单倍体技术在玉米育种中的应用

摘要与常规选育方式相比,玉米单倍体育种技术可以在很大程度上优化传统育种技术方法。

高效利用该技术,可以节省很多的时间和育种成本,获得明显的成效。

现阶段,玉米单倍体育种技术相对较多,应用的鉴定方式也比较多元化。

为保证玉米单倍体育种技术广泛应用和推广,应该结合现状,科学地研究和运用。

本文对玉米单倍体获取方法及其鉴定方法的研究进展进行了综述,并对玉米单倍体育种技术的应用进行了展望,以期为该技术的推广应用提供参考。

关键词玉米;单倍体育种技术;应用中图分类号S513.035文献标识码A 文章编号1007-5739(2022)12-0013-03DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2022.12.005开放科学(资源服务)标识码(OSID ):玉米单倍体育种技术应用研究进展邵泽广(郯城县农业农村局,山东郯城276100)玉米是较早发现和利用杂交优势的农作物之一。

玉米杂交种丰产性好,适应性强。

常规选育法和单倍体育种法是目前应用最为广泛的2种自交系选育方式[1]。

常规选育法在运用期间,需要花费相当长的时间进行育种,一般为4~6年,整体选择效率不高。

在应用单倍体育种技术的过程中,可以直接借助配子体,周期比较短,能被控制在2~3年,育成的纯系很稳定,应用和发展前景非常广阔。

1玉米单倍体获取方法1.1自然发生的单倍体所谓自然发生的单倍体,是指在玉米种植期间,因为其生殖发育过程中会出现异常的情况,最终可能会出现孤雌或孤雄生殖。

一般情况下,自然发生的单倍体出现概率非常小。

因为这种单倍体高度不育,所以无论是玉米植株,还是玉米组织器官等均较二倍体弱小。

因此,在自然界中,单倍体的数量并不多。

1.2孤雌生殖一般而言,在玉米单倍体获取阶段,诱导玉米孤雌生殖的方式相对较多。

在实际生殖期间,可以采取授粉方式,刺激未受精的卵细胞,让其生长和发育,最终引起孤雌生殖,从而获得单倍体。

同时,也可以使用紫外线对玉米花粉进行高效处理,处理完毕后为正常玉米植株实施授粉,使其可以形成单倍体胚。

玉米单倍体诱导系及其在育种中的应用研究芦连勇;崔俊明;卢道文;孙海潮;牛永锋;王海莉【摘要】利用单倍体诱导系选育玉米自交系这一新的育种方法能够快速提供来自供体亲本的稳定纯系,大大缩短自交系选育年限,加快育种进程,提高选育效率.就玉米单倍体诱导系在育种应用中的3个方面进行了论述与探讨,揭示了提高单倍体诱导系诱导率和建立高效的单倍体加倍方法,以及对单倍体诱导系诱导性状的遗传规律和诱导机制研究等问题是目前单倍体诱导系在玉米育种应用中亟待解决的问题.玉米单倍体诱导系在玉米育种中显示出巨大的应用前景.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)009【总页数】3页(P5145-5147)【关键词】玉米单倍体诱导系;育种应用;发展前景【作者】芦连勇;崔俊明;卢道文;孙海潮;牛永锋;王海莉【作者单位】河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000;河南省安阳市农业科学院,河南安阳,455000【正文语种】中文【中图分类】S513选育优良玉米杂交种的基础和关键在于选育出综合性状表现优良的双亲自交系。

常规育种技术手段选育玉米自交系，获得一个纯系一般需要4～6年时间，耗费大量的人力、物力、财力。

目前，我国95%以上的玉米育种力量选育玉米新品种的技术手段都是利用系谱法、回交法和二环系法等常规育种技术手段。

常规育种技术手段存在的主要缺点是培育新品种周期长、速度慢、效率低不能适应现代育种产业化的激烈竞争要求，因此育种技术创新的主要方向之一就是利用优异种质快速选育玉米自交系和杂交种。

近年来利用单倍体诱导系诱导玉米单倍体这一新的快速育种方法倍受关注。

为此，笔者对玉米单倍体诱导系及其在育种中的应用进行综述。

1 玉米单倍体诱导系介绍1.1 选育历程与进展 1949年，Chase提出了单倍体诱导选系的方法。

单倍体技术在玉米育种中的应用单倍体技术是一种重要的分子育种技术，它可以在玉米育种中发挥重要作用。

单倍体技术是指通过体细胞培养和染色体工程等手段，将多倍体植物细胞转化为单倍体植物细胞，从而获得具有单倍体染色体组的植物材料。

这种技术可以用于玉米育种中的基因定位、基因克隆、基因功能分析、基因组测序等方面。

在玉米育种中，单倍体技术可以用于基因定位。

通过将多倍体玉米花药培养在含有适当激素和营养物质的培养基上，可以获得大量的单倍体植株。

这些单倍体植株具有不同的基因型，可以用于构建遗传图谱和进行基因定位。

通过将不同基因型的单倍体植株进行杂交，可以获得具有不同基因型的二倍体植株，从而确定目标基因的位置。

单倍体技术还可以用于基因克隆。

通过将多倍体玉米花药培养在含有适当激素和营养物质的培养基上，可以获得大量的单倍体植株。

这些单倍体植株可以用于构建基因文库，从而获得目标基因的DNA 序列。

通过对目标基因进行克隆和表达，可以进一步研究其功能和调控机制。

单倍体技术还可以用于基因功能分析。

通过将多倍体玉米花药培养在含有适当激素和营养物质的培养基上，可以获得大量的单倍体植株。

这些单倍体植株可以用于构建基因敲除或过表达的转基因植株，从而研究目标基因的功能和调控机制。

单倍体技术还可以用于基因组测序。

通过将多倍体玉米花药培养在含有适当激素和营养物质的培养基上，可以获得大量的单倍体植株。

这些单倍体植株可以用于构建基因组文库，从而进行基因组测序和分析。

通过对玉米基因组的测序和分析，可以深入了解玉米的基因组结构和功能，为玉米育种提供重要的基础数据。

单倍体技术在玉米育种中具有重要的应用价值。

通过单倍体技术，可以实现基因定位、基因克隆、基因功能分析和基因组测序等目标，为玉米育种提供重要的技术支持。

单倍体技术在玉米育种中的应用玉米（ZeamaysL）是一种在世界范围内广为种植的农作物，在食品物质、动物饲料、化学原料和可再生能源领域均具有重要的经济价值，是世界上最重要的粮食作物之一。

然而，在过去的几十年中由于气候变化和玉米作物的病虫害、遗传起伏等因素，玉米生长受到了严重的影响，给农民的收获带来了极大的损害。

为了改善玉米的品质，开发出适应性强的玉米新品种，单倍体技术被越来越多地应用于玉米育种领域，取得了良好的效果。

单倍体技术是一种基于植物染色体展现的突变类型，即在染色体中出现了单个染色体，而不是一对染色体出现，这样就可以获得更多可以改进育种作的突变基因。

这种技术在玉米育种背景下具有很多优势，可以提高玉米新品种的抗性和适应性，促进玉米育种的进步。

首先，单倍体技术可以获取大量的重要性状基因。

在玉米育种过程中，如果运用单倍体技术，则可以获取大量的新突变体，这些突变体中蕴含了大量重要性状基因，可以满足不同环境条件下玉米育种的需求。

因此，单倍体技术的应用可以更好地改进玉米的产量、品质和抗性，从而提高了玉米新品种的选择性，有效地降低了玉米种植的风险。

其次，使用单倍体技术可以更有效地实现玉米育种的目标。

借助于单倍体技术，可以在低成本的情况下，获得大量的突变体，从而能够更快地改良玉米新品种，进而缩短时间，实现玉米育种的目标。

此外，单倍体技术还可以帮助科学家们研究和分析从玉米中获得的生物和抗性数据，从而能够更好地指导玉米育种。

许多研究者已经使用单倍体技术来研究玉米抗病性，结果发现，单倍体技术在玉米育种方面取得了很大的进展，科学家们可以有效地利用这些突变的数据来研究玉米的生理抗性。

综上所述，单倍体技术是一种新兴的玉米育种技术，它不仅可以提高玉米新品种的抗性和适应性，还能有效加快玉米育种的进程，缩短研究时间，为科学家们研究玉米抗性提供新的机会，为玉米育种提供可靠的保障。

因此，在今后的时间里，单倍体技术将成为玉米育种的重要工具。

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。

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。

单倍体育种的应用案例标题：单倍体育种的应用案例：优化作物育种的新策略引言：单倍体育种是一种利用植物细胞培养技术产生无性状元胞的方法，它为作物育种带来了前所未有的机遇和挑战。

本文将深入探讨单倍体育种在作物育种中的应用案例，展示其在提高作物品质、耐逆性、抗病能力以及增加产量等方面的潜力。

我们还将分享对该技术在未来发展中的观点和理解。

第一部分：单倍体育种的基本原理和方法在单倍体育种的基础知识部分，我们将介绍单倍体育种的原理和方法。

我们将解释如何通过基因突变、细胞培养和植物生长调节剂等技术手段，获得植物无性或单倍体细胞。

我们将详细介绍如何利用体细胞或花药培养、双倍体恢复和染色体片段引导等技术手段，将这些细胞转变为单倍体植物。

通过这一清晰的引导过程，我们能够确保所得到的单倍体植物具有良好的遗传背景和稳定的基因组。

第二部分：单倍体育种在作物改良中的应用案例在这一部分中，我们将呈现几个典型的单倍体育种在作物育种中被广泛应用的案例。

我们将重点介绍在提高作物品质方面的应用案例。

通过单倍体育种的筛选和遗传改良，研究人员成功地改善了大豆的蛋白质含量和氨基酸组成，在保持产量稳定的同时提高了作物的营养水平。

我们将探讨单倍体育种在增加作物耐逆性方面的应用。

在水稻育种中，单倍体育种技术被用于提高水稻抗盐碱、抗病害和抗旱能力，为粮食产量稳定和农业可持续发展提供了有力支持。

我们还将介绍其他作物，如玉米和小麦等，在单倍体育种中得到的突破性应用案例。

第三部分：单倍体育种的潜力和未来发展展望在这一部分中，我们将分享对单倍体育种技术未来发展的观点和理解。

我们将讨论该技术在减少育种时间和成本、提高育种效率等方面的潜力。

随着技术的不断发展和完善，我们可以预见，单倍体育种将成为作物育种的重要策略之一，为农业生产提供高效、可持续的解决方案。

我们将展望单倍体育种技术在遗传改良和基因组编辑等前沿领域的应用。

结合单倍体育种和基因编辑技术，我们有望实现对作物基因组的精确改良，为培育更适应不同环境和市场需求的作物品种打开全新的可能性。

粮油农资 242023.9单倍体育种技术在玉米育种中的应用李晓娜1，张玉秋1，刘雪利2，于鸿雪3（1.吉林省辽源市农民科技教育中心，吉林 辽源 136200；2.吉林省辽源市农业科学院，吉林 辽源 136200；3.吉林省辽源市绿色食品发展中心，吉林 辽源 136200）1　单倍体育种技术1.1　单倍体获得途径单倍体育种技术是通过加倍人工诱导或自然生成的单倍体植株，主要途径有化学诱导、组织离体培养和诱导系品种间杂交法等，得到纯合的二倍体植株，再选育自交系。

1.2　单倍体加倍技术单倍体加倍技术有自然加倍和人工加倍两种方法。

自然加倍是在自然环境下，单倍体植株各组织的染色体自然加倍，通常玉米单倍体植株雌雄不调，自交结实率受雄穗的加倍率影响，诱导材料、种植环境和播种时期的不同都会影响种植试验，所以自然加倍率仅为10%左右，还有许多单倍体加倍率低于5%，甚至在自然环境下不加倍。

人工加倍是使用秋水仙素和除草剂类化学试剂处理植物的生长器官，诱导植物染色体加倍。

秋水仙素处理的植物加倍率较为理想，但秋水仙素有毒，还易造成植物的药害加重，需要探索出合理的方案才能尽量不伤害人、植株和环境。

所以，目前人工加倍主要使用毒性小、残留低、易降解的甲基胺草磷、炔苯酰草胺和氟乐灵等除草剂类。

1.3　单倍体的倍性鉴定1.3.1　形态学鉴定　该方法最直观和便捷，单倍体的细胞核和细胞变小，导致植株在正常生长状态下较矮小，仅为二倍体的70%，花、叶和果实等均较小，目测即可选出大部分单倍体，单倍体开花早，花期长，花序密集。

1.3.2　染色体数鉴定　根据植株形态可将单倍体与二倍体区分，但鉴定必须用镜检确定，可区分主单倍体、嵌合体和非整倍体。

使用玉米根尖分生组织制作压片，显微镜下观察减数分裂细胞或体细胞中的染色体数量，可确定其倍数性。

1.3.3　叶片气孔鉴定　近年来最常使用的方法为叶片气孔鉴定法，叶片气孔鉴定法操作简单，且准确率较高，显微镜下观察气孔保卫细胞的长度，单倍体保卫细胞长度通常小于60微米，二倍体植株的保卫细胞长度通常在65微米以上。

单倍体育种技术在玉米种质创新上的应用与实践一、单倍体育种技术的原理单倍体育种技术是利用人工手段将杂交玉米种子中的单倍体植株通过诱导加倍处理，使其成为纯合子植株，从而提高杂交育种中的选择力和效率。

其原理主要包括以下几个方面：1. 人工诱导：通过化学诱导或物理因素的处理，使杂交种子中的单倍体植株出现率增加，从而提高单倍体植株的诱导效率。

2. 加倍处理：对诱导成功的单倍体植株进行加倍处理，使其染色体数目增加，从而转化为纯合子植株。

3. 人工受精：利用人工授粉的方法，将不同的单倍体植株进行交配，获得新的组合优势，从而开展新的玉米杂交育种。

通过以上原理，单倍体育种技术可以实现对玉米种质的创新和改良，为育种工作提供了新的手段和途径。

二、单倍体育种技术在玉米种质创新中的应用单倍体育种技术在玉米种质创新中具有广泛的应用价值，主要体现在以下几个方面：1. 提高育种选择力：单倍体育种技术通过增加单倍体植株的诱导出现率和加倍处理效率，可以提高育种过程中的选择力，对玉米的种质进行更精准的选择和筛选。

3. 拓展育种途径：单倍体育种技术可以拓展玉米育种的途径和方法，通过横向组合和纯合子的方法，可以获取更多新的种质资源，为玉米的种质创新提供更多的可能性。

1. 提高玉米产量：通过单倍体育种技术，可以加快对玉米产量相关性状的筛选和选择，获得更高产的优质玉米品种。

1. 加快育种进程：单倍体育种技术可以加快育种的进程，提高育种效率，为玉米杂交育种提供更多的可能性。

2. 拓展种质资源：单倍体育种技术可以拓展种质资源，通过对不同单倍体植株的人工受精，可以获得更多新的玉米种质资源。

通过以上发展前景的分析，单倍体育种技术在玉米种质创新中具有广阔的发展前景，将为玉米育种工作带来更多的可能性和机遇。