較高的花粉活力和充足的花粉量對(duì)于高結(jié)實(shí)率和高成本效益的種子生產(chǎn)是必不可少的。在育種過(guò)程中，高花粉質(zhì)量品系的盡早識(shí)別，不僅可節(jié)省育種時(shí)間和資源，而且還可節(jié)省后期的生產(chǎn)研究和種子生產(chǎn)的時(shí)間和資源成本。此外，這一有價(jià)值的分析為育種人員提供了關(guān)于基因型-表型相互作用的深入知識(shí)，有助于篩選氣候匹配的適當(dāng)品系，從而避免種植過(guò)程中環(huán)境誘導(dǎo)的植物脅迫，減少授粉失敗的機(jī)率。
瑞士Amphasys公司新研發(fā)的十字花科作物專(zhuān)用芯片，具備自動(dòng)化分析十字花科蔬菜和油菜花粉活力和數(shù)量的功能。該款芯片適配于新款花粉活力分析儀Ampha Z40以及超便攜全自動(dòng)花粉活力分析儀Ampha P20，可即時(shí)輸出測(cè)量結(jié)果，并可在野外和溫室條件下實(shí)現(xiàn)高效測(cè)量，大大節(jié)約時(shí)間和資源成本。
—— 應(yīng)用方向 ——
育種過(guò)程中表征自交系和雜交種的花粉品質(zhì)特征 |
● 確定最佳傳粉者 ● 檢查育性是否成功恢復(fù) |
改進(jìn)十字花科植物種子生產(chǎn)過(guò)程 |
● 通過(guò)改進(jìn)種子生產(chǎn)計(jì)劃避免授粉不足 ● 保存花粉，提高人工授粉的成功率 |
優(yōu)化雙單倍體生產(chǎn)工藝 |
● 確定小孢子發(fā)育最佳階段 ● 監(jiān)測(cè)胚胎發(fā)育的進(jìn)程 |
—— 案例分享 ——
● 優(yōu)異西蘭花品系篩選
有活力的花粉是成功授粉的基本條件，然而不同品系的活力可能有所不同。十字花科作物專(zhuān)用芯片具有自動(dòng)數(shù)據(jù)分析功能，可為品系篩選提供了快速、可靠、經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。
該案例分析了不同品系的西藍(lán)花花粉。上圖顯示了相同溫室條件下生長(zhǎng)的30個(gè)不同品系的西藍(lán)花花粉活力的變化，根據(jù)花粉篩選（花粉活力）能夠識(shí)別出表現(xiàn)最好的品系。研究表明花粉活力較高且異常花粉細(xì)胞數(shù)量較少的品系，能夠獲得較高的結(jié)實(shí)率，并且可大大減少生產(chǎn)研究和種子生產(chǎn)中的問(wèn)題。因此，可以認(rèn)定花粉活力低且異?；ǚ奂?xì)胞比例較高的品系為不良傳粉者，不應(yīng)考慮應(yīng)用于下一步的種子生產(chǎn)中。
● 檢測(cè)并篩選耐脅迫品系
油菜的制種產(chǎn)量會(huì)受到環(huán)境因素的強(qiáng)烈影響，如高溫和干旱脅迫。異常細(xì)胞即花粉發(fā)育過(guò)程中敗育花粉的產(chǎn)生及其數(shù)量，是非生物脅迫的一個(gè)強(qiáng)有力指標(biāo)。利用AmphaZ40或P20測(cè)量花粉的活力和異常細(xì)胞數(shù)量可作為表征品系特征的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，用于不同品系劃區(qū)域種植的考量標(biāo)準(zhǔn)。
該案例顯示了耐熱品系和非耐受品系花粉活力之間的差異。在受脅迫狀態(tài)下異常花粉細(xì)胞的比例增大，而活細(xì)胞的數(shù)量減少，表明該品系對(duì)設(shè)定的氣候條件耐受性較低。因此，該品系的種子生產(chǎn)應(yīng)在較溫和的條件下進(jìn)行，或者該品系不應(yīng)進(jìn)一步考慮用于種子生產(chǎn)。
● 優(yōu)化雙單倍體生產(chǎn)
雙單倍體生產(chǎn)是現(xiàn)代育種的標(biāo)準(zhǔn)方法，其成功很大程度上取決于小孢子的正確選擇。該案例為油菜小孢子不同發(fā)育階段的測(cè)量結(jié)果。利用Ampha Z40/P20可在特定水平上準(zhǔn)確鑒定小孢子的發(fā)育階段，提高雙單倍體生產(chǎn)的成功率。研究表明選擇單核晚期階段的小孢子（高亮），進(jìn)一步進(jìn)行雙單倍體誘導(dǎo)，將提高雙單倍體生產(chǎn)過(guò)程的效率和產(chǎn)量。
綜上，Ampha Z40/P20花粉活力分析儀分析速度快、檢測(cè)通量高，不僅可應(yīng)用于大量品種間花粉活力測(cè)量、高溫敏感型種質(zhì)資源的篩選，還可幫助育種者優(yōu)化雙單倍體育種策略，是兩款可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科研決策提供可靠數(shù)據(jù)支撐的測(cè)量工具。
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