| 单词 | 小麦花药培养育种 |
| 释义 | 【小麦花药培养育种】 拼译：wheat breeding*via pouen culture procedure 小麦花药培养育种，具有选择效率高、快速利用新的种质资源、节约土地、劳力和缩短育种周期等优越性，在农业上获得广泛应用。它的理论和实践发展及突破主要表现为：(1)在雄核发育的机理、途径和药壁作用等方面取得进展，在花药和花粉培养技术上有了提高和改进，对影响花粉植株诱导频率诸因素做了系统的研究，在提高诱导花粉绿苗上取得了较好的成绩；(2)成功地研制出N6、马铃薯、C17和W14培养基，改进了传统的培养方法；(3)对小麦花粉植株进行了细胞遗传学的研究，取得了重要成果，表明它们大多数是单倍体或纯合二倍体，是品种改良极其有用的材料；(4)1984年，北京市植物细胞工程实验室育成国内外第一个冬小麦花培品种——京花1号，并经北京市品种审定委员会审定通过，是小麦育种上的突破。后国内外又相继育出一批品种。小麦花粉育种途径，首先要获得花粉植株，然后根据育种目标进行选择育成品种。影响花粉植株诱导频率的因素很多，在各个环节上均不同程度地影响花药培养效果。 遗传基础即基因型 不同品种、不同杂交组合对花药培养具有不同的反应。春性品种的花粉植株诱导率比冬性品种高。材料愈纯出苗率愈低，花粉纯系出苗率最低；杂种一代出苗率最高，存在着明显的杂种优势。正反交绿苗诱导率没有差异，说明细胞质基因对诱导频率没有作用。花粉植株诱导频率高的品种京花1号、京作348等所配制的杂交组合，其诱导率也高于其他组合。由此可见，花粉植株诱导率是一个可以遗传的性状，可以把诱导率高的材料作为桥梁品种配制组合，以克服有些材料不能诱导出绿苗的缺点，这对提高花培效果起了积极作用。花粉发育时期是影响花培效果的重要因素 从四分体期到二核期都有可能诱导出愈伤组织，而小孢子发育期和单核中期时接种效果最好。供体植株的生理状态 以在大田生长健壮、早接种的主穗效果最好。培养基 对培养基的筛选，其效果以W14最好。最近，朱至清等用葡萄糖培养基代替蔗糖培养基，且用过滤消毒法代替高压消毒法取得了较大进展。培养温度 对花粉的诱导有较大影响。胡道芬等试验表明，培养温度由25～27℃提高到28～30℃时，能显著提高花培效果。低温预处理 接种前将花药置于0～4℃低温下处理4～7d，用处理后的花药接种能提高愈伤组织和花粉植株的诱导率。Nitsch认为，低温能改变小孢子第一次有丝分裂，促进小孢子发育启动。Sunderland认为，低温预处理能延长小孢子的生命力，从而提高其诱导频率。高温后处理 将刚接完种的花药放置在32℃高温下处理3～6d，然后在常温下进行培养，有助于提高花粉愈伤组织的诱导率。花粉植株在培养室中长到6～7cm时，应适时转移到4℃冰箱中或温室中越夏，储藏2个月后移栽至土中。花粉植株的移栽技术也是花培育种中的一个重要环节，要做好使其逐渐适应自然环境的管理工作。花粉植株染色体加倍：花粉单倍体植株的染色体于花粉培养时，在愈伤组织培养过程中，有时是通过核内有丝分裂使小麦染色体加倍，其自然加倍率一般在20%～30%，而70%左右的染色体为单倍体。气孔保卫细胞长度受染色体倍性控制。单倍体气孔保卫细胞长度一般在60μm以下，而二倍体则在70μm以上，为此可以用这个办法来测定花粉植株的倍性。由于气孔保卫细胞受测试叶片取样部位的影响，应从同一部位取样以减少误差。胡道芬等用这个办法测定了全部花粉植株气孔保卫细胞的长度，挑选出自然加倍的二倍体植株，把其余单倍体植株进行人工染色体加倍，使花粉植株总加倍率提高到70%以上。经染色体加倍后的花粉植株为纯合二倍体，在遗传上是稳定的，克服了杂种分离，从而大大缩短了育种周期。依据这个花培育种的理论，单倍体及由它产生的二倍体植株，从理论到实践都证明其遗传组成是相对纯的材料，用它进行遗传分析研究，可以排除异质基因的干扰，获得更为准确的结论。花粉植株二代有10%左右的株系在株高、穗型、芒性、粒色、孕性等性状上产生变异。这些变异表现在倍性水平和孕性上，除了基因突变外，主要是染色体变异。产生染色体变异的原因是花药在离体培养条件下受培养基中激动素和植物生长素的影响，能诱导核内复制和纺锤体异常，从而使染色体加倍。这是它容易发生核内复制和核融合的原因。花培育种中，花培一代株间的多样性较明显地反映在花培二代花粉植株株系间的差异上。以花培二代株系为单位进行一次早代株系选择，就比以单株选择准确性高，不易误选和漏选，大大提高了选择效率。京花1号在花培二代突出地显示了它的优点，通过一次选择即中选。在选育京花1号、3号和5号的过程中，胡道芬等建立了花培育种的程序和体系，每年接种50～100个组合的杂种一代花药，获得2000丛花粉绿苗，经移栽和染色体加倍后得到1000株加倍单倍体并得到种子。田间种植花培二代1000个稳定株系，根据育种目标从二代株系中以小区为单位进行一次田间选择，对表现突出的株系直接升入品种比较试验并繁殖种子，选择较好的株系升入鉴定圃并繁殖种子，淘汰不良株系。鉴定圃中表现突出的升入品比试验。中国在小麦花药培养育种上获得很大的成就，赢得了国际同行科学家的赞誉，但要充分发挥花培育种的优势，还需解决花粉植株诱导频率低的问题及对影响花粉植株诱导频率因素的进一步研究，以取得突破性进展。【参考文献】：1 欧阳俊闻，等．中国科学，1973，1：72～822 王敬驹，等，中国科学，1973，2：162～1673 朱至清，等，中国科学，1975，5：484～4904 胡含，等．遗传学报，1979，3：322～3305 胡道芬，等．中国科学，1986，3：283～2926 胡道芬，等．农作物组织培养．上海：上海科学技术出版社，颜昌敬，主编，1991．223～240(北京市植物细胞工程实验室胡道芬研究员撰) |
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