玉米单倍体诱导亚正常籽粒的基本特性分析

【作者】 徐丽； 徐小炜； 郭婷婷； 陈绍江；

【机构】 中国农业大学国家玉米改良中心；

【摘要】 在利用单倍体孤雌生殖诱导系杂交诱导产生单倍体的过程中,除单倍体、二倍体籽粒外,还会产生胚乳或胚充实度降低、籽粒大小及形态等明显与其他正常籽粒不同的亚正常籽粒。根据籽粒充实度初步将其分为四个级别,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级。各级分类如下:Ⅰ级:籽粒形态较正常二倍体籽粒偏小,胚发育正常;Ⅱ级:籽粒形态较正常二倍体籽粒偏小,胚为亚正常或死亡;Ⅲ级:籽粒胚乳出现明显的空泡状,胚发育正常;Ⅳ级:籽粒胚乳出现明显的空泡状,胚为亚正常或死亡。本研究分别分析了各级别亚正常籽粒的基本特点,并且与正常单倍体及二倍体进行了比较;分析了各级别籽粒的发芽率及其遗传倍性。研究结果表明:随籽粒充实度的降低,各级亚正常籽粒的粒重呈逐渐降低的趋势。Ⅱ级和Ⅳ级胚败育的亚正常籽粒油份含量较低,分别为0.39%,1.23%,而Ⅰ级和Ⅲ级亚正常籽粒,单倍体和二倍体籽粒的含油量分别为3.175%,3.713%,3.354%,3.114%。各级亚正常籽粒的粗蛋白及粗淀粉含量与单倍体和二倍体无明显区别。通过对亚正常籽粒的粒重、粗蛋白、粗淀粉、含油量与籽粒发芽率的相关性分析发现,亚正常籽粒的含油量与发芽率有显著相关性,说明可以利用油份含量来初步预测亚正常籽粒的发芽活性。采用滤纸发芽时,Ⅰ级,Ⅱ级,Ⅲ级,Ⅳ级亚正常籽粒的发芽率分别为82.91%,3.19%,82.22%,15%;采用培养基发芽时,对应四个级别籽粒的发芽率分别为:85.56%,8%,89.36%,20%,均低于单倍体和二倍体的发芽率。通过对亚正常籽粒的遗传倍性鉴定发现,两种发芽条件下,Ⅰ级亚正常籽粒中,单倍体籽粒约为二倍体籽粒的1/2,即占总籽粒数目的33.01%;Ⅱ级亚正常籽粒中,共有6颗籽粒发芽,经鉴定5颗为单倍体,推测胚在发育过程中的败育可能与单倍体的诱导有关;Ⅲ级亚正常籽粒中,单倍体数目在总籽粒数目中的比例为27.94%;9颗发芽的Ⅳ级亚正常籽粒中,4颗为单倍体。在总的已发芽亚正常籽粒中,经初步鉴定,单倍体的比例为33.62%,说明以亚正常籽粒为研究对象,可以对其产生原因及单倍体产生机理的研究提供参考。更多还原