全 文 ：青海农林科技 1 9 9 王年第吐期
产生冬大麦加倍单倍体
的花药培养和球茎大麦法的比较
P
.
DE vA u x
1
.绿色植株的产生
摘 要
用一个冬大麦育种程序中的 七个 F :代杂种比 较 了产生 大麦单倍体 的两 种 主 妥枝术
一花药培养和球茎大 麦 ( H o r de om bu l bs ou m ) 法 的相对反应 。 时具相 同 重 复 数 的同
类植株施 用 了这两种技 术 。
从所 用供体植林的 4 20个穗子获得 3 5 8个绿 色植株 , 其中通过花药培 养获 得 147 株 ,
通过球茎大麦 法 获得 2 1 株 。
通过资料 分析 , 我们 发现对这两种技 术的反应 没有显著 差异 。 基 因型效应和基 囚型
丫 枝 术互 作是极显著的 。
讨论 了在一个加倍单倍体产生程序中将这 两种技术结合起 来的可能性 。
关键词 : 找培大 麦 、 冬大 麦 、 杂种 、 球 茎大麦 法 、 花药培养 、 单倍体 、 育种程序 。
浓 ;茨 只
在发放品种的植物育种程序中 , 加倍单倍体生产技术的应用 , 要求这种技术很可靠 ,
因为种子市场上品种间激烈的竞争 。 这样 , 育种家必须从大多数墓因型中获得相对大量
的加倍单倍体 。
在大麦 ( H or d o lt m v lu g a : e L . ) 中 , 除能 自然地或通过化学诱 一导低频率发生单倍
体外 , 还有四种不 同方法可用来产生单倍体 :
一球茎大麦法 , 即栽培大麦与球茎大麦的种间杂交一花药或游离小抱子培养— 子房培养一利用单倍性启动子荃因我们首先把工作集中于通过球茎大麦法改进加倍单倍体冬大麦产量方面 , 因为这种
技术对春大麦是有效的 , 除两个种间不亲和性和 , 或保留球茎大麦染色体成 份的杂种的比
例很高的某些情况而外 。 在从许多 F ,代品系大规模生产加倍单倍体冬大麦的时 侯 , 观 察
了成功率的变异 , 某些品系对球茎大麦是执拗 的 , 因为只能得到很少的或根本得不到单
倍休植株 。
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这提出了一个在产生具有优 良农艺性能的有希望的品系的育种程序中使用加倍单倍
体系的间题 。 为了研究是否可 以使用一种可选择的生产加倍单倍体的技术 , 试验是在冬
大麦育种程序的相同 F ,杂种植株上同时用花药培养和球茎大麦法进行的 。
材料和方法
本试验使用了我们冬大麦育种程序中的欧州品种或高代品系 间的 7 个 F ,代 杂 种 。
这些杂种的所有亲本 , 如表 1 ( 表 1 略 ,译者注 ) 所示 , 除 L s p e u p le 7 0 24 、 G a lu io s和
F D 8 1 3 3是六棱冬大麦 、 O r ut 是二棱春大麦外 , 其余都是二棱冬性类型 。 育种程序 中
根据其高度潜力选择 了这些杂种 , 因为每个杂种可得到地粒以土的种子 。
从 1 9 8 5年 1 1月到 19 8 6年 1 月 , 规则地分期播种种子 , 以便为花药培养提供必妥的穗
子 , 并在 1 9 8 6年 3 月 、 4 月和 5 月期间抽穗 。 按照以前的描述种植植株 。 本试验中用 了每
个杂种的 10 个植株 。 每个植株各用 3 个穗子施行花药培养和球茎大麦法 。 对相继发育的
穗子一直交替使用这两个技术 。 球茎大麦法或花药培养交替使用于一个植株的第一 个穗
子 。
花药培养技 术基 本同于 F O R O U G H I 一 W E H R等 ( 1 97 6 ) 的描述 , 并有 下 列 添加
或改进 :
一除细胞学观察之外 , 采用 了由W H E A IT J E Y等 ( 1 9 8 6) 发展的小抱子时期的间
接标志 。 当分孽的旗叶基部抽出倒二叶 3 公分时 , 从植株上采取供花药培养的穗子 。
一将花药仔细地置 入与培养基接触的唯一一个小室 内。一愈伤组织诱导培养基中 , 用 2 m g / 1 N A A 代替 / m g / 1 IA A 。一除 F O R O U G川 一 ’ W E H R等 ( 1 9 7 6 ) 使用的两种培养基之外 , {健据我们试宕卜; 繁
殖糖用和饲用甜菜的经验 , 在绿苗移到土壤之前 , 为了让根系更好发育 , 使用 了第三种
培养基 。 该培养基是在F O R O U G H 工一 W E H R等 ( 197 6 ) 的稀释的基本 培养基 ( l : 2 )
中加入 2吃 / l蔗糖和 1 m g / 1的 I A A . 。
一在盛有 1 0毫升固体培养基的塑料培养皿 ( 直径肠 m m ) 内进行愈 伤组织 诱 导和
植株再生 ; 生根是在也含有 10 m l的固体琼脂培养基的 25 、 1 50 m m 的小瓶 内完成的 。
球茎大麦技术和 以前的描述相同 。
两种技术中 , 使用了二棱基因型的所有小花 , 而六棱基因型仅用了主小花 。 每 穗上
采集约 2。到 2 5朵小花用于单倍体生产 。 记载了所有可能 的资料 , 独立性 测验和变量分析
按照 S O K 八 L和 R O H L F ( 198 1 ) 的方法进行 。
结 果
本研究中 , 共用 4 2 0个穗子 : 了个基囚型 火 10 个植株 “ 3 个穗 x Z 种技术 。 移植到上
壤之后一个月记载 , 总共获得 3 5 8株有生活力的绿色植株 , 其中通过花药培养获得 147 株 ,
Z n 株来自球茎大麦法 。 另外 , 获得并淘汰了产生于花药培养的 3 0 3株雄核发生的白化苗小
植株 。 从其上取花药培养的每个穗子的平均存活绿色植株数为 。 . 7 , 从球茎大麦杂交组合
产生的绿色植株数为 1 . 0 。 对这些资料使用的 G一测验中 2 只 2 独立性测验不 显 著 . 当
n 二 。 6 Go朵小花和 自由度为 1 1寸 ( x Z 。 . 。 。 、 1 。 二 3 . 8 4 ) , G = 2 . 6 4 。
l抽干对每一个植株以相 同的重复数 ( n二 1。 ) 同时施用了两种技术 , 所以对两 种技
术的反应是严密可比的 , 且如变量分析所表明的那样 , 它们之间无 显 著 差异 ( 表 2 )
( 表 2 略 , 译者注 ) 。 由于这个试验长达三个月 , 即三 月份 、 四月份和五月份 , 环境条
件之间的差异是不可避 免的 。 在整个三个月期间观察 了反应的提高 ,但与花药培养比较 ,
采用球茎大麦法时这些差异似乎更 狡。 在它们产生花药一球茎 大麦一绿色植株的能力
上基因型间也有很大差异 。
杂种 C 6 5产生的植株数最高 , 即引 株 。 相反 , 杂种 C 1 18 表现出成功率很低 , 因为从
供体植株的 6 。个穗仪获得 3 个植株 。 如表 2 所示 , 基因型 间差异是极显著的 。 此外 , 基
因型 只 技术互作亦是极显著的 。 杂种 C 6 5和 C 7 2的成功率 , 采用花药培养比采用球茎大麦
法 高 。 余种 C 6 5和 C ” 有一个共同亲本 , 己知这个亲本对花药培养有 良好 的反应 。相反 ,
以 C : 2 。 、 C : Z G和 C : 打三个杂种获得不利的结果 。 杂种 1C 6 : 在球茎大麦法 _ ! :表现稍好一
些 。
除产生频率外 , 两种技术间的比较还可通过考虑工时米进行 , 即产生 l 株有生活力
的绿色植株所需时间 。 本试验中 , 处理一个 单穗 , 从去除分孽或去雄到将一个可育绿色
植株移植于土壤之中 , 包括所有中间作业所需总的时间 , 两种技术大致相同 , 即为 30 分
钟 。 考虑到每种技术处理 2 1。个穗子产生的有生活力的绿色植株数目 , 通过花药 培 养获
得一个绿株需花 43 分钟 , 用球茎大麦法花 3。分钟 。
讨 论
在 以各种冬大麦杂种产生 一单倍体中 , 已证实 了通过花药培养或通过球茎大麦法获得
大 鼠植株是可能的 。 但两种情况 下发现的基因型的影响提出了一个主要的实践 _仁的不利
条件 。 春大麦中 , 已经进行过 .单倍体诱导技术 比 较 。 F O R O U G H I 一 W E H R等 ( 198 1 )
测验了从小抱子衍生的愈伤组织私l从胚培养 ( 球茎大麦法 ) 衍生的愈伤组织 的 植 株 再
生 , 并发现两个频率间有密 切关系 ( r = + o 。 7 9 ) 。 H U A N G等 ( 1 9 8 4 ) 指 出在两个春
大麦品种及其 F l 代杂种上球茎大麦技术与小袍子培养比较 , 前者可获得最 高 的 绿株产
量 ( 最多为每 1 0 朵授粉小花产生 15 。 41 个植株 ) , 后者最多为 每 10 朵 花 药 产生 0 . 5个
植株 。 P O W E L L和 W O O D ( [ 9 3 4 ) 发现球茎大麦体系是最有效的 , 其次是单 倍 休 启
动子基因 ( h a p ) 体系 , 最后才是小袍子培养技术 。 小 麦 中 , S N A P E等 ( 1 9 8 6 ) 给 一
个杂交组合使用两种技术 , 发现杂种对花药培养的反应 比对球茎大麦法略好 。 我们的结
果 与F R I E D T 等人 ( 1 9 8 7 ) 的结呆密切一致 , 且从本研究得出的一个重要 结 论 是 , 两
种技术能够互补 : 我们实验里七个杂种中的五个就是如此 。 在一个育种程序中 , 如果一
个杂种对一种方法没有反应 , 那么可随即采用另一种技术 ; 儿周内只花少量时间 , 就能
够很容易地发现那些执拗品系 。 最后当杂种对这两个技术的反应都很差时 , 使用常规育
种方法如系谱法 、 集团或一粒传和 , 或其它单倍体诱导技术如h a p启动子体系是 合适的 。
徐平印 译 自 《 P l a n t B : e e d i n g 》 1 9 8了, 9 8 ( 3 ) : 2 15一 2 15
赵德武 校