种植高粱,关于高粱单倍体育种的知识,能培育出新的品种
大家是否知道,近几年来,随着花粉培养技术在多种作物上的应用,单倍体育种也成为高粱选育新品的一条新途径。自1977年辽宁省锦州市农业科学研究所首次突破花粉培育高粱植株后,山西省农业科学院玉米研究所又培育出一批新材料,并在花粉组织培养上有了新的进展。所以我们现在来了解一下,高粱单倍体育种的知识,现将其中主要的方法简介如下:
1.花粉培育时期
最好是严格按照要求来选用适合培养的花粉发育时期,是增加花粉导出频率的主要作用。选用单核早期的花粉最好,单核早期的特征是细胞圆形,核居中央,能看到发芽孔,液胞浓厚,此时植株外部形态为孕穗期,叶枕5-7cm,穗轴、小枝梗和外颖均为柔软白色,花药为2mm左右。
方法是,将选取的幼穗在0.1%的汞液中消毒8分钟,或用饱和的漂白粉上清液消毒10-13分钟,而后用无菌水冲洗2-3遍。在无菌条件下选取适宜花药直接表植在三角瓶中的培养基上。

2.选择培养基
用"J"培养基进行高粱花粉培育,其培养基成分pH值为5.8-6.0。
培养基在高压锅中加压1.1kg/cm²,灭菌15分钟。培养室温度,昼夜变动于18-30℃之间。愈伤组织的诱导均在无光条件下进行,再分化培养,每日用日光灯间歇照明11-13小时(30W日光灯分置于洗瓶两边)。

3.诱导愈伤组织和分化成绿苗
诱导高粱花粉发育成植株,主要经过两个步骤;一是诱导花粉形成愈伤组织,二是诱导愈伤组织分化出芽和根。为了诱导愈伤组织,在基本培养基中补加2,4-D和激动素Kinetin),为了分化出芽和根,在培养基中补加吲哚乙(IAA)和激动素。

离体花药经变温或恒温培养,4天后从所接种的花药中,可观察到大部分花药由淡黄绿色变为黄褐色,进而变为浅黑色,部分的花药开裂,一个月左右,有的花药开始长出浅白色或更浅一些的颗粒状愈伤组织,其着生情况有二种:一种为长在花粉囊纵裂线上,观察不到花粉囊的明显开裂,另一种为花粉囊纵裂线明显开裂,愈伤组织位于开裂线内。后一种愈伤组织,经镜检染色体数有n=10和n=15的,同时也有呈整倍性的细胞。

为了诱导愈伤组织分化出芽和根。在高粱花粉愈伤组织长至直径为1-3mm大小时,即将其移植到再分化培养基上,置于1-30℃,光照为11-13小时的环境下培养。最初,愈伤组织继续增殖,经1-2周后,即可分化出绿苗,多数发生在20天左右,还有的直到一个多月左右仍有出现。同时,在培养过程中有的愈伤组织经转移后生长迅速,反复增生但不分化,有的则停滞生长,甚至变黄变黑。分化出的苗体有绿苗和白化苗两种。
根据山西省农业科学院玉米研究所试验,不同的培养基对诱导频率和分化情况有很大影响。
此外,不同的材料遗传类型不同,分化能力差异也很大。

4.移栽
首先检查根系发育情况,当新根发生2-3条,具3-4片正常叶片时,将试管棉塞打开进行敞口炼苗1-5天后,即可以从试管中将苗体取出进行移栽。移栽时须洗去根部培养基,以免招致有害微生物的感染,移栽初期,要保证小气候的温、湿度和适当的光照条件,一般将温度维持在20℃左右即可,以土壤湿度低于空间湿度为佳。移栽时最好选取排水性良好,空气易于流通的沙质壤土。在上述措施基础上,若先把幼苗根部经高锰酸钾(浓度为0.05%)或吲哚丁酸(浓度为100ppm)浸泡4小时,更可促进根系的良好发育,提高移栽成活率。后期田间管理,同一般大田作物。

5.加倍
花粉植株移栽成活后,要进行加倍,使其恢复二倍体水平。具体方法为变温(5-28℃)处理5天,0.025%秋水仙碱液浸根4天或滴心叶3天。在移栽成活的花培植株中,有的得到不完全加倍,恢复为结实能力。植株生长正常、健壮,花药外伸正常散粉,镜检花粉,发育正常,具营养核和生殖核。经套袋自交,获得自交结实穗,进行种植,方可培育成新品种。

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