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苗期快速分选水稻人工无融合生殖克隆种子

文献类型： 中文期刊

作者： 曹跃炫;严绘景;王克剑;刘朝雷

作者机构：

关键词： 水稻;人工无融合生殖;克隆种子分选;温度处理;盐处理;形态差异

期刊名称：中国水稻科学

ISSN： 1001-7216

年卷期： 2022 年

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2021-2022年度） ; 科技核心（2021版） ; 农林核心（2020版）

摘要： 【目的】人工无融合生殖系统的建立为水稻杂种优势固定提供了途径。当前人工无融合生殖系统在产生克隆种子的同时会伴随大量的四倍体种子，有必要开发简易高效的分选克隆种子方法。【方法】在杂交水稻春优84（CY84）品种中，通过基因编辑技术同时突变PAIR1、REC8、OSD1和MTL基因获得可固定杂种优势的Fix材料;;同时突变PAIR1、REC8和OSD1获得可将减数分裂转化成有丝分裂的MiMe材料。通过不同温度、盐浓度处理CY84和MiMe种子萌发的幼苗，观察它们形态学上的差异，确定最佳区分处理条件。在最佳条件下，处理Fix材料种子萌发的幼苗，根据形态差异分选克隆种子。利用流式细胞术确定分选的效率。【结果】无融合生殖材料Fix产生4.4%的克隆种子和95.6%的四倍体材料;;而MiMe材料的后代全是四倍体材料。利用滤网在23℃、28℃和32℃水温条件下萌发CY84和MiMe种子48 h，MiMe材料的初生根直径三种温度处理下均显著大于CY84材料，以28 ℃处理最优。在28 ℃水温条件下，利用0%、0.05%、0.1%、 0.2%和0.5%盐浓度培养CY84和MiMe种子7 d，MiMe材料根长、苗长与CY84材料无显著性差异，但CY84材料第一完全叶在0.1%盐浓度下存在严重萎缩坏死现象，而MiMe材料受盐害影响较小。然后，以28 ℃水温条件下先处理Fix种子48 h，先通过初生根根直径差异进行初次筛选，再利用0.1%盐浓度下培养7 d，观察第一完全叶形态差异再次分选，最后挑选出来的单株利用流式细胞术验证，分选效率达61.1%。将获得的克隆植株和四倍体对照种植田间至成熟期表现明显的植株形态差异。【结论】在水稻苗期，对无融合生殖材料Fix进行温度及盐处理后，通过初生根、叶片等形态上差异可达到初步分选克隆植株的目标。

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