全 文 ：l习外农学— 麦类作物 一9 9 3 年第 4 Jg l (7 J J矛】 : J扳)
球茎大麦春性无性系的选择
M
.
Fu rus h。 等 ·
摘 要
从与球茎大麦。 ` 州蜘 .加必哪阴“ L .)的种间杂交组合中可以产生大麦 (月谊成油“ 七呷沙僻 L .)单倍体 。通常由
于球茎大麦为冬性 ,需要春化处理才能产生花粉 . 为了有利于栽培大麦与球茎 大麦的杂交 ,本研究选择并
估测了中选春性无性茶的胚形成率 (获得的胚数 /授粉小花数 )和单倍体产生率 (获得的单胚数 /授粉小花
数 ) . 未春化处理的 , 83 个无性系有 23 个并花,这些无性系可产生是够的花粉 . 胚形成率为 2 6 ` 3% 一 8 6 .
5%
,单倍体产生率为 8 . 2 %一 4 .1 9 % . 某些羌性系优于常规的冬性无性系 ,它们可以用于改进天麦单倍体
的形成程序 . 一 ` -
普通大麦与球茎大麦的种间杂交可以产生
大麦单倍体 。 冬性球茎大麦需要通过春化作用
诱导开花 。在许多单倍体育种方案中 , 球茎大麦
的花粉都是从经过春化处理的植株上获得的。
一般说来 ,最低限度的春化处理应该在 5 亡、 8
h 光瘾下持续 s w 忱k ( J e n ` e n 19 7刁) 。这种春化处
理需要在生长室进行奋并要借助于球茎大麦技
术才能产生单倍体 。若能获得春性球茎大麦 ,那
么从球茎大麦上获得花粉的操作就简单多了 ,
在大麦和小麦上 , 冬 、 春性材料是有 区别
的、 . 现 已鉴定出了大麦的春性基因 ( aT ka h韶 h i
和 Y如 ud a , 拍弱 ) , 也已通过电离辐射或化华诱
变获得大麦的春性突变体 ( . k出 . 1公8 3 ) 。 然而 ,
在通过突变或杂交来选择或培育春性球茎大麦
方面尚未见报道 . 本研究的目的是选择球茎大
麦春性无性系 , 并测验这些无性系产生单倍体
的适应性 。
材并和方法
植株材料 19 89 年在 日本福冈农业研究
中心收获了 16 个球茎大麦无性系 (2 n = Z x =
2钓通过天然异型杂交产生的 2 0 。粒种子 。 16
个初始无性系是笔者之一子 19 8 7 年从摩洛哥
引进的种子产生的 ( aD m a n ia 等 , 一9 5 7 ) . 且不知
是冬性还是春性 。 1 990 年 7 月 19 日将收获的
20 0 粒种子分别种于直径为 12 c m 的盆中 , 置
于大田条件下 . 然后于 19 90 年 1 月 2 日将 93
个无性系移植到温室 .温室内保持光照 2 4 h 、 灯
光为 3 0 w /而 , 及 15 ℃最低温度 。 第二套 90
个无性系于 19 9 0 年 2] 月 ’ l 日移植到相同条件
的温室内 。
试验 1 把未经春化处理而开了花的球茎
大麦无性系从无性系中选出来 ,于 1 1一 12 月移
栽到温室 , 移植到温室以后 ,记录开花的天数 .
并按高 、 中、 低划分每个无性系产生花粉的能
力 `产生花粉能力低的无性系不宜用于生产单
倍体 。 , ` 二 _ - ·
试验 一 2 . 乙利用 K an to N ijo 25 ( 栽培大麦品
种 )测试试验 1’ 中未经春化处理而开花的无性
系的胚形成率 ( 获得的胚数 /授粉小花数 ) 和单
倍体生成率 ( 获得单倍体数 /授粉小花数 ) 。杂交
技术和胚培养条件按照 uF ru s hb 等 ( .19 9 0) 报道
的方法进行 ` ,试验方案用 cb Z , 20 无性系作对
·照歹该无性系在芍’ ℃ 、 名 h 光周期下春化处理了
8~
k
。 试验采用完全随机区组设计 ,在每次授
粉过程中 , 每重复的 16 个无性系各授粉约 20
朵小花 (即 1 穗 ) ,每冷无牲系均重复授粉 刁次
(即 4穗 ) 。 对胚形成率和单倍体产生率进行方
差分析 ,为了便于统计 ,分析前对百分率进行反
正弦转换 。 -
结策和讨论
试验 1卜采经春化处理的 1 83 个无性系中
有 ,2 3个并了花 .这些开花的无性系被看作是春
性球茎大麦无性系 .参试的其它无性系未抽穗
或开花 。 1牙90 年 1 0月和 1 月份 (此时植物在
室外生长 )平均温度分别为 17 . 3 ℃和 13 . 刁℃ .
故此认为这些月份的温度对无性系的春化作用
无效 。 开花的天数为 5 3一 72 ,d .花粉可育能力由
中到高 。
试验 2 通过无性系与 K a n t o N ij o 2 5的杂
交检测了 巧 个春性无性系的胚形成率和单倍
体产生率 。 从大麦与 15 个春性球茎大麦无性系
的杂交组合中获得了胚和再生植株 。 虽然未观
199 3年第 月期 ( 7JJ 矛: i版 )l习外农学一一麦类作物
用染色体组原位杂交鉴定小麦异源
` 染色体及其片段
T
.
s eh wr az a
ehr e
」等
摘 要
用染色体组原位杂交技术对含有 ` , 此 种闷公刚姑 zT叫 ve 、外如甲姗 肠叹翻侧咏翻切 ve 染色体的普通小麦
品系染色林切片进行了外源染色质鉴定 ,并对含有 从川如卯
~ 蜘 和
.棚· 、 .H 即吻” ` 与~ ~L . 异源种质染色体群进行了分析 . 以导入外源染色质的全套染色体组 ND A 为探针 ,与来自小麦的过量未
标记的块植加入进行ND A 原位杂交 . 其方法是将外源染色质标记成黄绿色 ,而小麦染色体则表现为 ND A
复杂的桔红色荧光 . 细胞核选自幼苗根尖和药壁组织 . 鉴定外源染色体和染色体臂的染色体组探测方法 .
可以在细胞核分裂周期的所有时期进行计数 ,在前期和间期 ,二体系的大多数细胞核中 ,可以着到两个标
记区 ,而单体系仅有一个标记区 。 在中期 ,可以直接看到异探染色体或其片段的形态 ,从而鉴定出异浑染色
质与小麦染色体的关系二普通小麦 (介妙城 州和叫肠卿 . d ,协elk 氛的野生和栽培近橄种是育种学家选育高产渭抗病 、 广适小麦品种的丰富基因库 ,通过普通小麦与其近缘种杂交 , 已将许多有用的性状导入栽 培小辜之中沙 许多高产品种含有黑麦 ( & 娜必 ,,娜山 ` )的染色体片段 。 北美小麦栽培品种的抗叶锈基因 仓 9 来自小伞山羊草 (翔两护吕 。川硬吸电勿~勿 名加七. ) 。 澳 洲 小 麦 主 栽 品 种 的 秆 锈 抗察再生植株的染色体数 目 .但 由其形态特征认为本试验获得的植株是大麦单倍体 。 胚形成率和单倍体产生率平均值列于表 1。 胚形成率为
26
.
3%一 41 . 9% 。其中无性系 1 6 的胚形成率和
表 1 春性球茎大麦无性系与大麦栽培品种
aK
n ot N加 25 杂交后的胚和单倍体形成率的平均值 `
尤性系 授 粉 ’ 肠散 /授粉编 兮 小花致 小花敬 ( % )
机 误
8 6
.
5 0
8 4
。
1 ” O
多3 .拟mn 。7亏. 介’ l m南
7 8
。
9 kl m on
7 8
.
4 kj lm on
7人 3场 lm . 砚
7 1
.
4 加声 lm n
6 5
.
3 回旧川 `
6月· 6 尤目旧声 l
4 4
.
g e
’ 李丁.
3 5
.
9 d e
3 2
.
9 记 e
2 8
。
8 卜习
2 8
.
R a lx劝
2 6
。
3 a加川
l
。
2 0
授粉小花敬 (残诀
4 1
。
9 0
2 7
.
3 m n
2 6
。
0 l r , n
1 7
.
O f目目
2 5
`
6 k加
2 3
.
9 声lm
, 3 2
。
6 n
2 2
.
9 沙加
l况. ! 沙 j承 l
2 0
·
7 ` 再l m
; 8
.戈 a贬祀d .
J O
。
3 a卜刘 e
13
.
2 山 fg
, 2
.
5 仁加绍 .
13
`
8 . gf
11
.
a 加 de ￡
0
.
2 5
16b29
2片。玲“5233别”ls加均
C
沈 : 在同一栏内 . 敬字后跟有相同字作的表示布邓肯氏复
极差测验 (对敖据进行反正弦转换后进行的测毅 )中差异不般
著 (《 0 . 05 ) ; cb 29 20 为经过吞化处理的对照无性系 。
单倍体产生率提高 , 该无性系的单倍体产生率
显著 高于对照 cb 29 20 的 . iP ck ier gn 和 H ay eS
( 1 9 7 6) 研究了球茎大麦内部配合力的遗传型变 ,
异 ,建议通琪对不同来源的球茎大麦植株间杂
交组合后代的选择来提高配合力 。 本研究中获
得单倍体产生率高的球茎大麦无性系就证实了
这 , 设想 。
为了提高大麦单倍体产生率 ,育种工作者
已经作了多方努力 ,单倍体识别 、胚培养技术的
修正 ( k as h a 等 . 19 7 8 ;介~
,
1 97 7 )
、 小花和分萦
培养 ( hc en 和 H ay es , 1 9 8 9) 以及优异无性系的
鉴定 (` m 铆泊 n 等 . 1 98。 )都促进了单倍体产生率
的提高 。 虽然对授粉小花形成单倍体数目的检
测本身不可能提高单倍体生产率 ,但春性球茎
大麦无性系的鉴别使得球茎大麦技术更容易运
用 . 并有利于大麦单倍体产生方案的改进 。
〔卫 云 宗 节译 自 c 哪 s cj e n c e 19 9 2 · v 0 I·
3 2 , N o
.
2
,
3 8刁一 3 8 5 ( 英丈 ) , 周桂莲 校〕 、
74朋10洲908672故叭幼