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中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）25-08542-02
Abstract The recent progress of doubling methods in maize haploid are reviewed. The main methods which included natural doubling and the chemical methods used colchicine， as well as other herbicides are more researched.
Key words Maize haploid； Doubling method； Colchicine； Herbicides
目前，利用孤雌生殖诱导系诱导是获得玉米单倍体的重要方法，国内已有多家育种单位开始应用该技术。采用单倍体育种技术选育自交系可使材料的纯化从常规育种的5～7年缩短到1～2年，大大提高了育种效率。国外许多公司已实现单倍体育种的规模化应用，但在国内单倍体育种还处于初步阶段，尤其是诱导获得的单倍体种子存在加倍率低等问题，限制了国内玉米单倍体育种的规模化开展。为了寻找单倍体高加倍率、操作方便、成本低的加倍方法，许多科研人员进行了深入的研究。目前研究较多的加倍方法主要有自然加倍法和和以秋水仙素及除草剂为加倍剂的化学加倍法。为便于这些方法更好地应用于玉米单倍体加倍，笔者对近年来有关玉米单倍体加倍的方法进行了综述，以期为玉米单倍体育种工作者提供参考。
1 自然加倍法
关于单倍体的雌雄育性的自然恢复，刘志增等通过研究发现，平均有93.2%的单倍体雌穗是自然可育的， 雄穗的自然育性较低，散粉株率为5%～40%不等[1]，但由于单倍体存在雌雄严重失调，还有一定的空秆存在，导致单倍体的自然加倍结实率只有10%左右。不同的生态环境和基础材料，单倍体自然加倍结实率的差异较大。气候凉爽、昼夜温差大的环境有利于单倍体植株的自然加倍；逆境生态条件（极端高温、干旱、低温寡照、瘠薄等）不利于单倍体的自然加倍[1]，因此自然加倍除了与材料特性有关之外，还与单倍体的种植季节、种植地点等生态环境有很大关系。
1.1 种植季节
关于单倍体自然加倍的最佳种植季节，研究结论不太一致，多数研究认为在北方春播和三亚冬播有利于单倍体自然加倍。如段民孝等研究发现，在北京地区播种的19个材料的单倍体结实率春播时期明显高于夏播时期，16个材料的显花药率表现为春播时期高于夏播时期，春播和夏播玉米单倍体平均显花药率分别为26.9%和19.7%，平均结实株率分别为3.5%和2.1%，认为春播时期更有利于玉米单倍体的自然加倍[2]。刘志增等研究北京春播、北京晚春播、北京夏播、三亚播种对玉米单倍体加倍效果，结果表明，海南和北京夏播种植玉米单倍体的加倍率较差，并推论单倍体雄穗育性的自然恢复与生长前期环境温度（或昼夜温差）的变化具有负（或正）相关的趋势[1]。许洛等分别在石家庄春播、石家庄夏播和三亚冬播3 种生态环境条件下开展了玉米单倍体自然加倍效果的研究，认为不同基因型材料间、不同环境条件下，玉米单倍体自然加倍效果差异明显，其中三亚冬播效果最好，石家庄春播次之，石家庄夏播不适合单倍体自然加倍[3]。刘德友等通过在山东胶东半岛的试验认为夏播有利于单倍体自然散粉及自交结实。他们发现，夏播自然散粉率比春播高3.77%，自交结实率为6.23%～9.39%，单倍体自交结实率夏播比春播高2.37%[4]。芦连勇等通过在河南安阳进行的试验也认为夏播更有利于玉米单倍体的自然加倍。研究发现，不同材料来源的玉米单倍体夏播和春播的显花散粉率平均分别为34.24%、29.37%，夏播比春播高4.87个百分点； 自交结实率夏播明显高于春播[5]。不过，笔者通过在河南新乡进行的单倍体自然加倍试验，发现春播比夏播有利于单倍体的自然加倍。春播单倍体生长前期温度低，温差较大，应该更有利于单倍体的自然加倍。
1.2 种植地点
在不同的种植地点，春播和夏播对单倍体的加倍影响不尽相同，这就表明不同地点种植玉米单倍体自然加倍的影响存在明显差异。如段民孝等认为，相比北京春季播种，甘肃春季播种和海南冬季播种比其他地点种植更有利于玉米单倍体自然加倍[6]。蔡泉等认为，相同来源的单倍体在海南、黑龙江省的自然加倍率差异显著，不同来源的玉米单倍体在海南的自然加倍率均高于黑龙江省[7]。
2 化学加倍方法
2.1 秋水仙素加倍法
秋水仙素是一种应用最广泛的化学加倍试剂， 原理是通过阻止细胞有丝分裂中期纺锤丝微管的收缩而使复制了的染色体不能移向细胞的两极而实现染色体的加倍。它对植物的刺激作用只发生在细胞分裂时期，因此通常用来处理的为萌动或刚发芽的种子、正在膨大的芽及根尖或幼苗、嫩枝的生长点。秋水仙素的适宜浓度和处理时间的长短随着所处理的器官和处理时的温度有很大关系[8]。
选用秋水仙素处理单倍体方法有浸根法、浸芽法和注射法等，不同方法采用的药剂浓度不同。采用浸芽法处理，操作方法简单易行，而且具有较高的加倍效率。而当用秋水仙素处理玉米芽时，通常采用的浓度为0.05%～0.06%。如岳尧海等认为，秋水仙素浓度、浸芽温度和浸芽时间对玉米单倍体加倍有明显的影响，且差异达极显著水平；用0.05%秋水仙素和5%二甲基甲砜混合药剂在15 ℃下浸泡9 h，单倍体的加倍效果最好，加倍率可达38.1%[9]。蔡泉等用浸芽法处理单倍体，发现浓度在0.06%时平均存活率达到了71.7%，平均加倍率为21.9%[10]。段民孝等使用0.06%秋水仙素溶液分别浸泡幼芽上部和幼芽全部，发现浸泡幼芽上部处理能够明显减轻药害，缩短缓苗时间，提高单倍体植株的加倍效果，成活率、授粉率和结实株率均是浸泡幼芽全部处理的1.5 倍左右，而且浸泡幼芽上部处理的授粉率和结实率分别是对照的2.0和4.0倍以上[11]。
注射法则一般选择在6叶期注射浓度0.5%的秋水仙
玉米单倍体加倍方法研究进展
来源：环球粮机网发布时间：2015-06-15 13:14:08
