林木育種中植物單倍體育種的應用研究

李建

摘 要：林業作為當今我國國明經濟發展的支柱型產業，同時也關注了自然生態效益。為了能夠提高育種工作的整體效益，需要不斷加強植物的遺傳分析工作，其中，單倍植物就是非常理想的材料。單倍體育種可以控制雜交體后代性狀分離、減少培育周期，在實際應用中有很強的適用性?；诖耍疚闹饕獙α帜居N中植物單倍體育種的應用展開研究。

關鍵詞：林木育種；單倍體育種；應用；方法

通常情況下，大部分植物種子、植株細胞當中都含有精、卵兩套遺傳物質，也就是染色體，該種情況在細胞學方面也稱之為二倍體。單倍體是指具有一套染色體的植物，這種植物個體具有配子染色體數，單倍體在遺傳學、基因學、生理學方面是一種十分理想的材料，具有非常強的隱性性狀。從另一個方面分析，單倍體植物是高度不育的類型，并且植株整體要比其他二倍體植株弱小很多。這就要在單倍體育種當中進行人工誘導，通過對這些單倍體植物染色體進行數量加倍，獲取純合的二倍體。

一、單倍體植物概述

在林木育種當中， 通常都是采用人工誘變的方法獲取良好的林木種類，但是對于普通植物來說，培育前沒有出現的新型植物品種，哪怕只有1個，也需要花費多年的研究時間。想要確保培育出的配種更加穩定、更加可靠，很可能花費十幾年。但是現狀往往被給有關部門足夠的培育時間，這就需要通過單倍體進行人工誘發，產生性狀分離的植株，之后再進行選擇，從而快速培育優良的配種?，F如今，單倍體植物育種主要對雌/雄配子進行誘導，生成純合二倍體，對二倍體性狀進行鑒定、繁殖，從而完成單倍體育種。

二、林木育種中植物單倍體育種的應用

現如今，應用人工誘導單倍體的方法主要包括雜交和誘變發方法從而得到單倍體，通過子房和花藥離體培養的手段。雖然整個培養過程中存在著一定的偶然性，誘導頻率不高。而采用離體培養方法可以獲得驚人樹木的單倍體，也是當今單倍體培養中最為常見的手段之一。

1.培育單倍體植株

誘導單倍體植物可以采用兩種方法，即雄配子誘導和雌配子誘導，從當今育種現狀來看，雌配子誘導的適用性更強，并且誘導方法更多樣，其原理是雌花使用雄配子體受精花粉進行授粉，這樣即可讓雌配子細胞受到刺激后不斷的分裂、生長，從而形成一個完整的胚胎。當然，通過使用化學、物理手段同樣可以培育單倍體植株。美國采用了遠緣種之間的雜交進行單倍體誘導，如在楊樹培育中，選擇了灰楊樹、銀白楊、美洲黑楊樹的配子體受精劃分作為誘導父本，按照一定比例混合進行授粉，從而獲取楊樹的單倍體植株。

2.雄配子體引導，產生單倍體

該種方法需要將花粉和花藥進行離體培養，從而誘導出單倍體植株。在單倍體培養過程中，花粉、花藥會不斷的分裂、生長，生成愈傷組織，愈傷組織會不斷發育，從而形成單倍體植株。在實際試驗當中，花粉也可以通過分裂增殖直接生成類胚體，也可以生成單倍體植株。但是花藥離體培養則更加復雜一些，需要從以下幾點出發：

（1）制備培養基。選擇LB培養基，并在培養基中加入適量的生長素，如2.4-D，再加入一些蔗糖、椰乳、細胞分裂素，主要是用于調節培養基中的酸堿度，通常將酸堿度控制在6.0即可，加入濃度為1%的瓊脂，劑量為1kg，在熱壓環境展開15分鐘的滅菌操作?；ㄋ幵谡T導作用下，會生成愈傷組織，再添加適量的生長素、蔗糖、細胞分裂素。在愈傷組織分裂到一定程度之后，這時組織會生根發芽，需要膠乳3ppm的分裂素、0.5ppm的生長素、2%蔗糖。

（2）接種花藥。接種花藥可以生成愈傷組織。在花粉在四分孢子期間進行單核過渡時，需要將花芽取下，并讓入到飽和漂白溶液當中，也可以放入到濃度為1%氯化汞溶液當中，在溶液中進行10分鐘的消毒后，再使用無菌水進行漂洗，漂洗3-4次即可，之后在無菌環境中將芽鱗剝開，把花藥直接接種上去，放到指定溫度下進行培養，等到花藥裂開即可生成愈傷組織。

（3）愈傷組織引導，促進花芽分化。在愈傷組織成長過程中，其體積大約在黃豆粒大小時即可轉到培養基中培養，培養溫度為：白天25-30℃、晚上15-20℃；光照時間為：10-14小時。在愈傷組織培養過程中，需要確保培養基中有充足的養分，這樣可以促進愈傷組織生根發芽。如果幼苗持續保持著良好的生長狀態，即可將幼苗從培養基中轉移出來，放入到花盆中培養（土壤需要預先配置）。

（4）染色體檢查。由于愈傷組織的幼苗并非來自同一類樹木，楊樹、榆樹、樟子松等染色體并不相同，這就需要在培養過程中重點檢查幼苗的染色體樹木。在實際檢查過程中，需要將愈傷組織中生長態勢較好將的邊緣截取樣本，先放入到濃度為1%的醋酸地紅中進行熱色提處理，之后制作成壓片，在顯微鏡儀器中確定染色體數量。通常情況下，檢查幼苗的材料主要是根尖，在檢查完畢后即可開展下一項工作。

3.染色體加倍

使用濃度為0.3%的秋水仙素溶液浸泡生長點，也可以用0.3%的秋水仙堿的羊毛脂涂抹生長點，這兩種措施都可以讓單倍體植物加倍染色體，經過試驗表明，此方法的成功率在50%以上。單倍體植株通過染色體加倍環節可以生成純合二倍體，這時結合根據自身需求挑選樹木性狀，對挑選出的樣本進行繁殖、雜交，從而生成優良的樹木品種。

三、結語

綜上所述，將植物單倍體育種技術應用在林木育種當中，可以得到良好的新品種植被，大大提高了生長性、抗病性、韌性，對推動我國林業發展有著重要意義。對于林木育種來說，通過培育單倍體可以在短時間內生成所需要的優良品種，加速了育種速率，有利于推動林木遺產學的發展與研究。總之，植物單倍體育種技術的應用可以推動林產業發展、改善林業結構，對推動人類發展、自然發展有著極大的益處。

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