适合西南生态区的玉米单倍体加倍方法初探

【作者】 林海建； 李芦江； 兰海； 潘光堂； 杨克诚； 荣廷昭；

【机构】 四川农业大学玉米研究所；

【摘要】 自然加倍法和化学加倍法是目前玉米单倍体加倍的常用方法,自然加倍法操作简单,但加倍效率较低,虽在西北地区玉米单倍体自然加倍率有所提高,但并不适合于西南地区育种中普遍使用的热带、亚热带种质的自然加倍。因此,在南方寻找自然加倍率较高的地区或与化学加倍互作提高加倍效率的环境和方法将有助于提高本单位乃至整个西南地区玉米单倍体育种的总体进程。通过2011年至2012年在四川和云南等多个环境下自然加倍和化学加倍方法和效率的探讨,获得以下初步研究结果:1.自然加倍率环境中,西双版纳秋季的单倍体散粉率为25.6%,结实率为17.8%(2011年秋),西双版纳春季的单倍体散粉率为21.2%,结实率为14.5%(2011年春),均明显优于在四川成都9.8%和雅安的8.5%(2012年散粉率)。2.除草剂浸芽研究表明,该方法是可行的,其中40μmol/L APM,浸芽1 h处理对幼芽伤害较小,加倍效果较自然加倍好(散粉率17.3%),但低于秋水仙素浸芽处理(1 8.6%,201 1年雅安点);而在西双版纳秋季环境互作下的加倍效果更为明显,散粉率最高可这42%(201 1年秋),而相应对照的自然加倍散粉率为22.6%(不同母本材料加倍率有所差异)。3.除草剂浸种的研究结果表明,单倍体种子存活率(或发芽率)与处理浓度、处理时间和冲洗时间具有密切的关系,在雅安点(2012年春),获选了同一浓度(80μmol/L)的APM和炔苯酰草胺(散粉率分别为15.7%和14.2%)浸种处理方法,该方法对种子伤害较小,加倍效果明显优于自然加倍;4.玉米胚的化学加倍,2012年,课题组以同一母本材料的(1500余粒)玉米生长胚和成熟胚为材料,对4种除草剂和秋水仙素在不同浓度和浸泡时间上进行了优化研究,已获得超过1000株胚经化学处理后的幼苗。随机挑选20株某浓度APM处理60分钟,培养6天后的幼苗根系进行染色体压片观察,在14株幼苗根系中发现有二倍体细胞的存在,初步表明化学浸胚法是可行的,但加倍率还有待下一步通过散粉率和结实率测定。以上内容是课题组在2011年至2012年间开展的部分玉米单倍体加倍方法研究中初步获得的结果,其中部分结果还需要进一步的加强和完善,以期为今后西南生态区开展玉米单倍体育种,在加倍方法选择上提供一定的借鉴。更多还原