Inducer
Stock6 ZMS WS14 5329C KEMS MHI RWS UH400
CAUHOI
2020/2/16
诱导系
Rate(%)
2.3 0.6～3.4 3.0～5.0 3.05～18.57
6.3 5.5～6.7 8.65～13.39
8～15 1.9～9.2
subproject 2.2
▪ 多------易于规模化 ▪ 快------选系速度快 ▪ 好------纯度高 ▪ 省------
3）单倍体育种应用状况
国内：2013－250万个单倍体以上
规模化单倍体育种
国外应用
▪ 先锋、孟山都、先正达、利马格兰、KWS 等均有大规模应用,DH系占新选系可以达到 90%，已经替代传统选系成为主要的选系 方法
生产上应用的诱导系类型
32
农大高诱5号(CAUHI5)果穗与植
关联群体自交系与诱导系CAUHI5杂交后表现
33
籽粒标记R-nj遗传---花粉直感
果穗中的单倍体
单倍体产生的生物学机理：
雄配子体发育
双受精示意图
(引自Fre´de´ ric Berger等，2008)
（二）、单倍体鉴定
田间鉴定（早期） 细胞遗传学方法 形态学方法 放射性方法 除草剂 方法 分子标记法 遗传标记法 ★ 油份鉴定法
2020/2/16
5
一、背景介绍
产生玉米单倍体的途径
1) 品种间杂交自发产生的孤雌生殖单倍体 2) 不定配子体基因ig诱导的孤雄生殖单倍体 3) 化学和物理方法诱导的单倍体 4) 花药组织和花粉培养产生的单倍体 5) 雌穗、子房或胚珠的离体培养 6) 孤雌生殖诱导系杂交诱导产生单倍体
基本应用：
1) 育种平台：
5
D4
预试
S4
鉴定，系株选
6
D5
区试
S5
复配鉴定，系株选
7
D6
区试
S6
复配行比
8
D7
生试
S7
预试
2) 遗传研究： 突变鉴定，淘汰有害的隐性基因 基因定位（DH群体） 生殖遗传----双胚苗等
2020/2/16
subproject 2.2
11
2020/2/16
subproject 2.2
12
特点
2020/2/16
3
有性生殖与各种无融合生殖方式的比较
2020/2/16
4
单性生殖
孤雌生殖：在正常的有性胚囊中，卵细胞未经受精而直接发育 成胚的现象称为单性生殖或雌核发育（gynogenesis）。由 单性生殖产生的胚或植株，都是单倍体。
孤雄生殖：与雌核发育相对应的另一种单性生殖的形式是雄核 发育（androgenesis）。这是一种更为稀有的遗传现象，正 常有性胚囊中的卵细胞，因某种原因丧失功能，未能和精子 结合，进入胚囊的一个精子占据卵细胞的位置，发育为单倍 体的胚。
孤雌单倍体的标记R-nj
根色鉴别
植株颜色鉴别
（三）、单倍体加倍
➢ 自然加倍 与小麦、水稻等不同，玉米单倍体自然加倍率一般低于10％ ，有些材料不发生自然加倍（Zabirova, 1993; Shatskaya, 1994）
➢ 气体N2O加倍（A. Kato，2002） ➢ 组培加倍 ➢ 药剂化学加倍
快速获得纯系，缩短育种年限 亲本与高代系纯化 种质改良
育种技术 传统育种 DH技术
遗传纯合度%
50 75 87.50 93.75 96.88 98.44 99.28
50
100
世代 7代 2代
育种程序比较
季
DH
育种进度
常规
1
D0
S0
2
D1
测配，系选
S1
3
D2
鉴定选择
S2
4
D3
复配，行比
S3
测配，系＋株选
玉米诱导单倍体 育种技术与应用
内容提纲
▪ 单倍体育种（DH）背景介绍 ▪ 单倍体育种基本程序 ▪ 国内单倍体育种研究进展 ▪ 系统化与工程化问题
无融合生殖类型
一、无性幼胚起源细胞发生的部位和幼胚的发育方式 ，可以进一步把无融合结实或无融合生殖再分为4种 不同的类型:
1.无孢子形成（apospory） 2.二倍性孢子形成（diplospory） 3.不定胚生殖（adventitious embryny） 4.单性生殖（parthenogenesis）
Coe,1959 Tyrnov&Zavalishina,1984 Lashermes & Beckert,1988 Sarkar,1994 Shatskaya,1994 Chalyk,1994 Geiger & Röber,2005 Melchinger,2003 Liu ,2000；Chen，2003
4）张铭堂、德国所用诱导系RWS,UH400等诱导率8％左右 5）吉林农科院吉诱3号 6）其它研究单位也开展了研究 7）中国农业大学在BH0×Stock6后代选育出高油型孤雌生殖单倍
体诱导系农大高诱1号等。最近新的诱导系农大高诱2-5号， 诱导率8-18%，诱导杂交种农大杂诱1号，2号诱导率在5-10% 。
▪ 现代育种技术的新体系三大核心技术 单倍体育种+分子育种+转基因
国外大规模 单倍体育种
二、单倍体育种基本程序
基础材料2n=20
单倍体的鉴定
单 单倍体产生
倍
体
育
单倍体加倍
种
程
序
单倍体 n=10 加倍 DH系2n=20
DH系评价与应用
（一）、单倍体诱导
▪ 诱导母本材料 ▪ 诱导系与杂交种 ▪ 诱导机理
种质类型： ▪ 硬粒－－－80％以上 ▪ 马齿－－－90％以上
2、玉米孤雌生殖诱导系
1) Coe(1959)Stock6是第一个孤雌生殖诱导系,诱导率1%-2%。 2) Lashermes(1988)孤雌生殖诱导系WS14,诱导率3.5% 。
3) Tyrnov等(1994)孤雌生殖诱导系ZMS,单倍体诱导频率达到2%左右。
23
农大高诱2-5号与杂交种
新系2—5号基本稳定 诱导率在5-18%
Байду номын сангаас
2011年7月 北京上庄
26
27
2011年10月至2012年2月28日 海南南滨
28
2012年12月15日 海南南
29
2013年02月25日 海南南
30
2013年02月25日 海南南
2013年02月20日 海南南
31
基础材料
无色糊粉层 无色胚芽 绿色植株
× 孤雌生殖诱导系
紫色糊粉层 紫色胚芽
正常杂交籽粒
紫色糊粉层 紫色胚芽
准单倍体籽粒
紫色糊粉层 无色胚芽
假单倍体
紫色植株
单倍体
绿色植株 加倍
DH系
1、基础材料选择
群体遗传构成： ▪ 杂合群体：单交种，群体等 ▪ 分离群体：F2, F3,F4等 ▪ 近纯合群体：自交系等