大麦雄核发育的基因型效应及相关的分子标记

基因型效应是影响植物雄核发育（Androgenesis）的重要因素，在很多情况下基因型的限制是单倍体育种用于实践的主要障碍。尽管人们对基因型效应进行了大量的遗传学研究，但对其机理仍然了解很少。本研究以具有不同花粉胚胎发生能力的两个大麦基因型为材料，细致地观察了大麦花粉体内发育和雄核发育的过程，确认大麦雄核发育途径包括营养核分裂途径、营养核与生殖核分裂途径和小孢子均等分裂途径三种。在雄核发育过程的每一个阶段，从单核、二核、多核花粉粒到愈伤组织，都可能发生败育。无论基因型是否具有高频率花粉胚胎发生能力，这种败育都是限制愈伤组织产量的重要因素。对两个基因型离体培养花药中不同类型花粉频率的连续统计表明，从培养开始到大量多核花粉粒形成，三种花粉－单核花粉、分裂花粉和死亡花粉的频率变化在两基因型中是相似的，发育途径都是以小孢子均等分裂途径为主，因此两基因型的早期雄核发育过程无明显区别。然而两基因型最终出愈率是有显著差异的，这种差异从时间上讲是在小孢子形成多核粉以后产生的。推测大麦不同基因型之间，花药培养反应的差异不是受小孢子脱分化启动能力控制的，更可能由其多核花粉发育成愈伤组织或胚状体的能力决定，可能与细胞壁的形成有关。从这种意义上来说，雄核发育过程中的愈伤组织形成又可以分为两个阶段：愈伤组织形成的诱导和愈伤组织形成的维持，并且它们分别受不同的基因控制，有不同的遗传机制。因此，大麦愈伤组织形成维持能力的差异是造成不同基因型对花药培养反应不同的主要原因。 利用BSA（Bulked Segregant Analysis）法对60个单株构成的F2分离群体进行分析。在520条随机引物中，有7个在高频池和低频池中的扩增产物有差异，其中引物S500重复性最好，其扩增带S500_(－650)经过单株验证后，确认与高频率胚胎发生能力连锁。聚丙烯酰胺凝胶电泳银染证明这一条带只存在于高频池中，可以初步确认是一个与高频率胚胎发生能力连锁的RAPD标记。