花藥培養(yǎng)和染色體有選擇的消除技術(shù)建立小麥DH群體的研究.pdf

1、單倍體植株經(jīng)自然加倍或人工加倍處理可產(chǎn)生基因位點純合的加倍單倍體(DoubledHaploid)系，并由這些DH系構(gòu)建成永久性分離群體。這種群體可以直接用于育種實踐，更廣泛用于分子標記等遺傳學(xué)研究。小麥DH群體的構(gòu)建包括單倍體植株的獲得和染色體加倍兩個主要技術(shù)環(huán)節(jié)。目前，獲得小麥單倍體的方法主要有F1代花藥培養(yǎng)法和染色體消除法。不管是用花藥培養(yǎng)法還是用染色體消除法，都存在兩個主要問題，一是獲得單倍體植株的效率較低，二是單倍體植株的加倍效

2、率較低。本研究以解決這兩個問題為基礎(chǔ)，對影響花藥培養(yǎng)效率的蔗糖濃度、激素配比、基因型、Cu2+濃度等因素以及影響小麥×玉米單倍體植株獲得頻率的授粉次數(shù)，受體基因型、小麥單倍體胚拯救中的蔗糖濃度等因素進行了詳細的研究，對小麥單倍體植株的安全越夏及高效二倍化方法進行了探索，并對DH群體的抗白粉病特性及農(nóng)藝性狀進行了初步考察。現(xiàn)將主要結(jié)果報告如下： 1.提高小麥花藥培養(yǎng)效率的研究 對影響小麥花藥培養(yǎng)效率的蔗糖濃度、激素配比以及

3、基因型進行了研究。結(jié)果表明，蔗糖濃度對小麥花藥愈傷組織的誘導(dǎo)有顯著影響，最適蔗糖濃度為100g/L；不同激素組合對小麥花藥愈傷組織的再分化頻率也有影響，供試的3個基因型均以W14附加KT1.5mg/L+IAA0.5mg/L激素組合的綠苗分化率最高，分別為59.09％、48％和57.14％，顯著高于W14附加另外2個激素組合的綠苗分化率。研究還表明，基因型不同，小麥花藥組織的脫分化特性和再分化特性不同；同一基因型小麥花藥愈傷組織的誘導(dǎo)和再

4、分化之間存在顯著的正相關(guān)。 2.Cu2+對小麥花藥培養(yǎng)特性的影響 首次在小麥花藥離體培養(yǎng)中研究了不同Cu2+濃度對花藥組織脫分化和再分化特性的影響。結(jié)果表明，誘導(dǎo)培養(yǎng)基中的Cu2+對小麥花藥愈傷組織的誘導(dǎo)及再分化的影響表現(xiàn)為低濃度下的促進作用和高濃度下的抑制作用，最適Cu2+濃度為0.15μmol/L。在該濃度下，3個供試材料的出愈率分別比對照組提高了239.14％、214.72％和80％，反應(yīng)率分別比對照組提高了156

5、.70％、151.86％和65.96％，綠苗分化率分別比對照提高了200.05％、241.87％和333.49％。分化培養(yǎng)基中的Cu2+對小麥花藥愈傷組織的再分化有明顯的負向效應(yīng)，3個供試材料中，均以不附加Cu2+的對照的綠苗分化率最高，分別為70％、66.67％和39.29％，附加不同濃度的Cu2+后，綠苗分化率顯著下降。 3.影響小麥×玉米單倍體胚獲得頻率的因素及胚拯救 研究了不同小麥基因型、玉米花粉授粉次數(shù)對小麥單

6、倍體胚獲得頻率的影響以及蔗糖濃度對單倍體胚拯救的影響。結(jié)果表明，小麥與玉米雜交產(chǎn)生小麥單倍體胚的頻率較高，并存在基因型間差異，3種基因型小麥單倍體胚的產(chǎn)生頻率分別達到5.50％，4.30％和3.16％；一次授粉與兩次授粉對小麥單倍體胚的產(chǎn)生頻率影響不明顯。在小麥單倍體胚拯救中，低濃度的蔗糖能促進小麥幼胚的分化出苗而高濃度的蔗糖則抑制其分化出苗，在3％的蔗糖濃度條件下，3個供試材料的分化出苗率分別達到了70％、72％和85.3％，明顯高于

7、6％的蔗糖濃度條件下的分化出苗率。 4.小麥單倍體植株的越夏、染色體加倍及DH群體的農(nóng)藝性狀 對小麥單倍體植株的越夏技術(shù)及染色體加倍的方法進行了研究，初步考察了小麥DH群體的抗白粉病特性和主要農(nóng)藝性狀。結(jié)果表明，16℃低溫條件下，在壯苗培養(yǎng)基中附加2～3mg/L的MET不僅可以使花粉植株生長健壯，安全越夏，而且可以大幅度提高移栽成活率；首次用注射分蘗節(jié)法對小麥單倍體植株進行加倍，并且發(fā)現(xiàn)在注射分蘗節(jié)、浸泡根至分蘗節(jié)和自然