目前,我国是最大的鲜食玉米生产国,种植面积已超过
13
4
3
万
hm
2
,其中糯玉米的种植面积
达66.7
约
万
80
hm
2
以上
。糯玉米具有绵软适口、甜粘清香的独特口感和风味,不仅可蒸煮,鲜果穗用于青食,还可用于速冻加工、制作糯玉米罐头等,其鲜穗采摘后的秸秆也是优良的青贮饲料,具有一定的附加经济效益
[1]
。糯玉米产业巨大的发展潜力激发了优质糯玉米新品种的育种高潮,而在目前最热点的品种选育方法中最受认可的无疑是单倍体育种
[2-3]
。但其加倍效率依然是工程化应用的
“瓶颈”,大多育种材料自然加倍率仅为0
-
10%
[4-6]
。
前人研究表明,玉米单倍体加倍的方法主要有浸种法、浸根法、切芽法等,不同方法加倍产出效率不同
[7-9]
。本研究针对切根法探讨了不同时间和不同浓度的秋水仙素处理方式,以及切根与否对玉米单倍体加倍的效果影响,以期为糯玉米单倍体育种提供理论经验,提高糯玉米品种质量。
一、
材料与方法
(
一
)
试验材料
父本为诱导系
吉科诱
1200,母本为糯玉米杂交种吉科糯25,供试材料均由
吉林农业科技学院玉米育种课题组提供。
化学药剂选用秋水仙素和二甲基亚砜
(
DMSO)
。
(
二
)
试验方法
1.
单倍体诱导及籽粒鉴定
。
以
吉科诱
1200为父本,对吉科糯25进行杂交诱导,在收获的种子中选出单倍体。
根据
R1-nj花青素标记法,在后代中挑选籽粒紫顶无色胚籽粒的为单倍体籽粒
[10]
。
2.单倍体加倍
实验。
在
25℃左右的湿沙中将筛选后的单倍体籽粒进行无光培养。而后分别对3-7mm、8-18mm、19-28mm以及29mm以上的根进行幼苗的根尖分生区部位纵切,准备好2.5%二甲基亚砜溶液以及0.05%秋水仙素,把处理的切根幼苗切口向下浸入到准备好的溶液中浸泡38h,设置对照组,重复3次实验。
浸泡时间不相同的处理步骤时需对筛选好的
3-7mm单倍体籽粒的根尖分生区进行纵切,切口需向下浸入到药剂中,浸泡12h、22h、32h、42h、52h及62h,设置对照组。将其放在22
-
~
25℃左右暗箱中进行无光培养。把单倍体幼芽经过浸泡处理后用流水冲洗3.5h后需移栽到温室进行培养,等幼苗长到2-3叶时移植到玉米育种基地,进行田间管理及试验调查。
(
三
)
数据记录与整理
记录温室内培养
4天后的单倍体幼苗的生长情况,包括畸形苗;于大田生长10天左右调查死亡数;于散粉期调查散粉情况,记录散粉株;人工授粉后统计单倍体植株。
(
四
)
数据统计及分析
畸形率、致死率、散粉率和结实率计算方法按陶蕊等
[11]
的方法计算。利用软件
Excel2017对试验数据进行统计分析。
二、
结果与分析
(
一
)
切根处理对糯玉米单倍体加倍的影响
由表
1可知,切根处理后的平均散粉率、平均致死率和平均结实率均有上升,幅度在1.46-9.45%,而畸形率下降了0.87%。不切根的散粉率、结实率、畸形率和致死率与切根后对单倍体加倍的效率差异幅度是不能忽视的,进一步的方差分析将得出结论。