玉米单倍体育种技术的研究进展与展望

玉米单倍体育种技术的研究进展与展望

摘要 : 为了保障我国农业事业有序发展，从综合角度考虑，分析玉米单倍

体育种技术的研究方向，对近些年取得的研究成果进行技术改革不断深化技术方

向使玉米单倍体育种技术得到有效提升与完善，本着农业产业优质化发展的方向，给予更多参考意见。本文针对目前取得的研究成果以及未来研究方向给予更多阐述，希望提供相应的参考意见。

关键词 : 玉米 ; 单倍体 ; 育种 ; 研究进展 ; 展望

1单倍体育种的影响因素分析

1.1 环境影响

周围环境对玉米种子有着一定的影响作用，玉米种子收获初期，含水量较高，经过一段时间的自然风干或机械烘干，使种子含水量逐渐地降下来。随着寒冷的

天气的到来，含水量必须降到种子所要求的安全水分，种子才能够安全过冬。如

含水量过高，种子内部酶类就要进行新陈代谢，呼吸能力就要加强，遇到过低的

低温时，种子就要受到冻害，部分或全部丧失发芽能力，第二年播种到田间就会

出现出苗不全或完全不出苗。注意提高种子质量如种子中含有较多的不成熟或破

碎的种子，以及其它大量的尘土杂质等，都会给种子安全贮藏带来不良后果，在

贮藏中一定要注意保持种子的纯度和净度严格控制温度。如果玉米种子含水量在14%以上，就要采取有效的管理措施，这样的种子要保存在温度在零度以上的环

境里，一直到来年播种，温度都不得低于零度。低于零度种子就可能受到冻害，

丧失发芽能力或发芽能力降低。保持通风良好，达到上不漏下不潮玉米种子具有

明显的吸潮性，即使是干燥的种子，遇到雨淋、雪的覆盖或烟气的熏蒸，都会出

现反潮现象，也会降低玉米种子的发芽率。所以不要就地堆放，必须垫底防潮，

要把装有种子的麻袋或其它容器用木料或砖垫离地面50厘米以上，室内要保持

干燥通风良好，即使种子经常处在干燥的状态中，也要经常进行人工能风，放在

外面存放的种子，要用遮盖将顶部盖严，防止雪盖。种子贮藏期间要定期检查根

据不同季节，对保存方法、含水量、温度、发芽率等情况进行定期检查，重点检

查三个方面：一是检查种子是否受潮湿；二是检查种子是否被虫蛀、鼠咬；三是

定期检查种子的发芽率和发芽势。因种子冬贮时间是较长的，在整个种子贮藏过

程中，种子自身的含水量受空气的温度和湿度的影响，都可能发生较大的变化。

1.2 选择玉米植株的质量

玉米不完善粒指的是有缺陷或受到损伤有使用价值的玉米粒，包括虫蚀粒、

病斑粒、破损粒、生芽、生霉粒，热损伤粒东北玉米在烘干过程中，水分快速的

下降，同时还有一些机械的操作，先烘干、然后仓储、筛选、装箱、出库等环节，会导致破碎粒增加，收割后玉米保管储存不善，极容易出现玉米生霉现象，储存

环境和储藏技术的限制，无法严格按照标准进行储存和通风，导致霉变粒的增多。

1.3大规模单倍体育种存在的问题

单倍体的概念是由配子发育而来，虽然加倍了，但它本质上还是由配子发育

而来的。由二倍体的配子发育而来的个体是单倍体，且只有有一个染色体组，但

单倍体不一定只有一个染色体组，比如由四倍体的配子发育而来的单倍体就有两

个染色体组，得到的是二倍体。玉米种子的作用是阻断有丝分裂中纺锤体的形成，进而使染色体组加倍，形成二倍体，二倍体的定义里说二倍体由受精卵发育而来，玉米种子在应该注意的是植物和动物的区别，玉米种子植物的细胞核具有全能性，而动物只有分化程度低的细胞核和生殖细胞具有全能性，玉米种子离体培养是属

于植物的培育。

2 单倍体加倍技术研究进展

玉米种子胚胎是植物的生殖器官，有大量的生殖细胞、卵细胞配珠、精细胞

即单倍体、单倍体培育花药离体培养的意义在于短时间内的到大量纯合二倍体植株，玉米种子植物集体培养，经过处理后，染色体组得到翻倍，形成二倍体，所

形成的二倍体不论从植株还是基因来说都和由和受精卵发育而来的并没有什么不同。

2.1 不同种质基础材料对单倍体自然加倍率的影响

单倍体加倍可以是雌、雄穗加倍二倍体的配子，将二倍体的雌雄穗培养成植

株就形成一倍体植株也叫单倍体，植株一倍体只含有一个染色体组，而单倍体是

相对于本物种来说的，是只含有本物种配子染色体数目的的个体，对于雌雄穗的

生物来说，单倍体只含有一个染色体组，对于四倍体生物来说，单倍体含有两个

染色体组。，单倍体是直接由配子发育成完整个体的称谓。而一倍体，跟二倍体，三倍体一样，说的是该个体体细胞的染色体组的个数。

2. 2 不同生态条件对玉米单倍体自然加倍率的影响

不同地点种植玉米单倍体自然加倍率有明显差异，因为玉米单倍体是植物结

构功能和动物相比相对简单，多倍化之后所引起的基因表达的剂量变化不会造成

致命的后果，反而能够获得一些好处，多倍化后的植株往往会变得更为健壮，在

基因层面也会为新基因的产生提供素材，多倍化是植物的好朋友，但动物往往承

受不起多倍化后的基因表达变化。

2.3不同播期对玉米单倍体自然加倍率的影响

在播期玉米单倍体在春、夏不同播期对自然加倍率有着一定的影响，和动

物相比，植物基因组具有更高的可塑性，动物基因组则保守得多。染色体荧光原

位杂交图实验中给玉米种子进行红色和绿色区分，规划出了两套不同来源的二倍

体基因组，处可以看到两套基因组之间有易位，进行深入研究。

3单倍体育种技术未来发展前景展望

3.1 单倍体技术将更加得到重视和深层次应用

单倍体分离技术过程简单，没有复杂性，根据随机效果使其没有任何压力，

针对该技术持怀疑态度。为了证明对此技术的准确性，通过相应的实验将玉米单

倍体加倍系的籽粒容积进行对比，将籽粒的总体质量有所提升。实验结果表明，

单倍体不是基因随机分离的结果，单倍体在选择过程中迫于生存压力，更优化于

选用优质基因对自身不良基因体系进行淘汰。为了使玉米单倍体育种技术可以更

好地进行延伸，将内部的遗传效应进行有利化转变，从而发掘种子的最高能力与

最高体系，在对玉米单倍体育种技术进行深化改革中。经实践分析表明，单倍技