通过分子育种技术培育适合亚热带地区的玉米不定型配子体1（ig1）基因基因为主的父本单倍体诱导系

《Planta》：Development of subtropically-adapted indeterminate gametophyte1 (ig1) gene-based paternal haploid inducer lines in maize through molecular breeding

　　

摘要

主要结论

本研究成功培育出了首批适用于亚热带地区的、基于ig1基因的雄性单倍体诱导系，其在玉米中的单倍体诱导率介于0.57%至2.50%之间，可快速将自交系转化为胞质雄性不育系。

摘要

在玉米（Zea mays L.）中，母本单倍体诱导系被广泛用于培育双单倍体系，而雄性单倍体诱导系则可通过引发细胞质交换，成为将自交系快速转化为胞质雄性不育系的有效工具。不过，目前只有适用于温带气候的、基于indeterminate gametophyte1（ig1）基因的雄性单倍体诱导系。本研究通过标记辅助选择ig1基因，致力于培育出适用于亚热带地区的此类雄性单倍体诱导系。研究将温带诱导系与优秀的亚热带品系杂交后得到的8个F₂群体，利用针对ig1基因的功能性InDel标记（MGU-IG1-Hopscotch）进行了基因型分析。几乎所有F₂群体中都观察到了ig1基因的严重分离扭曲现象。大多数ig1/ig1纯合子均表现出雄性不育特性，仅有8个F₂群体中有3个群体产生了可育的ig1/ig1分离株。F₂群体中呈现出15（可育）:1（不育）的孟德尔比例，这说明ig1基因与其他未知基因之间存在相互作用，共同决定雄性不育性。在单倍体诱导率方面，“基因型”、“环境条件”、“单倍体来源”以及“基因型×环境条件”等因素均存在显著影响。新培育出的雄性单倍体诱导系的单倍体诱导率在0.57%至2.50%之间，不同环境下的平均值为1.37%。其中，作为单倍体来源的PHM8I的单倍体诱导率（1.47%）高于PVQ9I（1.28%）。此外，这些雄性单倍体诱导系在农艺表现和栽培管理便捷性方面也更具优势。本研究实现了首次成功培育出适用于亚热带地区的、基于ig1基因的雄性单倍体诱导系。