普通小麦与玉米杂交产生小麦DH（Double Haploid）材料的研究

摘要

小麦(Triticum aestivum L．)×玉米(Zea mays L．)杂交，利用玉米染色体的消失而获得小麦单倍体胚，经幼胚拯救及染色体加倍诱导小麦DH(Double Haploid)材料，是一种高效率的小麦单倍体育种途径。目前，许多研究者对这种获得小麦单倍体的方法进行了很多的深入研究，但在小麦单倍体胚的诱导、单倍体植株的获得以及染色体的加倍等方面仍存在有许多问题。本研究采用三种不同基因型冬小麦材料与玉米杂交以三种诱导方式获得小麦单倍体胚，并通过比较四种不同生长环境、五种激素配比处理方法及五种含不同体积浓度二甲基亚砜(Dimethyl Sulphoxide，DMSO)的100mg/L 2,4一二氯苯氧乙酸(2,4-D)激素溶液处理来提高小麦单倍体胚的诱导频率，再经过幼胚拯救及20ml/L，DMSO+500mg/L秋水仙素(Colchicine，COL)溶液(pH=5.0)染色体加倍，以寻求高效而稳定地产生小麦DH的途径，并使其真正地应用到小麦育种实践中。结果表明： 1．三种诱导方式，只有玉米花粉授粉和激素溶液共同处理时才能产生小麦单倍体胚。 2．不同基因型的冬小麦材料与玉米杂交后均能产生小麦的单倍体胚，但得胚率存在差异。温室条件下，经两次玉米授粉和两次100mg/L 2,4-D溶液处理的得胚率：小偃22>陕农138>陕农757。 3．在四种生长环境中进行杂交，小麦单倍体胚的得胚率以温室最好(10.9％)，略高于田间；杂交后离体培养的得胚率是杂交前离体培养的2倍。 4．在田间条件下进行五种激素配比处理方式的研究，其得胚率：100mg/L 2,4-D溶液与100mg/L 2,4-D+30ml/L DMSO溶液配合使用>100mg，L 2,4-D+30ml/L DMSO溶液单独使用>100mg/L 2,4-D溶液单独使用。小麦单倍体胚的得胚率以首次激素处理采用小花柱头滴注100mg/L 2,4-D溶液，再次激素处理采用小花柱头滴注并穗下第一茎节节间中空部注射100mg/L 2,4-D+30ml/L，DMSO溶液的最高(14.1％)；2,4-D溶液中加入一定量的DMSO会促进植株对2,4．D的吸收，增加小麦单倍体胚的诱导频率；第二次激素处理采用小花柱头滴注并穗下第一茎节节间中空部注射方法的得胚率低于只采用穗下第一茎节节间中空部注射处理方法的。 5．通过田间环境条件下五种DMSO体积浓度的100mg/L 2,4-D激素溶液处理比较，说明DMSO增强了100mg/L 2,4-D的作用，从而有利于小麦单倍体胚的诱导，但随着DMSO浓度的增大也会增加激素溶液对植株造成的毒害作用，使小麦单倍体胚在一定的DMSO浓度诱导率下降。 6．胚龄15天(d)的小麦单倍体幼胚萌发率和成苗率均高于16d的，且大小介于O.5mm与1.0mm之间的幼胚居多，有利于幼胚拯救；不含激素的1/2MS培养基对小麦单倍体胚的萌发及幼苗的诱导有利，一步成苗率可达50％。 7．冬小麦与玉米杂交获得的小麦单倍体植株使用20ml/L DMSo+500mg/L秋水仙素溶液(pH=5.0)采用半浸根法进行染色体加倍处理效果(28％)好于全浸根法的处理效果，但加倍效率不高。

目录

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第一章文献综述

1.1小麦×玉米杂交产生小麦单倍体胚的机制研究

1.1.1小麦与玉米杂交的受精作用

1.1.2玉米染色体的消失

1.1.3Kr基因对小麦×玉米杂交成功率的影响

1.2小麦与玉米杂交小麦单倍体胚的诱导

1.2.1亲本的选配

1.2.2亲本种植方式及花期的调节

1.2.3授粉的环境条件对小麦单倍体胚产生的影响

1.2.4授粉技术及授粉次数对小麦单倍体胚产生的影响

1.2.5激素处理对产生小麦单倍体胚的影响

1.3小麦单倍体植株的获得

1.4小麦DH植株的获得

1.5小麦与玉米杂交后得到小麦DH材料的应用

1.6本研究的主要目的和技术路线

第二章普通小麦与玉米杂交产生小麦单倍体胚的研究

2.1材料与方法

2.1.1材料

2.1.2方法

2.2结果与分析

2.2.1诱导方式对冬小麦×玉米产生小麦单倍体胚的研究

2.2.2冬小麦基因型对小麦单倍体得胚率的研究

2.3讨论

第三章提高普通小麦与玉米杂交产生小麦单倍体胚频率的研究

3.1材料与方法

3.1.1材料

3.1.2方法

3.1.3生长环境条件的比较

3.1.4激素处理

3.1.5统计结实得胚情况

3.2结果与分析

3.2.1不同生长环境条件对产生小麦单倍体胚频率的影响

3.2.2不同激素配比处理方式对产生小麦单倍体胚频率的影响

3.2.3不同DMSO浓度对产生小麦单倍体胚频率的影响

3.3讨论

第四章小麦单倍体植株的获得

4.1材料与方法

4.1.1材料

4.1.2方法

4.2结果与分析

4.2.1胚龄对小麦单倍体胚成苗率的影响

4.2.2胚龄15天小麦单倍体胚大小的情况

4.2.3培养基对小麦单倍体胚成苗率的影响

4.3讨论

第五章小麦DH植株的形成

5.1材料与方法

5.1.1材料

5.1.2方法

5.2结果与分析

5.3讨论

第六章结论

6.1结论

6.2本研究的主要创新点

参考文献

致谢

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