試論單倍體的產(chǎn)生途徑及其在作物遺傳育種中的應(yīng)用

孫玥 蘇京平 王勝軍 閆雙勇 孫林靜

文章編號： 1005-2690（2019）09-0054-01? ? ? ?中圖分類號： S330? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

摘? ?要：體細(xì)胞雙倍體是植被在正常生長和發(fā)育過程中存在的形式個體。單倍體作為特定時期和特定階段的組織形式，可以通過高科技手段進(jìn)行單倍體染色體的獲取，繼而提高育種選擇的效率和水平。針對單倍體產(chǎn)生的途徑進(jìn)行了深入分析，并對其在作物中所發(fā)揮的遺傳作用進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探索。

關(guān)鍵詞：單倍體;產(chǎn)生途徑;作物;遺傳育種;應(yīng)用

1? ?單倍體的產(chǎn)生途徑

單倍體染色體是正常植被體細(xì)胞中數(shù)目的一般形式，在自然界可探索的范圍內(nèi)，植被自發(fā)形成的單倍體細(xì)胞概率十分低。但隨著近年來科學(xué)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，單倍體可以通過人為誘導(dǎo)的方式進(jìn)行培育，并在作物遺傳的過程中有著較為顯著的育種作用[1]。但由于單倍體的生產(chǎn)時期較為特殊，且自然發(fā)生的概率不高，不能夠適應(yīng)當(dāng)前商業(yè)育種的模式，因此，相關(guān)研究人員根據(jù)其特點(diǎn)，形成了以人工誘導(dǎo)為基礎(chǔ)的單倍體生產(chǎn)模式。

1.1  ?遠(yuǎn)緣雜交途徑單倍體的培育

遠(yuǎn)緣雜交單倍體生產(chǎn)模式，可以將其分為具有染色體消除型和人工合成型兩種不同模式的綜合。一般情況下，染色體消除模式是在人們常見的大麥以及小麥等高等農(nóng)作物中被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的。通過小麥、玉米或珍珠栗的劃分進(jìn)行雜交與培育，胚拯救的人工合成模式多使用于油菜、小麥等異源多倍體植物種，通過不同異源多倍體間的雜交，獲得所需求的單倍體。但由于小麥等農(nóng)作物中有著5A以及5B等顯性基因，并對遠(yuǎn)緣雜交型的不親和性有著針對性控制，在一定程度上限制了小麥單倍體的培育。人工合成則多應(yīng)用于具有異源多倍體特征的油菜或小麥等農(nóng)作物中，并通過不同異源多倍體農(nóng)作物間的雜交，如四倍體和二倍體的雜交，獲得單倍體等。

1.2? ?花藥雜交途徑單倍體的培育

不同植被中都有單倍體植株的存在，大量的人工誘導(dǎo)試驗(yàn)可以獲得不同植物種的單倍體。此言論一出，諸多國際研究機(jī)構(gòu)人員均對此項(xiàng)技術(shù)給予了高度重視，并對多種植物進(jìn)行了單倍體培育技術(shù)的改良?；ㄋ庪s交途徑單倍體的培育，則是在遠(yuǎn)緣雜交途徑培育基礎(chǔ)上的另一種單倍體培育方式[2]。

花藥培養(yǎng)作為我國植物單倍體培育中較為核心的技術(shù)，在此項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用過程中，已經(jīng)成功培育出水稻品種超過60個、小麥品種超過20個。

2? ?單倍體在作物遺傳育種中的應(yīng)用

2.1? ?提高育種進(jìn)程，加快純化育種

單倍體染色體在數(shù)目上是正常植被染色體的1/2。從理論分析角度出發(fā)，通過對兩親本進(jìn)行自由且不同等的基因排列組合，其選育的效率是常規(guī)選育方式的2N。并且在N數(shù)值范圍不斷增加和擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，其選育的效率更是不斷擴(kuò)大，在基因?qū)傩陨弦膊淮嬖陲@性或隱性相互作用的影響。

我國從20世紀(jì)70年代開始引進(jìn)并創(chuàng)新花藥培養(yǎng)育種的方式，并在多年的研究中取得了諸多顯著的應(yīng)用成就，以小麥和水稻為代表的單倍體物種培育，更是在世界上處于遙遙領(lǐng)先的地位。

不僅如此，在雜交育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不斷發(fā)展與融合下，我國相關(guān)行業(yè)研究人員更是創(chuàng)建了一套較為完善和成熟的育種技術(shù)應(yīng)用體系，為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了不可忽視的作用[3]。

2.2? ?單倍體在突變體研究中的應(yīng)用

單倍體不僅可以在農(nóng)作物以及轉(zhuǎn)基因方面作出突出的貢獻(xiàn)，在突變體行業(yè)的研究過程中也發(fā)揮著不可替代的作用。其不僅提供了較為合適的發(fā)展契機(jī)，更不存在顯隱性突變的現(xiàn)象。

不僅如此，通過對突變的單倍體進(jìn)行加倍等方式，還可以獲得突變二倍體，并較少在突變研究過程中出現(xiàn)嵌合體等相關(guān)形式。

另外，單倍體在突變研究過程中，還可以以油菜等相關(guān)作物作為試驗(yàn)載體，并對其中所含的小孢子進(jìn)行及時誘導(dǎo)，提高突變過程中脂肪酸的含量，繼而將油酸含量增加至更多的份數(shù)，增加突變研究的發(fā)展性和未來可持續(xù)性。

3? ?結(jié)語

總之，在科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展的過程中，根據(jù)不同農(nóng)作物中不同生物特點(diǎn)，對其進(jìn)行單倍體的誘導(dǎo)性改良，不僅成功應(yīng)用于規(guī)?；N研究中，更為普通大眾帶來了更多發(fā)展的可能。在未來的發(fā)展過程中，還可以運(yùn)用單倍體在遺傳研究中的優(yōu)越性和獨(dú)特性對轉(zhuǎn)基因等技術(shù)進(jìn)行深度分析，提高單倍體在行業(yè)研究中的價值和作用。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 李龍，彭智，毛新國，等.小麥高密度遺傳圖譜構(gòu)建及抗旱相關(guān)生理性狀的遺傳解析[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2018（3）：531-538.

[ 2 ] 殷麗琴，付紹紅，楊進(jìn)，等.植物單倍體的產(chǎn)生、鑒定、形成機(jī)理及應(yīng)用[J].遺傳，2016（11）：979-991.

[ 3 ] 相志國，海燕，康明輝，等.單倍體的產(chǎn)生途徑及其在作物遺傳育種中的應(yīng)用[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，40（11）：17-21.

（收稿日期：2019-07-22）