玉米活體誘導(dǎo)單倍體受精情況和發(fā)育過(guò)程研究.pdf

1、隨著Stock6衍生系活體誘導(dǎo)玉米單倍體技術(shù)在玉米育種中的逐漸規(guī)?；?推動(dòng)高頻率單倍體誘導(dǎo)系的選育及染色體加倍技術(shù)的研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)展,而誘導(dǎo)系雜交誘導(dǎo)單倍體的形成機(jī)制至今仍處于推測(cè)或假說(shuō)狀態(tài)。本研究以超甜玉米自交系Hua24為母本,以自主選育的高頻率誘導(dǎo)系HZI6為父本進(jìn)行雜交,通過(guò)整體染色透明技術(shù)、細(xì)胞學(xué)觀察、SSR標(biāo)記檢測(cè)研究授粉之后F1籽粒早期、中途和成熟時(shí)卵細(xì)胞和中央細(xì)胞的受精情況及胚和胚乳發(fā)育特征,以期闡明單倍體的形成機(jī)

2、理,其結(jié)果將為玉米高頻誘導(dǎo)系的選育和該技術(shù)在育種中的規(guī)模化利用提供指導(dǎo),并為其它植物開展單倍體相關(guān)研究提供借鑒,亦可深化對(duì)雙受精過(guò)程的理解。本實(shí)驗(yàn)主要得到以下結(jié)果:
　　 1.通過(guò)對(duì)誘導(dǎo)系HZI6、Hua24及普通玉米自交系相互雜交及自交果穗的籽粒發(fā)育情況調(diào)查發(fā)現(xiàn):Hua24自交或Hua24×普通玉米果穗籽粒發(fā)育正常,HZI6×Hua24果穗籽粒發(fā)育正常,而HZI6自交、Hua24×HZI6,果穗部分籽粒發(fā)育不正常,說(shuō)明籽粒發(fā)育

3、的不正常是由誘導(dǎo)系的花粉引起的。
　　 2.Hua24×HZI6授粉之后25-65小時(shí)的胚珠整體染色透明觀察發(fā)現(xiàn),平均54.19％的胚珠胚和胚乳都分裂,平均45.80％的胚珠胚或胚乳單方面發(fā)育,其中胚和胚乳都分裂的胚珠應(yīng)該包括單倍體和二倍體胚的胚珠,根據(jù)12、15天調(diào)查的單倍體誘導(dǎo)率平均是4.77％,因此能正常分裂的二倍體胚和三倍體胚乳的胚珠基本占50％,另外一半只能單方面發(fā)育或形成單倍體籽粒。Hua24×HZI6授粉之后25小

4、時(shí)和40小時(shí)時(shí),胚和胚乳都分裂的胚珠中9％左右的助細(xì)胞中有一個(gè)精子,胚乳分裂、卵細(xì)胞未分裂的胚珠中,70％左右胚珠助細(xì)胞中有精子,基本上所有卵細(xì)胞核內(nèi)都透明,可能這種助細(xì)胞中滯留的精子與單倍體的形成和胚或胚乳的單方面發(fā)育相關(guān)。
　　 3.Hua24×HZI6授粉之后25-65h的胚珠整體染色透明觀察發(fā)現(xiàn),胚乳分裂、卵細(xì)胞未分裂的胚珠所占百分比平均為40.51％；授粉之后第8d的無(wú)胚籽粒為44.46％:授粉之后第12、15d時(shí)敗育

5、籽粒占42.46％,成熟時(shí)干癟籽粒占44.31％,四者數(shù)據(jù)極為相似,說(shuō)明授粉之后卵細(xì)胞未分裂的胚珠,在第8天時(shí)表現(xiàn)無(wú)胚,第12、15天時(shí)表現(xiàn)敗育,成熟時(shí)表現(xiàn)干癟。
　　 4.Hua24×HZI6幼胚和根尖細(xì)胞學(xué)檢測(cè)染色體是10或10與20共存的45個(gè)胚中,SSR分子標(biāo)記檢測(cè)都是母本Hua24的帶型,細(xì)胞學(xué)檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)有核內(nèi)有絲分裂現(xiàn)象,說(shuō)明單倍體都是母本來(lái)源,20條染色體的細(xì)胞是由單倍體細(xì)胞發(fā)生核內(nèi)有絲分裂自然加倍形成。