粮食问题研究  2024年05期 16-18   出版日期:2024-09-30   ISSN:1003-2576   CN:51-1058/F
糯玉米不同基因型诱导系诱导效果研究及应用



  玉米作为我国的第一大粮食作物,被广泛用于工业生产和饲料行业,对我国农业发展具有重要作用。糯玉米是玉米的亚种之一,又被称为蜡质玉米或黏玉米。糯玉米同普通玉米一样,是重要的饲料作物和经济作物,而且因其独特的口感和丰富的营养价值在人们的日常生活中占据重要地位。近年来,随着人们经济水平的提高,糯玉米的市场需求也在持续提升,其优质品种的选育成为研究热点。现阶段糯玉米育种方法应用最广泛的是常规的育种方法。常规的育种方法在玉米育种中依然适用,但是该方法所消耗的时间较长,且成本极高。玉米单倍体育种技术作为用时更短、消耗更少地新型育种方法弥补了常规育种方法的不足,能够将玉米育种所需要的育种年限缩短到2-3代,不仅如此,单倍体育种还可培育出具有高产、高抗等优良性状的新品种。

  目前,普通玉米的单倍体育种正在如火如荼的进行着,而糯玉米单倍体育种技术的相关研究较少。单倍体育种主要有两项核心技术——单倍体诱导和加倍。本研究运用单倍体诱导技术,以国外诱导系WY1和WY2以及经其改良的诱导系ZX1、ZX2、ZX3、ZX4、ZX5为父本,分别诱导母本材料糯玉米万糯2000,在花期对母本进行去雄处理,通过套袋授粉进行诱导产生单倍体,主要探究7个不同基因型对万糯2000的诱导效果并分析穗部下、中、上三个部位的准单倍体诱导率,为单倍体育种在糯玉米的发展提供帮助。

  一、材料与方法

  (一)材料

  WY1、WY2为外引诱导系,ZX1、ZX2、ZX3由WY1改良,ZX4、ZX5由WY2改良。以杂交种万糯2000为母本材料进行7种不同基因型诱导系诱导效果的研究。

  (二)实验方法

  1.诱导系与母本材料的种植。2023年5月9日在吉林农业科技学院的玉米育种试验田播种母本材料万糯2 000,2023年5月30日在同地点播种7个父本诱导系。错期播种能够保证母本材料与不同基因型诱导系的花期相遇。不同基因型诱导系与母本材料的组合共为7个组合,每个组合以母本种植1行区,父本种植1行区的方式播种,区间行长4 m,行间距0.65 m,株距0.25 m。田间管理同大田,花期对母本进行人工去雄和套袋处理,授粉期每个组合随机挑选7株进行授粉,并在随机授粉的7株中挑选4株统计收获总粒数以及穗部不同部位的准单倍体数,及时进行数据统计。

  2.准单倍体的播种与鉴定。为探究单倍体诱导率,2023年在南滨农场吉林农业科技学院玉米育种南繁基地进行单倍体的播种鉴定。在植株生长到出苗后5~7叶期,通过田间苗期鉴定法进行单倍体鉴定,观察植株生长势情况,通常情况下,植株较为矮小且叶片明显短小的为单倍体,也可以通过观察叶鞘的颜色来确定是否为单倍体。鉴定后统计数据,通过公式计算出准单倍体诱导率和单倍体诱导率,并对所得数据进行分析。

  公式如下:

  单倍体诱导率=单倍体株数/总粒数×100%

  准单倍体诱导率=准单倍体株数/总粒数×100%

  二、结果与分析

  (一)不同诱导系的诱导率分析

  表1为7个不同诱导系对母本材料万糯2000诱导经过统计分析得到的数据,表内详细阐述了每个的诱导系组合得到的总粒数、诱导出的准单倍体粒数以及鉴定成功的单倍体株数。从表1可以看出,单倍体诱导率和准单倍体诱导率均最高的是万糯2000×ZX1组合,单倍体诱导率能够达到3.48%,而ZX1的改良亲本材料WY1的万糯2000×WY1组合的单倍体诱导率为2.49%,明显低于万糯2000×ZX1的诱导率。同时,ZX1的单倍体诱导率在被WY1改良的3个诱导系中也是最高的。但在7个不同诱导系诱导的组合中,单倍体诱导率最低的是同样被WY1改良的ZX2的万糯2000×ZX2组合,诱导率仅仅只有0.56%。而以WY1为主的WY1系列诱导系的4个组合的平均单倍体诱导率为2.19%。以WY2为主的WY2系列诱导系的3个组合的单倍体诱导率明显低于WY1系列诱导系的单倍体诱导率,其中诱导率最高的为ZX5,万糯2000×ZX5组合的单倍体诱导率为1.73%;而万糯2000×WY2组合和万糯2000×ZX4组合的单倍体诱导率相对较低,并且仅相差0.01%,万糯2000×WY2组合的单倍体加倍率为0.60%,万糯2000×ZX4的单倍体加倍率为0.61%。实验所研究的7个不同基因型单倍体诱导系的平均诱导率为1.67%。