试论单倍体的产生途径及其在作物遗传育种中的应用

2019-09-10孙玥苏京平王胜军闫双勇孙林静

种子科技 2019年9期

孙玥苏京平王胜军闫双勇孙林静

文章编号： 1005-2690（2019）09-0054-01 中图分类号： S330 文献标志码： A

摘要：体细胞双倍体是植被在正常生长和发育过程中存在的形式个体。单倍体作为特定时期和特定阶段的组织形式，可以通过高科技手段进行单倍体染色体的获取，继而提高育种选择的效率和水平。针对单倍体产生的途径进行了深入分析，并对其在作物中所发挥的遗传作用进行进一步的研究和探索。

关键词：单倍体;产生途径;作物;遗传育种;应用

1 单倍体的产生途径

单倍体染色体是正常植被体细胞中数目的一般形式，在自然界可探索的范围内，植被自发形成的单倍体细胞概率十分低。但随着近年来科学技术的不断完善和发展，单倍体可以通过人为诱导的方式进行培育，并在作物遗传的过程中有着较为显著的育种作用[1]。但由于单倍体的生产时期较为特殊，且自然发生的概率不高，不能够适应当前商业育种的模式，因此，相关研究人员根据其特点，形成了以人工诱导为基础的单倍体生产模式。

1.1  远缘杂交途径单倍体的培育

远缘杂交单倍体生产模式，可以将其分为具有染色体消除型和人工合成型两种不同模式的综合。一般情况下，染色体消除模式是在人们常见的大麦以及小麦等高等农作物中被发现和应用的。通过小麦、玉米或珍珠栗的划分进行杂交与培育，胚拯救的人工合成模式多使用于油菜、小麦等异源多倍体植物种，通过不同异源多倍体间的杂交，获得所需求的单倍体。但由于小麦等农作物中有着5A以及5B等显性基因，并对远缘杂交型的不亲和性有着针对性控制，在一定程度上限制了小麦单倍体的培育。人工合成则多应用于具有异源多倍体特征的油菜或小麦等农作物中，并通過不同异源多倍体农作物间的杂交，如四倍体和二倍体的杂交，获得单倍体等。

1.2 花药杂交途径单倍体的培育

不同植被中都有单倍体植株的存在，大量的人工诱导试验可以获得不同植物种的单倍体。此言论一出，诸多国际研究机构人员均对此项技术给予了高度重视，并对多种植物进行了单倍体培育技术的改良。花药杂交途径单倍体的培育，则是在远缘杂交途径培育基础上的另一种单倍体培育方式[2]。

花药培养作为我国植物单倍体培育中较为核心的技术，在此项技术的创新和应用过程中，已经成功培育出水稻品种超过60个、小麦品种超过20个。

2 单倍体在作物遗传育种中的应用

2.1 提高育种进程，加快纯化育种

单倍体染色体在数目上是正常植被染色体的1/2。从理论分析角度出发，通过对两亲本进行自由且不同等的基因排列组合，其选育的效率是常规选育方式的2N。并且在N数值范围不断增加和扩大的基础上，其选育的效率更是不断扩大，在基因属性上也不存在显性或隐性相互作用的影响。

我国从20世纪70年代开始引进并创新花药培养育种的方式，并在多年的研究中取得了诸多显著的应用成就，以小麦和水稻为代表的单倍体物种培育，更是在世界上处于遥遥领先的地位。

不仅如此，在杂交育种和转基因技术的不断发展与融合下，我国相关行业研究人员更是创建了一套较为完善和成熟的育种技术应用体系，为我国农业发展起到了不可忽视的作用[3]。

2.2 单倍体在突变体研究中的应用

单倍体不仅可以在农作物以及转基因方面作出突出的贡献，在突变体行业的研究过程中也发挥着不可替代的作用。其不仅提供了较为合适的发展契机，更不存在显隐性突变的现象。

不仅如此，通过对突变的单倍体进行加倍等方式，还可以获得突变二倍体，并较少在突变研究过程中出现嵌合体等相关形式。

另外，单倍体在突变研究过程中，还可以以油菜等相关作物作为试验载体，并对其中所含的小孢子进行及时诱导，提高突变过程中脂肪酸的含量，继而将油酸含量增加至更多的份数，增加突变研究的发展性和未来可持续性。