王蕊 周聯(lián)東 王鐵固 孫佩 劉經(jīng)緯

摘要 玉米單倍體技術(shù)加快了玉米育種進(jìn)程，已漸漸成為玉米育種的關(guān)鍵技術(shù)。本文進(jìn)行了單倍體誘導(dǎo)系XKY-1和XKY-2的選育試驗(yàn)。結(jié)果表明，經(jīng)過6代的自交和嚴(yán)格的選擇，選育出了對唐四平頭類玉米誘導(dǎo)率較高的玉米單倍體誘導(dǎo)系XKY-1和XKY-2。改良后的誘導(dǎo)系部分農(nóng)藝性狀有較大改善，提高了株高、雄穗分枝數(shù)、雄穗主枝長。

關(guān)鍵詞 玉米單倍體；XKY-1；XKY-2；誘導(dǎo)；選育

中圖分類號 S513.038 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）13-0034-02

通過玉米單倍體誘導(dǎo)系誘導(dǎo)單倍體的方法可以使玉米自交系的選育由5～7年縮短為1～2年，加快了玉米育種進(jìn)程[1-3]。目前，生產(chǎn)上應(yīng)用的誘導(dǎo)系多為從國外引入，而我國獨(dú)有的玉米種質(zhì)類群唐四平頭類群的誘導(dǎo)率普遍偏低。因此，本研究在保留誘導(dǎo)系誘導(dǎo)基因、籽粒Navajo標(biāo)記基因基礎(chǔ)上，增強(qiáng)唐四平頭類種質(zhì)遺傳背景，借助微效基因積累，篩選并改良現(xiàn)有玉米單倍體誘導(dǎo)系。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2013年對引入的一些誘導(dǎo)系進(jìn)行針對唐四平頭類材料（昌7-2/H865的F1代）誘導(dǎo)率進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)M1088具有較高的誘導(dǎo)率，誘導(dǎo)率達(dá)4.03%。唐四平頭類材料H861雄花發(fā)達(dá)，花粉量大，花期長，抗性好。利用H861和誘導(dǎo)系雜交，所得H861×M1088后代分離群體作為選育新誘導(dǎo)系的基礎(chǔ)材料，誘導(dǎo)率測定的測交材料為昌7-2/H865的F1代材料。試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在新鄉(xiāng)市輝縣試驗(yàn)基地。

1.2 試驗(yàn)方法

對基礎(chǔ)材料M1088×H861分離后代S1～S6按系譜法進(jìn)行選擇，各代以單倍體誘導(dǎo)率、籽粒Navajo標(biāo)記、花粉量、結(jié)實(shí)性及抗病性選擇為主。誘導(dǎo)率選擇從S2代開始，入選單株自交的同時(shí)利用其花粉進(jìn)行單株誘導(dǎo)率測定，每個組合測交3穗。收獲后對得到的雜交果穗進(jìn)行考種，籽粒有紫色糊粉層和白色胚芽尖，該類籽粒是擬單倍體籽粒。單倍體具有胚片窄小、長勢弱、葉鞘或葉色呈綠色等特點(diǎn)，種植后根據(jù)其特點(diǎn)，剔除葉鞘或葉色呈紫色、株型較大、生長勢較強(qiáng)的雜合植株，然后統(tǒng)計(jì)單倍體株數(shù)。

誘導(dǎo)率（%）=單倍體株數(shù)/測交結(jié)實(shí)籽粒（帶標(biāo)記）×100

2 結(jié)果與分析

2.1 改良系的誘導(dǎo)率

通過對H861×M1088后代S2～S6連續(xù)5代的誘導(dǎo)率測定發(fā)現(xiàn)，S2代中優(yōu)良標(biāo)記穗行（H861×M1088）-2的第5株是S2代中誘導(dǎo)率較高的單株，具有2.56%的單倍體誘導(dǎo)率（表1），植株為青色。S2代中優(yōu)良標(biāo)記穗行（H861×M1088）-2的第8株是S2代中誘導(dǎo)率最高的單株，具有2.85%的單倍體誘導(dǎo)率（表2），植株為紫色。

如表1所示，對S3穗行（H861×M1088）-2-5進(jìn)一步測定，單株單倍體誘導(dǎo)率介于2.85%～3.66%之間，平均誘導(dǎo)率3.36%，這是所有S3分離系中誘導(dǎo)率較高的穗行，其中第10株的誘導(dǎo)率最高，達(dá)3.66%。至S4代，上述誘導(dǎo)率最高的S3單株（H861×M1088）-2-5-10的后裔穗行單株單倍體誘導(dǎo)率介于3.83%～5.14%，平均誘導(dǎo)率達(dá)4.45%，其中（H861×M1088）-2-5-10-12單株誘導(dǎo)率最高，達(dá)5.14%。S5代，上述誘導(dǎo)率最高的S4單株（H861×M1088）-2-5-10-12的后裔穗行單株單倍體誘導(dǎo)率介于5.21%～6.33%之間，平均誘導(dǎo)率達(dá)5.66%，其中（H861×M1088）-2-5-10-12-7單株誘導(dǎo)率最高，達(dá)6.33%。S6代，上述誘導(dǎo)率最高的S5單株（H861×M1088）-2-5-10-12-7的后裔穗行單株單倍體誘導(dǎo)率介于7.17%～8.71%之間，平均誘導(dǎo)率達(dá)7.71%，其中（H861×M1088）-2-5-10-12-7-4單株誘導(dǎo)率最高，達(dá)8.71%。除了良好的標(biāo)記性狀以外，（H861×M1088）-2-5-10-12-7-4還具有花粉量大、結(jié)實(shí)性好、抗病性強(qiáng)等特點(diǎn)，各方面均超越了原始單倍體誘導(dǎo)系M1088，命名為XKY-1。如表2所示，對S3穗行（H861×M1088）-2-8進(jìn)一步測定，單株單倍體誘導(dǎo)率介于2.88%～3.64%之間，平均誘導(dǎo)率3.23%，這是所有S3分離系中誘導(dǎo)率較高的穗行，其中第6株的誘導(dǎo)率最高，達(dá)3.64%。至S4代，上述誘導(dǎo)率最高的S3單株（H861×M1088）-2-8-6的后裔穗行單株單倍體誘導(dǎo)率介于3.88%～5.21%之間，平均誘導(dǎo)率達(dá)4.49%，其中（H861×M1088）-2-8-6-7單株誘導(dǎo)率最高，達(dá)5.21%。S5代，上述誘導(dǎo)率最高的S4單株（H861×M1088）-2-8-6-7的后裔穗行單株單倍體誘導(dǎo)率介于5.43%～6.47%之間，平均誘導(dǎo)率達(dá)5.78%，其中（H861×M1088）-2-8-6-7-13單株誘導(dǎo)率最高，達(dá)6.47%。S6代，上述誘導(dǎo)率最高的S5單株（H861×M1088）-2-8-6-7-13的后裔穗行單株單倍體誘導(dǎo)率介于6.67%～8.81%之間，平均誘導(dǎo)率達(dá)7.57%，其中（H861×M1088）-2-8-6-7-13-10單株誘導(dǎo)率最高，達(dá)8.81%。除了良好的標(biāo)記性狀以外，（H861×M1088）-2-8-6-7-13-10還具有花粉量大、結(jié)實(shí)性好、抗病性強(qiáng)等特點(diǎn)，各方面均超越了原始單倍體誘導(dǎo)系M1088，命名為XKY-2。

2.2 誘導(dǎo)系部分農(nóng)藝性狀與改良前比較

誘導(dǎo)系的部分農(nóng)藝性狀與改良前比較結(jié)果見表3。玉米單倍體誘導(dǎo)系XKY-1、XKY-2株高都明顯較M1088高（表3），XKY-1株高較M1088增加22.78 cm，XKY-2株高較M1088增加15.66 cm；雄穗分枝數(shù)有較大改善，分別由4.58個提高到7.82、6.54個；雄穗主枝長分別由原來的25.36 cm提高到30.24 cm和28.75 cm；XKY-1散粉期較M1088推遲3 d，XKY-2散粉期較M1088提早4 d。株高的提升有利于提高自然授粉質(zhì)量，雄穗分枝數(shù)的提高增加了花粉量。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)以唐四平頭類種質(zhì)材料H861與玉米單倍體誘導(dǎo)系M1088雜交的F1代作基礎(chǔ)材料，按系譜法連續(xù)6代自交，每一代以單倍體誘導(dǎo)率、籽粒Navajo標(biāo)記、花粉量、結(jié)實(shí)性及抗病性選擇為主[4-6]。經(jīng)過6代的自交和嚴(yán)格的選擇，選育出對唐四平頭類玉米誘導(dǎo)率較高的玉米單倍體誘導(dǎo)系XKY-1和XKY-2。改良后的誘導(dǎo)系部分農(nóng)藝性狀有較大改善，提高了株高、雄穗分枝數(shù)、雄穗主枝長。2個誘導(dǎo)系具有雄穗發(fā)達(dá)、花粉量大、花期長、抗性好等優(yōu)點(diǎn)，基本可滿足開展唐四平頭類種質(zhì)玉米單倍體誘導(dǎo)育種對誘導(dǎo)系的需求。

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