《Crop Science》：Root immersion in antimitotic solutions and exposure times in obtaining doubled haploid super sweet corn
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研究人员通过根浸法（root immersion, RI）在17°C条件下，将超甜玉米（Zea mays L. var. saccharata）单倍体幼苗根系暴露于秋水仙素（colchicine, COL）、氨磺乐灵（pronamide, PRO）及甲基胺草磷
研究人员通过根浸法（root immersion, RI）在17°C条件下，将超甜玉米（Zea mays L. var. saccharata）单倍体幼苗根系暴露于秋水仙素（colchicine, COL）、氨磺乐灵（pronamide, PRO）及甲基胺草磷+氨磺乐灵（amiprophos-methyl+pronamide, AP）溶液中不同时间，以评估染色体加倍潜力。利用CIM2GTAIL-P1×CIM2GTAIL-P2诱导系获得准单倍体种子（putative haploid seeds, PHSs），真实单倍体诱导率均值为9.7%。试验一考察5–12 h（AP至16 h）暴露时间；试验二选定COL 10–12 h、PRO与AP 5–7 h，并于温室与田间分别栽培。结果表明：温室环境显著提高双单倍体（doubled haploid, DH）获得成功率；PRO致死率较高但总成功率11.2%–12.7%，与AP无显著差异；COL处理10 h综合表现最优，温室与田间总成功率（overall success rate, OSR）分别为32.3%与20.3%，是超甜玉米DH创制的优选方案。
研究背景与问题提出
超甜玉米因突变基因（如sh2、bt1、bt2）改变碳水化合物代谢，具高糖分与低淀粉特性，经济价值显著。传统自交纯系需6–8代，而双单倍体（doubled haploid, DH）技术仅需2–3代即可实现100%纯合。单倍体由孤雌生殖诱导系（如CIM2GTAIL）杂交获得，但单倍体植株高度不育，须经抗有丝分裂剂（antimitotic agent）处理恢复染色体倍数。秋水仙素（colchicine, COL）虽常用，但高毒、高成本且致死率高；抗有丝分裂除草剂（如pronamide, PRO；amiprophos-methyl, APM）毒性较低，但在超甜玉米中缺乏成熟协议。此外，处理温度、暴露时间（exposure time, ET）、苗龄及栽培环境均显著影响加倍效率。已有研究多未控温，且超甜种质存在R1-nj标记抑制，假单倍体（false haploid, FH）识别困难。因此，研究人员拟明确17°C根浸（root immersion, RI）下不同药剂与时间的加倍效果，并比较温室与田间表现。
研究总体设计
研究人员以8个sh2纯合超甜玉米群体为供体，用CIM2GTAIL-P1×CIM2GTAIL-P2诱导，收获后按R1-nj标记筛准单倍体种子（putative haploid seeds, PHSs），再以第一叶鞘绿色确认真单倍体、剔除假单倍体。试验一在17°C BOD暗室中，以COL（0.07%+0.5% DMSO）、PRO（10 mg L?1）、AP（7 mg L?1 APM+3 mg L?1 PRO）及清水对照，设5–12 h（AP加14、16 h）根浸，每处理96株混合苗，温室盆栽。试验二据试验一结果缩至10个处理（COL 10/11/12 h，PRO与AP 5/6/7 h，对照12 h），分别在田间与温室随机区组栽培，每处理混合8群体幼苗，统计存活率（survival rate, SR）、自交率（SPR）、繁殖率（reproduction rate, RR）与总成功率（overall success rate, OSR）。
主要关键技术方法
研究人员采用单倍体诱导—标记筛选—根浸加倍—环境验证的技术链：以热带适应诱导系产生PHSs，用R1-nj籽粒标记结合第一叶鞘颜色剔除假单倍体；在17°C控温水浴中以抗有丝分裂剂根浸V2期幼苗；通过完全随机与联合环境设计，在温室与田间两个环境评估存活、自交、结实与总成功指标，不依赖高浓度而借低温延长暴露时间以平衡药害与加倍率。
研究结果
试验一：抗有丝分裂溶液与暴露时间筛选
通过方差与回归分析发现，COL随暴露时间延长存活率下降但繁殖率上升；12 h OSR最高（44.5%），10 h达22.9%。PRO存活率受时间影响大，6 h较好但整体致死高。AP在5–7 h较优，7 h OSR 33.1%。表明17°C控温可延长COL暴露而不显著加剧死亡，提高加倍效率。
试验二：温室与田间环境对比
联合分析显示环境效应极显著：温室在SR、SPR、RR、OSR上均优于田间，如OSR田间8.7% vs 温室19.1%。COL 10 h温室OSR 32.3%、田间20.3%，为全场最优；PRO田间存活骤降；AP受环境波动大。雄花育性（male-only fertility, MF）在温室更高，说明控环境利于育性恢复与DH扩繁。
讨论与结论翻译
讨论指出，三种药剂均可获DH，但PRO与AP仍须优化剂量与时间；环境对成功率影响甚至可翻倍，且PRO、AP比COL更敏感于环境；17°C根浸允许COL延长暴露，10 h为超甜玉米最佳平衡方案。
结论部分译述如下：
（a）三种抗有丝分裂溶液均具获DH潜力，但PRO与AP须进一步调整暴露时间与剂量；
（b）栽培环境具决定性影响，温室可使DH获得率接近翻倍；
（c）PRO与AP受环境影响强于COL；
（d）17°C根浸允许延长COL暴露时间，显著提升加倍成效；
（e）17°C下COL根浸10 h是超甜玉米双单倍体创制的最优处理，在存活与加倍间取得最佳平衡。
意义
该研究首次在超甜玉米中建立控温根浸加倍协议，明确COL 10 h@17°C为首选，为鲜食玉米DH育种提供了低毒替代思路与环境管控依据，弥补了抗有丝分裂除草剂在糖质玉米中应用空白。
