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玉米单倍体加倍技术及育性恢复机理初探

魏俊杰  
【摘要】: 本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 单倍体的雌、雄穗育性的自然恢复情况进行调查,部分单倍体分别在拔节期和6叶 期使用不同浓度的秋水仙素+2%的二甲基亚砜(DMSO)混合液进行染色体人工加 倍注射处理。同时对单倍体的雄花序开花情况进行了田间观察,对其中的有花药而 不散粉的单倍体进行了花粉活力测定。并从细胞学角度对育性恢复的机理进行了初 步研究。单倍体染色体加倍成功的植株,开花期自交,获得的DH系,进行农艺性 状调查,并做过氧化物酶和酯酶同工酶电泳。 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。在采用不同浓度的秋水仙素 +2%的DMSO对单倍体染色体人工加倍处理中,以6叶期为佳,且浓度为0.5%的处 理效果最好,其次是0.1%浓度;拔节期处理受药害株率大,并且单倍体的加倍率没 有明显的变化。对具有不散粉花药植株的花粉活力测定结果表明,所观察的9株单 倍体均有一定比例的活性花粉存在,个别植株有活性花粉百分率高达19.98%,平均 为8.01%。细胞学观察表明,单倍体的体细胞和花粉母细胞中均有一定比例的二倍 体细胞,体细胞中存在二倍体细胞,是花粉母细胞中出现二倍体细胞的前提。由单 倍体加倍后获得的DH系性状上表现高度一致,其中一些DH系的长势和果穗性状 达到了育种上的要求。DH系的过氧化物酶和酯酶同工酶电泳表明,部分DH系具有 母本谱带,部分具有父本谱带,由此,孤雌生殖诱导系诱导单倍体具有一定的随机 性。


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