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玉米幼胚培养胚性愈伤组织诱导及绿苗再分化的遗传机理研究

作　者: 夏燕莉
导　师: 潘光堂；荣廷昭；刘玉贞
学　校: 四川农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 玉米幼胚培养胚性愈伤组织诱导率绿苗再分化数配合力遗传模型
分类号: S513.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

本研究对生产上常用的18-599红、18-599白等21个玉米自交系进行研究，从中选取六个自交系配制完全双列杂交。对这些自交系和杂交组合进行幼胚培养，调查其胚性愈伤组织诱导率和绿苗再分化数两个性状，对基因型差异、配合力效应、遗传模型和遗传效应等进行研究，摸索出了玉米种质资源幼胚培养过程的遗传学行为，为玉米转基因受体材料的筛选提供了选择依据。取得的主要研究结果如下： 1．方差分析确定了基因型是影响玉米自交系和杂交组合幼胚培养胚性愈伤组织诱导和绿苗再分化的重要因素。 2．诱导率和再分化数两个性状上存在同样的规律，双亲都表现较高则组合一般表现较高，双亲都表现较低的组合一般表现较低，表现高的亲本与表现低的亲本杂交，其组合均值分布范围较广，但都不同程度地比原来的表现低的亲本有所提高。这种杂交后代的广泛分布预示着诱导率和再分化数两个性状为数量遗传性状，并且高诱导率和高再分化力是可以通过杂交进行转移的，优势基因的引入可使原来表现较差的性状得以改良。因此，要想获得诱导率或再分化数较高的组合，至少选用一个自身表现较高的亲本。 3．相关分析表明，自交系的诱导率与再分化数相关不显著，说明两个性状受不同的遗传因子控制；杂交组合中这两个性状相关显著，因此用杂交组合作转基因受体可以根据一个性状直接推测另一个性状，省去对两个性状都进行鉴定的繁琐工序。 4．相关分析表明，亲本的胚性愈伤组织诱导率均数和绿苗再分化数均数分别与其一般配合力效应值呈极显著正相关，杂交组合的诱导率均数和再分化数均数也分别与其特殊配合力效应值呈显著正相关。利用这种相关性，根据一般配合力效应值或亲本自身表现值，二者任选其一，就可以直接对亲本进行选择；根据特殊配合力直接进行组合筛选也能取得相同的效果。 5．控制胚性愈伤组织诱导和再分化的基因可能为核基因，亲本杂交方式对培养效率没有影响。 6．控制诱导力的基因符合加性-显性模型，其中加性效应占遗传效应的98.60％，非加性效应表现为部分显性到完全显性但偏向于完全显性，广义遗传力和狭义遗传力都达到了60％以上。因此，在对胚性愈伤组织诱导力进行选择时，应以选育优良纯合品系为目的，在高代进行严格的单株选择。同时对杂交亲本进行选择应首先考虑加性效应所反映的一般配合力，其次再考虑特殊配合力。 7．绿苗再分化数的遗传模型中，基因加性效应占75石0％，非加性效应包含显性效应，不存在上位性效应，可能还存在基因连锁。经计算，广义遗传力和狭义遗传力都为40％左右。因此，在对绿茵再分化进行选择时，应注意在较低世代利用杂种优势，在较高世代选育优良纯合品系。对杂交亲本进行选择也应在考虑一般配合力的基础上同时考虑特殊配合力。 8．胚性愈伤组织诱导是受多个减效基因控制的数量性状，且可能有主效基因起关键作用。六个自交系中，18－599红、18－599白、综31受一类主效基因控制，表现出高诱导率；A3、R15、P138受另一类主效基因控制，表现出低诱导率。主效基因的存在，使进一步进行诱导率性状基因定位、克隆和转化从理论上成为可能。 9．筛选出了 18699红这一最佳培养材料，与其他已知的优良材料相比，不仅自身培养效率更高，作为亲本组配的后代也表现更好而且更稳定，是玉米转基因受体系统研究取得的重大突破性材料，对它进行开发利用必将为加快我国玉米基因工程育种进程奠定良好的物质基础。比较而言，18699白在诱导和再分化方面都可与 18699红媲美，但其再分化数遗传的不稳定性使其应用受到限制。 10．综31在幼胚培养过程中诱导的效果比再分化的效果好，而且在两个性状上都表现为作父本比作母本效果好。因此在选用综31配制杂交组合进行幼胚培养时，应注意尽量使其用作父本，以获得较高的培养效率。

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-9
1．文献综述及立题思想  9-16
  1．1 组织和细胞培养的意义及发展  9
  1．2 幼胚培养研究意义  9-11
  1．3 幼胚培养研究的重要性状  11
  1．4 影响玉米幼胚培养的因素  11-13
  1．5 幼胚培养遗传研究方法及进展  13-15
  1．6 立题思想  15-16
2．材料与方法  16-18
  2．1 供试材料  16
  2．2 培养方法  16-17
  2．3 培养基及培养条件  17
  2．4 资料统计分析  17-18
3．结果与分析  18-34
  3．1 自交系胚性愈伤组织诱导率分析  18-19
  3．2 自交系绿苗再分化数分析  19-20
  3．3 自交系胚性愈伤组织诱导率与绿苗再分化数相关分析  20-21
  3．4 完全双列杂交组合胚性愈伤组织诱导率分析  21-29
    3．4．1 完全双列杂交组合胚性愈伤组织诱导率均值分析  21
    3．4．2 完全双列杂交组合胚性愈伤组织诱导率配合力分析  21-26
    3．4．3 用hayman法对双列杂交组合进行遗传模型和基因作用方式分析  26-27
    3．4．4 双列杂交组合胚性愈伤组织诱导率正反交分析  27-29
  3．5 完全双列杂交组合绿苗再分化数分析  29-34
    3．5．1 完全双列杂交组合绿苗再分化数均值分析  29-30
    3．5．2 完全双列杂交组合绿苗再分化数配合力分析  30-33
    3．5．3 用hayman法对双列杂交组合进行遗传模型和基因作用方式分析  33
    3．5．4 双列杂交组合绿苗再分化数正反交分析  33-34
  3．6 完全双列杂交组合胚性愈伤组织诱导率与绿苗再分化数相关分析  34
4．讨论  34-40
  4．1 玉米幼胚培养的遗传多样性  34-35
  4．2 亲本组配  35-38
    4．2．1 亲本自身表现在亲本选择中的应用  35
    4．2．2 配合力分析在亲本选择中的应用  35-37
    4．2．3 遗传模型和效应在后代选择和亲本选择中的应用  37-38
  4．3 本研究的意义  38-40
参考文献  40-44
致谢  44-45
附图  45

玉米幼胚培养胚性愈伤组织诱导及绿苗再分化的遗传机理研究

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