A practical method to improve the efficiency of pollination in maize breeding and genetics research
A practical method to improve the efficiency of pollination in maize breeding and genetics research
复制标题
提高玉米育种和遗传学研究授粉效率的实用方法
DOI：
10.1002/csc2.21049
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
2.3
通讯作者：
Kaeppler, Shawn M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schoemaker, Dylan L.;McFarland, Frank;Martinell, Brian;Michel, Kathryn J.;Mathews, Lucas;O'Brien, Dan;de Leon, Natalia;Kaeppler, Heidi F.;Kaeppler, Shawn M.
通过人工授粉增加种子是玉米育种和遗传学研究的重要组成部分，可促进育种计划的世代发展，创建所需的研究杂交，并生产用于试验的杂交种子。田间和受控环境中的授粉依赖于受体丝接受时高质量花粉的可用性。一般来说，授粉是通过在授粉前一天将雄穗上的纸质授粉袋捕获到雄穗上的花粉来进行的，然后将新释放的花粉转移到目标植物的花丝上。在田间，玉米花粉在开裂后仅能存活一到四个小时，并且干燥速度受到环境条件的影响。我们开发了一种方法，通过将新鲜花粉与可保存多天的稀释剂混合，可以延长花粉的寿命，并允许使用单个雄穗的花粉为许多耳朵授粉。我们确定了合适基材的尺寸特征，并选择了基于 PEEK 的基材进行常规使用。我们评估了花粉活力，并凭经验证明，当花粉与 PEEK 基质混合并在 6°C 下储存时，花粉的储存时间长达 9 天。花粉储存方法用于对 24 个测试的玉米自交系进行成功授粉，通常相当于标准的人工授粉过程。这种方法有可能提高育种操作的效率，并且可能在一系列遗传研究中有用。
Seed increase through manual pollination is a critical part of maize breeding and genetics research to advance generations in breeding programs, to create desired research crosses, and produce hybrid seed for trials. Pollination in the field and in controlled environments relies on the availability of high‐quality pollen at the time that recipient silks are receptive. Generally, pollinations are made by capturing pollen from the tassel in a paper pollinating bag placed on the tassels one day prior to pollination and newly released pollen is then transferred to silks on the target plant. In the field, maize pollen is only viable for one to four hours following dehiscence and the rate of desiccation is influenced by environmental conditions. We have developed a method which increases the lifespan of pollen and allows pollen from a single tassel to be used to pollinate many ears by mixing fresh pollen with a dilutant that can be stored for multiple days. We identified characteristics of the size of suitable substrates and selected a PEEK‐based substrate for regular utilization. We evaluated pollen viability and empirically demonstrated the capability to store pollen up to 9 days when pollen is mixed with a PEEK substrate and stored at 6°C. The pollen storage method was used to make successful pollinations across 24 maize inbred lines tested and was generally equivalent to the standard manual pollination process. This method has the potential to increase the efficiency of breeding operations and may be useful in an array of genetic studies.
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