差，标记基因弱等缺点，玉米育种工作者结合各个特定区域环境，不断选育更加优良的诱导系，培育出了农大高油高诱1号、高诱5号、吉商诱系3号、MHi、KWS

4、等诱导频率较《的诱导系并在育种工作屮应用。段民孝［4］用美M的高频诱导系Em1，授粉于受体M35/F35的卜代果穗，获得一批纯合双单倍，并对其进行配合力实验，结果表明：DH系的配合力差异较大，部分DH系的配合力比亲本增加，说明采用单倍体育种可以选育到高配合力的优良玉米自交系。季洪强m以自选的诱导系TY1力父本，对玉米5个当地主栽品种在不同种楨地点进行诱导，其中海南的诱导率最高，与甘肃和郑州的诱导率相比达到了显著水T。随着科研工作者对单倍体诱导系的不断改良和选育及对诱导体系的不断优化，该技术越趋于成熟，给当前玉米种质资源创新开辟新的道路。1.2组织离体培养途径组织离体培养指将只

5、有体细胞染色体的数量一半的组织进过离体培养，获得愈伤组织或再生植株，经加倍得到双倍体植株，花粉是最常使用的外植体材料。杭玲161通过玉米花培技术，首次得到自交系，通过杂交育成桂花1号，并对其推广。李春红m等对选用的95份不同基因型的玉米材料进行花培鉴定时，能诱导出愈伤组织的基因型占52.6%，能诱导出绿苗的基因型仅占20.0%。王子霞［8］研究了新玉9号等10个玉米材料在5种培养基中的诱导情况，其中的4个材料共接种了16900枚花药，但未山现一块愈伤。可见：玉米组织培养受基因型、培养条件差异较大，具有可诱导性的材料较少，玉米花粉愈伤组织的诱导频率较低，花粉植株再生率低；玉米单倍

6、体植株染色体加倍的成功率极低，难度更大。耗时耗费效率低等问题均制约了花药培养在玉米中的应用。1.3化学方法诱导玉米孤雌生殖化学方法诱导产生玉米孤雌生殖：直接利用化学诱导物质或其他的方法（辐射等）刺激或诱导结实得到纯合的二倍体种子，通过鉴定和选择育成玉米自交系的方法，是无性生殖的一种形式。母秋华W通过此方法己获得V花91B,502GS等一批优良纯系，并配制了V花91B/M017等抗逆、商产、罕熟的杂交组合。郭乐群M用药物MH40mg/L+DMSO2%+PEG600mg/L对冋交一代群体进行诱导，共经过4年，选育优良系540，并组配遗单6号。文柯培fnl培用MH40mg/L+DMS

7、04%+MS培养液注射玉米杂交种川单15号的花丝诱导孤雌生殖，经过多代选育，育成新自K363,并组配杂交种正红211。孤雌生殖方法具有操作较简单，并且逾越了单倍体加倍凼难，但此方法的诱导效率受基因型、诱导剂种类、处理方法、处理时期，环境因素等多重因素的影响，如进一步提商诱导率和纯系频率，将大大提岛其在育种屮的应用价伉。2单倍体加倍技术的研究现状2.1自然加倍自然加倍是指作物在自然环境下单倍体各部分组织的染色体自然加倍的现象，在一般情况下，玉米单倍体植株表现为雌雄不调，单倍体A交结实率基本与单