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玉米花药培养及其在育种中应用

花匠小妙招
2024-12-23 13:34

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玉米花药培养及其在育种中应用.doc

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　 1964　　　 Guha　　　　　　　　　　（ Datura innoxia）　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　 28　 68　 170　　　　　。　　　 1974 　　　　　　　　　　　　　　， 1977　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　（1975）　　　　　　　　　　　　　　，　　　（1991）　　　　　　　　　　　　　　 1　　　　 1　。　　 1　　 1992　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　（ 1995）　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1 　。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1　（　　　， 2002）o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　（　　　， 2001 ）o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　，　　　　，　　　。　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　www.taodocs.com　　　　　　　　 1964　　　 Guha　　　　　　　　　　（ Datura innoxia）　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　 28　 68　 170　　　　　。　　　 1974 　　　　　　　　　　　　　　， 1977　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　（1975）　　　　　　　　　　　　　　，　　　（1991）　　　　　　　　　　　　　　 1　　　　 1　。　　 1　　 1992　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　（ 1995）　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1 　。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1　（　　　， 2002）o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　（　　　， 2001 ）o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　，　　　　，　　　。　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　www.taodocs.com　　　　　　　

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玉米花药培养及其在育种中应用.doc玉米花药培养及其在育种中应用花药培养(简称花培)育种,是将离体花粉培育成单倍体植株,再经染色体自然或人工加倍得到纯合二倍体的一种育种方法;通过该法获得的纯合二倍体在遗传上非常稳定,不发生性状分离,因此,花培育种能提早稳定分离后代、缩短育种年限。随着科学的发展,花药培养的意义不断扩大,可广泛应用于基础生物科学和育种领域。(1)在基础科学领域,花药培养不仅已成为生理,生化和遗传研究常用的重要手段,而且对于实验胚胎学、生理学及分子生物学中基因调控、表达机理的阐明有重要意义;同时,花药培养建立的双单倍体群体——DH群体,具有遗传学上的纯合基因组,是AFLP,RAPD,SSR等分子标记和基因图谱的理想材料,可避免二倍体中由于不完全自交,使染色体上DNA碱基的细微差别造成的干扰,大大提高基因定位、标图的准确性。(2)在育种领域,花培育种已与常规杂交育种、远缘杂交育种、诱变育种以及转基因技术相结合,是生物技术在农作物育种中应用最广泛、最有成效的方法之一。本文从玉米花药培养的概况、影响花药培养效率的主要因素以及花药培养在玉米育种中的应用等几个方面加以介绍,旨在为进一步开展玉米花药培养研究提供参考。、玉米花药培养研究概况自1964年印度Guha等从茄科植物毛曼陀罗(Daturainnoxia)的离体花药中成功诱导出单倍体植株以来,这一方法被广泛应用到28科68属170多种植物上。我国自1974年初首次成功诱导玉米花粉植株,1977年,广西玉米研究所与中国科学院植物研究所协作获得第一株纯合的玉米花粉自交果穗以来,曾一度掀起了玉米花培育种热潮,许多学者对影响玉米花培反应的各种因素如基因型、花粉发育时期、培养基等进行了大量研究,也获得了花培自交系并育成了杂交种应用于生产。如继谷明光等(1975)诱导出第一批玉米花粉植株之后,杭玲等(1991)先后培育出玉米花培杂交种桂三1号和桂花1号。桂三1号于1992年通过广西壮族自治区品种审定,这是国内外用花培方法育成的第一个玉米杂交种。杨宪民(1995)利用玉米花培纯系选育出优良杂交种花单1号。山东农业大学利用花培单倍体育种技术体系成功地选育出糯玉米杂交种山农花糯1号(王启柏,2002)o北京市植物细胞工程实验室玉米花培育种课题也取得了可喜的绩,获得了自交系种子(郭奕明,2001)o他们利用育成的玉米花培自交系配制的组合,抗病性强,杆粗穗大,抗倒伏。随着花药培养技术的发展,花培育种已与常规杂交育种、远缘杂交育种、诱变育种以及转基因技术相结合,发展成一套独特的育种技术体系。花培育种是生物技术在农作物育种应用最广泛、最有效的方法之一,在传统农业向高技术农业的转化中发挥着纽带作用,是一种快速有效的育种途径。二、影响花药培养效率的主要因素试验材料1供试材料的基因型基因型是影响花药培养的主要因素之一。不同基因型的花药对培养的反应不同。杭玲等(1985)研究发现,接种不同材料,诱导率差异相当大。在接种的241份杂交组合中,诱导出愈伤组织的材料为212份,占总接种材料的88%,%-100%。何雪银等(2004)对14份糯玉米材料的花培反应率进行离体培养,有13份材料具有花培反应,%,^%;对10份优质蛋白玉米材料的花培反应率进行离体培养,有5份具有花培反应,占参试材料的50%,〜%。这说明在基因组内,可能存在着可调控小鞄子发育的基因。、植株年龄、植株健壮程度、植株生长发育的生态环境(光照、温度、大气湿度)等各方面的因素会直接影响到愈伤组织的形成。谷明光等(1988)认为,取样日期不同,诱导物产生频率差异很大。曹孜义等还认为,即使同一天取样时间不同,诱导率都不同。郭奕明等发现,生长在大田和温室中以及在不同季节里的玉米,在培养过程中诱导频率都有很大差异,所以应尽量使供体植物的种植标准化。根据一般经验,在适宜条件下生长的健康植株,其花药和花粉培养的胚诱导率和植株再生率高。从季节上看,冬春季较夏秋季更适合进行花药培养,这可能是温度与光周期共同作用的结果。。只有花粉发育到一定时期的花药,才对外界刺激敏感。而不同植物的花粉对外界刺激的敏感时期是不同的,如水稻、烟草的花粉,从单核中期到双核期皆可接受诱导,而玉米的花粉,以单核中后期为佳。此时的玉米花药长度约4mm,颜色呈淡绿色。培养基成分的影响1基本培养基基本培养基是花药培养中影响花粉启动和再分化的重要条件,培养基对花药培养的成败影响很大。在玉米花培的早期,中国科学家对各种基本培养基配方进行了评估(Chu,1981;Ku,1981)o此后,N6、玉培、正14等培养基在玉米中都经常用,效

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