玉米双单倍概念
玉米诱导单倍体育种技术与应用 ppt课件
Inducer
Stock6 ZMS WS14 5329C KEMS MHI RWS UH400
CAUHOI
2020/2/16
诱导系
Rate(%)
2.3 0.6～3.4 3.0～5.0 3.05～18.57
6.3 5.5～6.7 8.65～13.39
8～15 1.9～9.2
subproject 2.2
▪ 多------易于规模化 ▪ 快------选系速度快 ▪ 好------纯度高 ▪ 省------
3）单倍体育种应用状况
国内：2013－250万个单倍体以上
规模化单倍体育种
国外应用
▪ 先锋、孟山都、先正达、利马格兰、KWS 等均有大规模应用,DH系占新选系可以达到 90%，已经替代传统选系成为主要的选系 方法
生产上应用的诱导系类型
32
农大高诱5号(CAUHI5)果穗与植
关联群体自交系与诱导系CAUHI5杂交后表现
33
籽粒标记R-nj遗传---花粉直感
果穗中的单倍体
单倍体产生的生物学机理：
雄配子体发育
双受精示意图
(引自Fre´de´ ric Berger等，2008)
（二）、单倍体鉴定
田间鉴定（早期） 细胞遗传学方法 形态学方法 放射性方法 除草剂 方法 分子标记法 遗传标记法 ★ 油份鉴定法
2020/2/16
5
一、背景介绍
产生玉米单倍体的途径
1) 品种间杂交自发产生的孤雌生殖单倍体 2) 不定配子体基因ig诱导的孤雄生殖单倍体 3) 化学和物理方法诱导的单倍体 4) 花药组织和花粉培养产生的单倍体 5) 雌穗、子房或胚珠的离体培养 6) 孤雌生殖诱导系杂交诱导产生单倍体
玉米孤雌生殖单倍体加倍技术研究进展
文章编号：1005-0906(2010)01-0012-03玉米孤雌生殖单倍体加倍技术研究进展黎亮，李浩川，徐小炜，陈绍江(中国农业大学，国家玉米改良中心，北京100193)摘要：玉米单倍体育种技术能显著加快育种进程。
单倍体高效率加倍是单倍体技术能否广泛应用于育种实践的关键因素。
综述了单倍体加倍的主要方法，介绍常用的秋水仙素化学加倍技术，对其他细胞分裂抑制剂也做了简要介绍，并对今后的单倍体加倍研究进行了展望。
关键词：玉米；单倍体；染色体加倍；秋水仙素中图分类号：S513.035.2文献标识码：AResearch Progress of Haploid Doubling Technology on MaizeLI Liang,LI Hao-chuan,XU Xiao-wei,CHEN Shao-jiang(China Agricultural University,China National Maize Improvement Center,Beijing100193,China) Abstract:Application of haploid technology can significantly accelerate the breeding process in maize breeding. Currently,widely application of this technology depends on the haploid doubling efficiency.It was reviewed that the main methods of chromosome doubling in maize,including the commonly used colchicine,as well as other microtubule inhibitors.Perspectives on chromosome doubling were also mentioned.Key words:M aize;Haploid;Chromosome doubling;Colchicine单倍体育种能显著地缩短育种进程、提高育种效率，是玉米育种的重要技术之一。
第7章_花药培养及单倍体育种
一、单倍体的概念及其来源
1、概念 单倍体(haploid)：是指具有配子体染色体数（n） 的孢子体(植物个体)。 单倍体有一元单倍体和多元单倍体。
南瓜的单倍体和二倍体 的雄花和雌花
单倍体植物的特点：
体细胞染色体数减半； 生长发育弱，体形小、各器
官明显减小； 雌、雄配子严重败育，有的
生根培养：将分化出的芽苗转入含NAA的生根培 养基中，一般2周左右可形成根。
烟草花粉植株的生根培养基： 1/2 MS + 2%蔗 糖 + 0.5%琼脂。
壮苗培养：在生根培养基或基本培养基中添加 多效唑（1-3mg/L），提高蔗糖浓度（5-8%）。
培养条件： 25 ℃，光照下。
花粉植株的驯化移植
② 激素选择
烟草和毛曼陀罗：仅含蔗糖的琼脂板 茄子花药培养中： MS＋2,4-D 0.5 mg/L＋KT 1mg/L
n 93.8% 2n 6.2% MS＋2,4-D 2 mg/L ＋ KT 1mg/L
n 64,1% 2n 35.9%
③ 蔗糖：一般为3％～15％
烟草和油菜：2～3％诱导花粉胚； 水稻：3～6％诱导愈伤，分化时2～3％； 小麦：8～11％麦芽糖诱导愈伤，分化时5～8％蔗 糖； 玉米：12～15％诱导愈伤； 甘蔗：高达20％。
➢ 二，认为小孢子发育过程中花药内源激素平衡在 不断改变，随花药的成熟，激素平衡变得不适合 小孢子的生长和分裂，或脱分化必须的一些物质 被消耗尽，从而引起培养效果不佳。
花粉发育时期的确定
•鉴定花粉发育时期的方法可用涂片法来进行。 •为方便起见，可找出与花粉发育时期相对应的形 态学指标。
（3） 花药预处理
体细胞干扰 生殖细胞的自发加倍 培养过程的各种影响因素
第十章 单倍体与多倍体育种
②倍性鉴定长成为花粉株后，要检查其染色体数，确定其倍性。 方法：根尖→固定→染色→压片→ 镜检 ③加倍花粉植株未经自然加倍时，一般为单倍体，不能正常结实， 因而需人工加倍（秋水仙素）。 双子叶植物可采用1.5份0.1—0.4%的秋水仙素十1份羊毛脂， 调成糊状乳液，涂株单倍体植株的腋芽或生长点，使生长点加倍 成二倍体。 单子叶植物如小麦、水稻等可将幼苗或新生的分蘖株基部浸在 0.04—0.1%秋水仙溶液中，在20—25℃下1—4天，取出用清水 洗净，栽入土中，可获得染色体加倍植株。 加倍时要注意秋水仙素浓度，植物种类不同，其浓度不同。 ④选择花粉株加倍成活后，要像一般植物管理一样，种子成熟后， 应单株、单穗分别苗种，备作进一步的试验。F1后各代的选育工 作同一般选育工作一样进行试验、鉴定、从中选出优良株系，扩 大繁殖试种，最后用于生产。
四、诱发多倍体的方法： 1、用物理因素诱异多倍：
物理因素有：温度激变，机械创伤，电离射线非电离射线、 离心力等。 物理因素虽可诱导多倍体，但频率较低，在多倍体诱导中成 效不大。
2、用化学因素诱导多倍体：
秋水仙素处理方法：
①秋水仙素介绍 秋水仙素是从百合科秋水仙植物中提炼出来的一种剧毒药剂， 其分了子式为C22H25NO6 H2O。一般秋水仙素是淡黄色粉末， 纯品是针状结晶体，性极毒，对中枢神经有麻醉作用，进入眼 睛，会使其失明，易溶于水、酒精、氯仿和甲醛中，不易溶解 于已醚和苯。
④处理方法：
浸渍法：多用于处理干种子，萌动种子及幼苗。 滴液法：禾本科幼苗，茎基部生长点切一小斜口，使其夹住一 小片滤纸，用吸管滴药液，浓度0.02—0.05%。双子叶植物，用脱 脂棉将顶芽，腋芽包裹住，然后滴液每日一至数次，反复数日 注射法：是用注射针头把秋液注入植株小苗分蘖节的上部。 这种方法适于禾本科谷类作物，尤其对水稻加倍，效果良好。 富民农处理方法 富民农的化学名称：对甲苯磺硫苯胺苯汞，分子式 C19H17H9NSO2，为灰白色粉末，基本不溶于水，溶于丙酮。使 用时应先将纯的药粉1克倒入25ml丙酮中，在热水中（80℃左右） 加热，制成淡黄色溶液，趁热将此液徐徐倒入1000ml原液稀释到 0.01—0.03%即可使用。 还有乙酸（IAA）、氧化亚氨（N2O）等也可加倍染色体数目。
国内玉米单倍体诱导及籽粒鉴别技术的研究进展
东北农业科学 2020,45(6):28-31，85Journal of Northeast Agricultural Sciences DOI：10.16423/ki.1003-8701.2020.06.008国内玉米单倍体诱导及籽粒鉴别技术的研究进展王化冰、刘励蔚\朴莲玉\唐铭\冯咏琪2,修荆昌h(1.吉林省农作物新品种引育中心，长春130000;2.吉林省种子管理总站，长春130000)摘要：玉米单倍体育种技术具有缩短育种周期、改善远缘杂交不亲和等优势，在玉米育种科研单位和企业中应用十分 广泛，并与转基因育种技术、分子标记辅助育种技术并称为现代玉米育种三大技术。
单倍体育种的核心是利用孤雌生殖 诱导系诱导产生单倍体，进而加倍形成DH系，为配制杂交组合提供材料基础。
中国在该技术应用上起步较晚，但发展 速度较快。
本文就孤雌生殖诱导系的诱导机理、诱导系的选育和单倍体籽粒鉴定方法=个方面，综述了我国在玉米单倍 体育种诱导及鉴别方面的研究进展，旨在为该方向的研究提供借鉴参考。
关键词：玉米；单倍体；研究进展中图分类号：S513 文献标识码：A文章编号：2096-5877(2020)06-0028-04Research Progress on Maize Haploid Induction and Grain Identification in ChinaWANG Huabing',LIU Liwei1,PIAO Lianyu',TANG Ming1,FENG Yongqi2,XIU Jingchang'*(1.Jilin Province Crop Introduction and,Breeding Center of New Varieties,Changchun 130000; 2.Jilin Provincial Seed Management Station,Changchun 130000, China)Abstract：The technology of maize haploid breeding has the advantages of shortening the breeding cycle and improving distant hybridization incompatil)ility.It is widely used in maize breeding research units and enterprises.Maize haploid breeding technology,transgenic breeding technology and molecular marker-assisted breeding technology constitute three major technologies of modern maize breeding.The core of haploid breeding is to use parthenogenet-ic induction lines to induce haploids,and then to double to form DH lines,providing a material basis for the configuration of hybrid combinations.China started late in the application of this technology,l>u t has developed rapidly. This article reviews the research progress on maize haploid breeding in China in three aspects of selection,the induction mechanism of parthenogenetic induction lines,selection of induction lines,and haploid identification methods,aiming at providing reference for researchers in this direction.Key words：Maize;Haploid;Research progress玉米单倍体育种技术以其能显著缩短育种周期，改善远缘杂交不亲和等优势被育种工作者广泛应用。
玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果及单倍体加倍研究
玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果及单倍体加倍研究玉米是世界上栽培面积最广泛的粮食作物之一，其产量和品质对人类的生活有着重要影响。
而玉米的育种研究一直是农业科技领域的重要课题之一。
在玉米育种中，单倍体加倍技术是一种有效的育种方法，可以加速杂交育种的进程，提高杂种优势的利用，从而提高育种效率和培育出优质的玉米新品种。
对于玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果及单倍体加倍研究具有重要的理论和实际价值。
本文将对玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果及单倍体加倍研究进行探讨和分析，以期为玉米育种研究和生产实践提供参考和指导。
一、玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果1.1 诱导系的选择诱导系是进行玉米离体培养的重要材料，其诱导效果直接影响到后续的组织培养和植株再生。
在玉米诱导系的选择过程中，需要考虑到对不同基因型玉米的适应性和诱导效果。
XKY-1和XKY-2是目前应用较为广泛的玉米诱导系，它们具有较高的再生能力和对不同玉米基因型的适应性。
1.2 诱导效果的评价玉米诱导效果的评价主要包括愈伤组织的诱导率和质量。
愈伤组织的诱导率是指在离体培养条件下，愈伤组织形成的频率和比例，是评价诱导效果的重要指标之一。
而愈伤组织的质量则包括其生长速度、再生能力和对植株再生的潜力等方面。
1.3 诱导系的优化为了提高玉米诱导效果，可以通过优化培养基配方、培养条件和处理方法等途径进行。
可以通过添加适当的植物生长调节剂和营养物质来促进愈伤组织的诱导和生长；可以调整培养基的pH值和渗透压以提高愈伤组织的再生能力和稳定性；还可以通过光照、温度和湿度等环境因素的控制来改善愈伤组织的生长条件。
二、玉米诱导系XKY-1和XKY-2的单倍体加倍研究2.1 单倍体加倍技术单倍体加倍技术是指通过诱导植物组织发生无性生殖或雄性生殖的过程，使其产生的胚胎具有双倍体染色体组成。
在玉米育种中，单倍体加倍技术可以通过使杂交后的配子变为双倍体，提高其育种利用率和杂种优势，从而加速育种进程和提高育种效率。
玉米单倍体育种表现
玉米单倍体育种是一种育种技术，通过诱导玉米花粉中的细胞减数分裂不完全或不正常，从而产生具有单倍体染色体组的玉米植株。
单倍体植株具有一半的染色体数目，通常为2n=20（玉米的染色体数为2n=40），因此被称为单倍体。
玉米单倍体育种可以用于加速育种过程、选择优良基因和杂交品种等。
在单倍体育种中，单倍体植株会表现出一些特殊的性状，其中包括：
1. 外部形态：单倍体植株通常较小，叶片狭窄，植株高度较低，与二倍体植株相比较为矮小。
2. 生长发育：单倍体植株的生长发育速度较快，从种子萌发到开花结实的时间较短。
3. 花序和花粉：单倍体植株的花序较小，花粉少且较小，有些单倍体植株甚至无法正常产生花粉。
4. 叶色：部分单倍体植株叶片可能呈现异色，如黄叶。
需要注意的是，单倍体植株的表现会受到环境因素和基因型的影响。
此外，由于单倍体植株的基因组处于不稳定状态，存在一些不利于育种的问题，如易发生染色体重组和遗传变异等。
因此，在玉米单倍体
育种中，需要结合其他育种技术和综合评价方法，进行进一步的选育工作。
玉米单倍体育种原理
玉米单倍体育种原理宝子们！今天咱们来唠唠玉米单倍体育种这个超有趣的事儿。
你看那玉米地，一排排玉米就像一个个小卫士站在那儿。
可你知道吗，这些玉米的培育背后可有超级神奇的原理呢。
咱先来说说啥是单倍体。
宝子们可以把单倍体想象成是玉米细胞里的“小精简部队”。
正常的玉米细胞啊，就像是一个装备齐全的大部队，里面有两组染色体，就像有两套完整的作战计划一样。
可是单倍体呢，它只有一组染色体，就像是只拿了一套作战计划就出来闯荡的小队伍。
这单倍体是怎么来的呢？这就有好几种魔法啦。
有一种魔法叫花药培养。
你想啊，玉米的花药就像是一个小小的魔法盒。
在这个花药里面呢，住着花粉细胞，这些花粉细胞就是潜在的单倍体来源哦。
科学家们就像聪明的魔法师，把花药取出来，然后放在特制的“魔法培养液”里。
这个培养液就像是一个充满魔力的温泉，花粉细胞在里面就开始发生奇妙的变化。
它们开始分裂、生长，慢慢地就变成了单倍体的小植株。
这就像是从一个小小的魔法种子，培育出了一棵独特的小玉米苗。
还有一种魔法是诱导孤雌生殖。
这就更有趣啦。
就好像是玉米妈妈自己一个人就能生出宝宝来。
正常情况下呢，玉米得有花粉爸爸的参与才能产生种子。
可是在这个魔法下，科学家们想办法让玉米妈妈的卵细胞自己就发育成了胚胎，然后长成小植株。
这个小植株就是单倍体的啦。
这就像是玉米妈妈自己创造了一个小奇迹，没有爸爸的帮忙，也能有自己的小宝贝。
那得到单倍体玉米植株后呢？这才是刚刚开始哦。
单倍体玉米植株有个小问题，它比较弱小，就像一个小婴儿，还没有完全长大。
这时候就需要另一个魔法啦，那就是染色体加倍。
这就好比是给这个小婴儿注入了超级能量，让它一下子变得强壮起来。
科学家们会用一些化学药剂，就像是魔法药水一样，让单倍体玉米植株的染色体加倍，这样它就从只有一组染色体变成了和正常玉米一样有两组染色体的植株了。
咱再从农民伯伯的角度来看。
农民伯伯种了这种用单倍体育种培育出来的玉米，那可就像挖到了宝藏。
产量高了，就能多卖点钱，生活也能过得更好啦。
我国玉米单倍体品种
我国玉米单倍体品种玉米（学名：Zea mays L.）是我国重要的粮食作物之一，在全球也是最重要的粮食作物之一。
玉米的种类繁多，根据染色体倍性的不同，可以将玉米分为常规二倍体、单倍体和三倍体等品种。
本文将主要介绍我国的玉米单倍体品种及其特点。
一、玉米单倍体品种的概述玉米单倍体是指具有单倍体染色体组的玉米植株，其染色体数目为n=10，与常规的二倍体玉米(n=20)相比，单倍体玉米在遗传学研究和品种改良方面具有一定的优势和应用价值。
玉米单倍体在种质资源创新、基因组学研究和育种工作等方面发挥着重要的作用。
二、玉米单倍体品种的应用 1. 种质资源创新：通过玉米单倍体的杂交育种，可以快速创造出具有丰富的遗传变异的新种质资源，为玉米的品种改良提供了重要的材料基础。
2. 基因组学研究：玉米单倍体在研究基因组、基因定位和基因功能等方面具有独特的优势。
由于其染色体数目减半，使得基因组的研究变得相对简单，有利于快速鉴定和定位目标基因。
3. 育种工作：玉米单倍体在育种工作中可以通过杂交优势的利用，快速创造出优良的杂种品种，提高玉米的产量和抗性。
三、我国玉米单倍体品种的发展我国玉米单倍体品种的研究和发展起步较早，在过去的几十年中取得了显著的进展。
研究人员通过不断地杂交育种和筛选，创造出了许多优良的玉米单倍体品种，取得了丰硕的成果。
在我国，玉米单倍体品种主要分为两大类：恢复型单倍体和纯合型单倍体。
恢复型单倍体是通过自交育种后遗传特异性基因杂合的玉米种群，其具有较高的杂种优势；纯合型单倍体则是通过自交育种后继续自交得到的纯合系，可以作为不育系在玉米的杂交育种中应用。
四、玉米单倍体品种的展望玉米单倍体品种的研究和应用在我国还有很大的发展潜力。
随着科学技术的进步，特别是生物技术和基因编辑技术的发展，玉米单倍体的遗传改良和育种工作将更加精确和高效。
未来，我们可以期待玉米单倍体在提高玉米产量、提高抗虫抗逆性、改善玉米品质和开发新品种等方面发挥更大的作用。
单倍体的概念、可育性和应用
单倍体的概念、可育性和应用释疑单倍体的可育性和应用单倍体是高中生物教学中的难点，包括单倍体概念、染色体组情况、可育性的的理解等，看了同行的文章《单倍体的来源与育性》，在自己理解的基础上整理如下。
典例解析试题1：下列个体一定不属于单倍体的是( )A．含本物种配子染色体数目的个体B．含奇数个染色体组的个体C．由受精卵直接发育而成的个体D．含有两个染色体组的个体答案：C解析：单倍体是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，由未受精的卵细胞或植物的花粉直接发育而来，因而由受精卵直接发育而成的个体一定不是单倍体，可能是二倍体或多倍体。
试题2：下列有关单倍体育种的叙述，错误的是( )A．获得单倍体不是育种的目的B．能缩短育种年限C．能排除显隐性干扰D．秋水仙素处理是产生单倍体植株的简便而有效的方法答案：D解析：秋水仙素处理能使染色体加倍，产生单倍体的方法是花药离体培养。
NO.1单倍体的概念的理解严格的讲，单倍体是指体细胞中仅含有1个染色体组的个体，又称一倍体。
然而，高等生物多为二倍体，其配子只含有1个染色体组，因而由配子形成的个体亦可以称为单倍体，所以把单倍体的概念定义为具有配子染色体数目的个体。
单倍体是大多数低等植物生命的主要阶段。
由于自然界先有单倍体，后有二倍体，因此，根据系统演化，单倍体可以分为原生的和次生的两类。
1．原生的单倍体原生的单倍体是指由单倍性的孢子发育而成的个体，包括细菌、真菌、藻类植物、苔鲜植物的叶状体和茎叶体以及蕨类植物的原叶体等。
这类单倍体不仅可以独立生活，而且主要借助无性生殖繁衍后代，诸如细菌的分裂生殖、酵母的出芽生殖、丝状真菌和藻类的断裂生殖以及苔藓、类的孢子生殖等均属于无性生殖。
真菌类的菌丝体是单倍体，苔藓类的藏精器和藏卵器是单倍体，这些低等植物的单倍体不会出现不育的问题，因为它们是无性生殖。
2．次生的单倍体次生的单倍体是指由二倍体衍生而来的，即是由本物种配子发育而成的个体，诸如水稻、小麦等花粉离体培养形成的植株以及蜂卵（未受精）发育而成的雄蜂等。
玉米单倍体加倍问题探讨
2020.2专题论述玉米单倍体加倍问题探讨宋俊乔孙海潮张晓辉卢道文牛永锋张莹莹张盼董文恒李永江(安阳市农业科学院河南安阳455000)摘要：玉米单倍体育种发展到现在已经有90年的历史了，育种家从未停止对该方法的探索和改进。
从最初单倍体的无法识别，到加入标记使得单倍体肉眼鉴别成为可能，直至现在通过各种技术让单倍体的鉴别可以批量进行;从当初的诱导率2%左右到现在超过10%,都蕴含着育种家的各种尝试创新。
文章中对单倍体另一个非常重要的限速环节——加倍环节进行了详细阐述。
加倍是植株从无法正常结实的单倍体通过自然或化学方式，成为可育的纯合二倍体的过程。
因为雄穗的自然加倍率非常低成为植株自然二倍化的限制因素，化学加倍的方式可以有效提高加倍率，但是主要使用的化学药剂秋水仙素是剧毒物质，对人类，牲畜和环境都不友好，成为育种家们期待改善的主要方向，目前尝试替代药品和物理方式，但是没有非常稳定而高效的结果，所以，加倍方式的创新和改革依旧会成为近阶段育种家们研究的主要方向。
关键词：玉米；单倍体;加倍率；自然加倍；化学加倍玉米是世界三大粮食作物之一，种植范围最广，其产量最大。
追求产量的增加仍是我国玉米育种重要任务之一，利用杂种优势是玉米育种的最主要手段叫纵观玉米育种进程，对于玉米育种方式方法的改进也是伴随玉米种质改良过程不可或缺的一个重要环节。
对于传统的育种方式，一个新品种的选育和审定至少需要10年的时间，为了提高育种效率我们选择了分子标记辅助育种的技术，只有分子标记初筛后具有目标性状的材料才会进入下一个育种环节，缩小了试验地的使用，提高了育种效率,使遗传增益(genetic gains)更加具有方向性，更加清晰。
自从Randolph和Stadler在1929年第一次报道了玉米单倍体［2］，玉米育种家对于单倍体育种方法的探索和改进就再也没有停止过。
玉米单倍体育种主要包括:单倍体诱导、鉴定和加倍三个环节，上篇文章已经对诱导和鉴定两个环节进行了详细阐释，本篇文章会对单倍体加倍的相关内容进行有效的探讨。
玉米单倍体的常用鉴定方法分析
村乡科技XIANGCUN KEJI66XIANGCUN KEJI 2017年7月（下）种子混杂和SSR 位点不纯的研究［J ］.分子植物育种，2006（4）：513-519.［7］Sundaram RM ，Naveenkumar B ，Biradar SK ，et al.Identi-fication of in formative SSR markers capable of distinguishing hy-bridrice parental lines and their utilization in seed purity assess-ment ［J ］.Euphytica ，2008（2）：215-224.［8］康美玲，田忠景，张倩倩.利用醇溶蛋白电泳图谱分析不同玉米品种的遗传多样性［J ］.江苏农业科学，2013（10）：321-327.［9］郑成超，金锡奎.种子蛋白电泳在品种纯度鉴定中的应用［J ］.种子，1990（3）：45.［10］习莉，李亚兰，李芳芳.聚丙烯酰胺电泳法测定小麦种子纯度方法的改进［J ］.分析测试技术与仪器，2002（2）：119-121.［11］甘莉，王新.油菜种子贮藏蛋白的遗传多样性分析［J ］.华中农业大学学报，1999（6）：528-532.［12］田雷，曹鸣庆，王辉.AFLP 标记技术在鉴定甘蓝种子真实性及品种纯度中的应用［J ］.生物技术通报，2001（3）：3-14.［13］刘德强.种子真实性和品种纯度的影响因素及鉴定方法［J ］.现代农业科技，2011（5）：92-97.玉米单倍体的常用鉴定方法分析布阿依夏木·那曼提（伊犁哈萨克自治州农业科学研究所，新疆伊宁835000）［摘要］近十几年以来，以生物诱导技术为基础的玉米单倍体育种方法已成为新一代玉米育种的重要技术。
国外许多种业公司已经实现了玉米单倍体育种的规模化应用。
但是，如何鉴别玉米种子是否为单倍体成为了备受关注的重要课题。
玉米单倍体育种的工作流程和原理
玉米单倍体育种的工作流程和原理玉米单倍体育种是一种常用的育种方法，通过使玉米的染色体数目减半，得到一套完整的单倍体基因组，从而加速了育种进程。
本文将从工作流程和原理两个方面介绍玉米单倍体育种的相关内容。
一、工作流程玉米单倍体育种的工作流程主要包括以下几个步骤：1. 杂交：首先，选择合适的亲本进行杂交。
一般来说，选择一株优质的母本和一株具有优良性状的父本进行杂交，以期望后代具有优良的遗传特性。
杂交时需要注意花粉的收集和传递，保证杂交的成功。
2. 诱导渗透处理：在杂交后的一段时间内，采用诱导渗透处理的方法，通过处理玉米胚乳，促使胚乳中的细胞脱分化成单倍体细胞。
这一步骤是得到单倍体植株的关键。
3. 培养：将处理后的胚乳转移到含有适宜培养基的培养瓶中，进行培养。
培养基中添加适当的营养物质，为胚乳提供生长所需的养分和激素。
在适宜的温度、光照和湿度条件下，胚乳细胞开始分裂和生长。
4. 选择：在培养过程中，对于生长正常的单倍体植株进行筛选。
一般通过形态特征、染色体观察和生长速度等指标进行初步筛选，然后再通过分子标记等方法进行进一步鉴定。
5. 繁殖：将筛选出的单倍体植株进行繁殖。
可以通过无菌培养、定植和移栽等方法进行。
在繁殖过程中，需要注意保持良好的生长环境，提供适当的养分和水分。
6. 重组：在单倍体植株繁殖后的下一代，可以进行重组。
通过不同单倍体的杂交，将不同的基因组组合在一起，产生新的杂交种质。
这一步骤是玉米育种中的重要环节，可以使育种进程更加高效。
二、原理玉米单倍体育种的原理基于玉米的生殖特性和染色体行为。
玉米是一种自交不纯的作物，杂交后的种子具有丰富的遗传变异，但是种子的自交后代往往表现出较低的变异性。
为了充分利用杂交优势，加速育种进程，人们通过制备玉米单倍体来提高杂交后代的遗传变异性。
玉米单倍体的制备过程中，通过诱导渗透处理，使玉米胚乳中的细胞脱分化为单倍体细胞。
这是因为玉米的胚乳细胞在一定的条件下具有一定的脱分化能力。
玉米单倍体高效加倍技术规范
玉米单倍体高效加倍技术规范李杰文;刘长虹;刘治先;杨菲;李文才;孙琦;于艳丽;丁照华【摘要】根据多年来玉米单倍体育种研究的理论和实践,结合国内外单倍体育种的成功经验,组装集成了“玉米单倍体高效加倍技术规范”(仅供参照试用).本规范是玉米单倍体人工(化学)加倍的基本操作程序,适用于利用杂交诱导单倍体快速选育玉米自交系技术,主要包括单倍体种植、单倍体植株确认、高效加倍技术、单倍体植株的授粉与收获、获得DH系等5个技术环节.按此技术规程操作,可显著提高单倍体的加倍率和育种成效.【期刊名称】《山东农业科学》【年(卷),期】2013(045)010【总页数】5页(P121-124,130)【关键词】玉米单倍体;标记性状;DH系;化学加倍;注意事项【作者】李杰文;刘长虹;刘治先;杨菲;李文才;孙琦;于艳丽;丁照华【作者单位】山东省农业科学院玉米研究所,山东济南250100;山东省农业科学院玉米研究所,山东济南250100;山东省农业科学院玉米研究所,山东济南250100;山东省农业科学院玉米研究所,山东济南250100;山东省农业科学院玉米研究所,山东济南250100;山东省农业科学院玉米研究所,山东济南250100;山东省农业科学院玉米研究所,山东济南250100;山东省农业科学院玉米研究所,山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】S513.035.2玉米单倍体育种可显著缩短育种进程、提高育种成效，已成功应用于国内外玉米育种项目，并达到规模化应用的需求。
但是，该方法尚存在一定的制约因素，如单倍体的诱导率和加倍效率不高，此外，不少育种单位利用一代杂交种作选系基础材料直接诱导单倍体，不能有效打破不良基因的连锁，基因间的重组几率较低。
因此，单倍体育种必须与种质扩增、育种材料的改良有机结合起来，先对诱导材料进行有效的重组改良，累积足够的有利基因，再进行单倍体诱导，此外，还要研制简便、易行、高效、规范的加倍技术，建立玉米单倍体高效加倍技术新体系，才能发挥单倍体育种的技术优势，提高育种效率，促进品种和技术创新。
玉米单倍体育种技术研究进展之单倍体的诱导与鉴定
玉米(Zea Mays L.)是世界三大粮食作物(玉米、小麦、水稻)之一,是世界范围内种植最广、产量最大的作物。
玉米也是我国第一大粮食作物,广泛应用于深加工、食品、饲料、植物绿色清洁能源等多种产业。
传统的育种方法主要是通过不断选育优良自交系,大量的杂交选育等手段进行,这个过程主要依靠育种者的育种经验,存在工作繁琐,任务量大,育种周期长,用地面积大等问题,不利于规模化和商业化育种。
1929年Randolph和Stadler首次报道了玉米单倍体[1],开始了育种专家和遗传学家对于单倍体育种的探索和研究。
随着全球商业化玉米育种的竞争日益激烈,玉米单倍体育种这一革命性的技术被越来越多的遗传育种家和种业公司广泛应用[2]。
玉米单倍体育种技术主要是通过单倍体诱导,经染色体加倍后能获得基因位点完全纯合的双单倍体系(DH系)的育种技术,在国内外应用和发展迅速,与常规育种方法相比,具有加快育种进程、直接淘汰含有不利性状的隐性基因、作为纯合的遗传学和育种研究材料等多方面优势。
因此该技术已经与转基因育种技术、分子标记辅助育种技术共称为现代三大玉米育种技术[3]。
单倍体育种主要包括单倍体产生、单倍体鉴定、单倍体加倍产生DH系、DH系育种等几个主要步骤。
本篇文章主要就单倍体的诱导和鉴定环节进行综述。
1单倍体的产生具有配子体染色体组的个体、细胞或组织,它们分化生长出的植株称作单倍体植株。
单倍体可通过自然发生和人工干预两种方法获得。
1.1自然产生单倍体玉米单倍体自然发生的频率很低,约为0.002%~ 0.02%[4],一般是因为在生殖期出现异常所形成的,且单倍体高度不育,因此在自然界存量极小,无法满足现代育种对庞大的纯系需求,所以通过人工干预方法成为主要的手段。
玉米单倍体育种技术研究进展之单倍体的诱导与鉴定宋俊乔张盼卢道文孙海潮牛永锋董文恒李永江张莹莹张晓辉(安阳市农业科学院河南安阳455000)摘要:玉米是我国重要的粮食作物,也被广泛用于饲料及工业深加工。
玉米单倍性来源的调查
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获得 的产 量 最 高 ， 是 没有 研 究 不 同杂 交 只 种 、 同群 体 、 同播 种 期 时 的 情 况 。 由 于 不 不 堪 萨 斯 州 西 部 的 高 温 低 湿 条 件 ， 更 远 的北 在
部和东部地 区的研究 结果 不 能采 用 ， 此 ， 因
本研究将评 估 堪萨斯 州 西部 玉米早 播 和迟
单 倍体是 玉米杂交育种 的重要 工具 ， 这 是 因为将单倍 体 的染 色体 数 加倍 就能 获得 等基 因系 ， 而使 育 种 年 限从 ６ 从 —８ 年缩 短 到 １ —２年 。 在 育 种 中 ， 节 高 频 率 的 自发 调
３ Ｏ
维普资讯
玉米单倍性来源的调查
单倍 体 即具有配子体 染色体 数的植株 ， 由于其 独特 的遗传结构 ， 因此适合作基础 遗 传研究 和细胞学调查 的材料 。 已建 立改 良了几 种 具有 重 要经 济价 值 的作 物的单倍体 和双单倍 体 （ Ｈ 诱导技 术 Ｄ）
（ ｉ ｒ 等 ， １８ ； Ｌｓｅｎｓ 等 ， １８ ； Ｐｃ ｄ ａ ９７ ａｈｎｅ ９８
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ｉ） ａ 品系及其 杂交 种 的雌性 单倍 体 的诱 导 ， ｎ 将 结 果 与通 过 和 Ｓｏｋ６杂交 获 得 的 单 倍 体 ｔｃ
（ １ 、５０ （ ２ 、０ｏ （３ 株／ 顷 ， 作方 Ｐ ）４ ００ Ｐ ）６ｏ ｏ Ｐ ） 公 耕
式为小麦 一玉米 一休 闲轮作。五月上旬播种 的其平均产量比四月中旬播种的高 １５Ｍ， ａ ．１ ｒ ／ ｈ
玉米单倍体育种
玉米单倍体育种1.前言：随着人口的增加和经济的发展，玉米的需求量不断上涨。
耕地面积减少和环境的恶化使人们对高产、优质、抗逆性强的玉米新品种需求日益迫切。
而目前用常规育种方法获得高配合力的纯合自交系需耗费大量的人力和时间。
常规的育种技术已经越来越不能满足人们的育种需求。
近年来，单倍体育种技术、基因工程育种、分子标记辅助育种等生物技术手段的发展提高了育种效率，开辟了玉米育种的新途径。
2.单倍体育种的意义单倍体植株经染色体加倍后,在一个世代中即可出现纯合的二倍体，从中选出的优良纯合系后代不分离,表现整齐一致,可缩短育种年限。
单倍体植株中由隐性基因控制的性状,虽经染色体加倍,但由于没有显性基因的掩盖而容易显现。
这对诱变育种和突变遗传研究很有好处。
在诱导频率较高时，单倍体能在植株上较充分地显现重组的配子类型，可提供新的遗传资源和选择材料。
中国首先应用单倍体育种法改良作物品种，已育成了一些烟草、水稻、小麦等优良品种。
单倍体育种如能进一步提高诱导频率并与杂交育种、诱变育种、远缘杂交等相结合应用，则在作物品种改良上的作用将更显著。
3. 获得玉米单倍体技术3.1 自然发生的单倍体生殖过程异常所引起的孤雌或孤雄生殖而来的玉米单倍体,自然发生的单倍体的频率极低,仅为10-5～10- 8。
由于单倍体高度不育,其植株和它的组织器官等都比它们的二倍体弱小,所以自然界中存在的单倍体很少。
3.2 孤雌生殖诱导玉米孤雌生殖的方法很多。
利用异种花粉授粉, 刺激未受精卵发育引起孤雌生殖产生单倍体；利用紫外线处理的玉米成熟花粉粒给正常植株授粉, 让已无授精能力的花粉去刺激未受精的卵细胞单性发育成单倍体的胚；利用甲苯胺蓝等化学药剂处理花粉产生单倍体。
化学药物诱导孤雌生殖常易产生一些影响生理生化和形态上的畸变, 其可靠性常受到怀疑。
3.3 花粉、花药培养用花药、花粉组织培养技术获得单倍体。
在获得单倍体的同时，还常常出现已自然加倍了的二倍体和双倍体。
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玉米双单倍概念
玉米双单倍是一种遗传育种技术，旨在加速育种过程并提高玉米的遗传纯度。
它是通过诱导玉米花粉体细胞经过无性生殖产生双单倍体植株。
传统的玉米育种方法需要多代交配和选择才能获得纯合系，这个过程通常需要很长时间。
而双单倍技术可以在一代中即可获得纯合系，大大缩短了育种周期。
双单倍技术主要包括以下步骤：
1. 花粉体细胞培养：收集玉米花粉并将其培养在营养培养基上，使其发育成为胚囊。
2. 体外诱导及培养：将花粉体细胞暴露于适当的培养基中，通过特定的化学物质或生理条件诱导其产生胚囊和植株。
3. 植株再生：通过培养基中的激素和营养物质促进双单倍体植株的再生和生长。
4. 纯合系筛选：通过分子标记或表型特征等方法对双单倍体植株进行筛选，选择出所需的纯合系。
利用玉米双单倍技术，育种者可以在短时间内获得高纯度的玉米纯合系，并能够更快速地进行后续的遗传改良和选育工作。
这项技术在玉米育种领域具有广泛应用前景，为提高玉米品质、抗病虫害性能以及适应性等方面的改良提供了有效手段。
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