[00955454]杨树多倍体高效诱导技术

该项目属于林业科学技术学科的林木遗传育种技术领域.由国家林业局重点项目、国家自然科学基金等支持完成.该项目通过杨树多倍体诱导技术创新、诱导装置创新,以及检测技术创新,突破了限制杨树多倍体诱导及检测效率的关键技术瓶颈,满足杨树多倍体种质创新急需.主要发明包括:1)首创以小孢子发育进程以及雌花形态为参照即时判别杨树大孢子母细胞减数分裂时期的方法,明确了理化处理的最佳始处理时期和相关处理条件,建立了高效诱导大孢子染色体加倍选育杨树三倍体技术体系.2)开辟了授粉后施加理化处理诱导胚囊染色体加倍选育杨树三倍体的新途径,提出以雌蕊柱头最佳授粉时期作为起始参照点估测胚囊发育进程的技术方法,明确了最佳始处理时期和处理强度等技术条件,建立了高效诱导杨树胚囊染色体加倍选育三倍体技术体系.3)首创以子房内絮状纤维发育状态为参照即时判别合子第一次有丝分裂时期的技术方法,解决了理化处理诱导幼胚染色体加倍容易出现混倍体的关键技术问题,提高了杨树四倍体诱导效率和效果,建立了诱导合子染色体加倍选育杨树杂种四倍体技术体系.4)提出控制系统与加热系统分离、让"恒温箱上树"的设计思路,发明杨树非离体高温诱导染色体加倍处理装置,实现种子成熟期长、难以切枝水培的黑杨、胡杨派杨树树上高温染色体加倍处理.5)证明杨树间期细胞核染色中心数与倍性水平存在相关,首创利用间期细胞染色中心数快速检测杨树多倍体新技术,提高了多倍体检测效率,延长了可检测时间.6)基于毛白杨等杨树2n花粉发生细胞学机制及其分布规律研究,筛选出毛白杨2n花粉高产无性系以及2n花粉发生相关分子标记,提出了利用分子标记实现2n花粉植株早期鉴定技术.7)选育出9个源于配子染色体加倍的优良白杨杂种三倍体,材积生长量是三倍体毛白杨的1.1-1.4倍.该项目的多项技术发明为国内外首创.共获国家发明专利授权7项;获植物新品种权9项;出版专著1部;发表论文29篇,其中SCI收录8篇;培养博士、硕士研究生11名,其中获全国百篇优秀博士论文1名、提名1名,2篇获校优秀博士论文;多次受邀在国际和全国性学术会议作大会报告.与国内外同类技术相比,发明具有系统、即时、高效、低耗等特点,技术指标达同领域国际领先水平,其中三倍体诱导率比花粉染色体加倍提高3.4-16.6倍;染色体加倍工作量较以往减轻50%以上,节约材料和试剂50%以上;多倍体检测效率比染色体计数提高近2倍,可检测时间延长2个月以上.技术发明稳定、可靠,已实现多倍体规模生产,共创制白杨、青杨杂种三倍体、四倍体新种质1208份,新品种开发潜在效益巨大.该技术发明已在杜仲和橡胶树多倍体诱导中得到成功应用,初步研究结果表明,有关技术发明不仅适用于杨属植物多倍体育种,而且对于其他植物多倍体育种亦具有重要的借鉴价值,应用前景广阔.