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烟草单倍体育种

烟草杂种花粉细胞,在适宜条件下分化,发育成单倍体植株,再经染色体加倍而成纯合双倍体,遗传性稳定,能缩短培育新品种的年限。20世纪70年代,单倍体育种首先在烟草上获得成功,中国用单倍体育种法选出单育1号、单育3号、皖烟1号等品种,并在生产上应用;同期日本选出MC101、F106、F107等品种。单倍体植株的培养培养花粉单倍体植株,通常是以杂种一代的花药为材料。

烟草杂种花粉细胞,在适宜条件下分化,发育成单倍体植株,再经染色体加倍而成纯合双倍体,遗传性稳定,能缩短培育新品种的年限。

20世纪70年代,单倍体育种首先在烟草上获得成功,中国用单倍体育种法选出单育1号、单育3号、皖烟1号等品种,并在生产上应用;同期日本选出MC101、F106、F107等品种。

单倍体植株的培养

培养花粉单倍体植株,通常是以杂种一代的花药为材料。诱导花粉出苗的关键在于掌握适宜的花粉发育时期,适宜的培养基和培养温度。培养基是花粉赖以发育成苗的外界因素,包括大量无机盐、微量元素、维生素类、蔗糖等。Nitsch H(1969)培养基是效果较好的烟草花药培养基。适于培养的花粉发育时期,是细胞处于单核靠边后期,此时烟草花蕾的外部特征是花冠刚露出花萼或者二者齐平。(见图),在无菌条件下将花药接种到预先制备的培养基上,然后置于28℃左右的温度下培养。培养3个星期左右,即可在花药的裂开处看到微带乳黄色的胚状体,胚状体受光变绿,逐渐发育成单倍体小苗。

不同发育时期花粉与花蕾的对照(3个花粉培养的适期)

染色体加倍

烟草花粉单倍体植株,是由单性细胞发育而成的,染色体数目只有正常双倍体植株的一半(n=24),在有性生殖过程中,不能正常进行减数分裂,虽能开花但不能结实。须使单倍体植株的染色体数加倍,才能获得能育的纯合双倍体(2n=24Ⅱ)。染色体加倍方法通常是用秋水仙素溶液浸泡小苗。据中国农业科学院烟草研究所十几年平均加倍率的统计,用0.2%秋水仙素处理小苗的加倍率总平均为37.5%,在24~96小时范围内,随处理时间延长加倍率逐渐提高。

选择与鉴定

以花粉培育出的植株,是用具有高度杂合性的杂种的花粉培养而成,因而其一代群体表现出繁多的性状分离,这是进行选择的基础,也是选得优良株系的关键时期。又由于花粉培育的植株是经染色体加倍而成的纯合体,从一代选出的后代不再分离,是遗传性稳定的品系,因而即可直接参加产量、品质和其它农艺性状的鉴定。