Ampha Z32花粉活力分析儀在小麥育種和制種中的應用(二）

花粉活力、花粉數量和花粉散粉的動態變化是小麥育種的關鍵因素。溫度、光照、濕度、輻射、施用農藥等不利環境條件都會對花粉活力、花粉數量以及散粉周期產生負面影響，從而導致授粉成功率降低，糧食產量下降。
雜交小麥是由精心挑選的自交系雜交而成。雜交小麥生產的挑戰在于雜交親本種子的選育和商品化增殖。小麥作為一種自花授粉作物，通常自然異交率極低，因此在小麥雜交制種過程中，進行大規模、強制性的異花授粉是必須的。選擇能產生高質量、高數量花粉的雄性品系，優化雌性株系種植比例是保證異花授粉成功的關鍵。

傳統的花粉活力分析方法是基于染色或萌發法。但對小麥來說，其花粉壽命較短，且對液體極其敏感，遇水后花粉粒特別容易爆裂，因此這兩種方法都不適用于小麥、水稻等敏感花粉的分析。
Ampha Z32花粉活力分析儀無需染色、萌發等繁瑣的前處理過程，只需取用微量的花粉樣品添加少量緩沖液過濾后即可進行測量，整個測量過程不超過2min，是一種可以快速、精準、高效分析花粉活力的方法。可應用于：

• 分析花粉散粉動態變化
• 定量每穗小麥的散粉量
• 評估小麥散粉后的活力時效
• 篩選高抗高耐品系
• 小麥小孢子發育-DH育種

  
量化固定區域、固定時間內的花粉散粉量是一種可有效篩選高花粉產量的雄株系的方法。利用Ampha Z32花粉活力分析儀和花粉捕集器，可以分析整個花期花粉散粉的動態變化（Ampha Z32花粉活力分析儀在玉米育種和制種中的應用）。

花粉散粉試驗
上圖記錄了兩個小麥品種在兩天的固定時間間隔內花粉散粉量的變化，灰色的點是同一區域內單個花粉捕集器的花粉數量，測試每隔兩小時進行一次，每天持續10小時。
 
小麥花粉捕集器
上圖為簡易小麥花粉捕集器，由捕集器支架、50ml離心管、過濾器和漏斗組成。捕集器即插即拔，根據試驗設置將捕集器固定到待測試小麥樣地即可。離心管中盛有能長期穩定花粉粒的AmphaCount計數緩沖液。
 
定量每穗小麥的花粉量

另一種可以優化雌雄植株比例的方法是對整株麥穗的花粉散粉量進行量化。
使用花粉隔離袋收集小麥花粉，圖中顯示了每穗小麥的散粉量，灰色點是單株麥穗的花粉量，不同顏色代表不同的小麥品種。量化整株麥穗的花粉量可以成為篩選雄性品系的一個附加指標。
 
小麥花粉活力維持時間較短。在雜交小麥育種中，確保具有較高活力和較長的壽命花粉由雄株傳至雌株是必要的。因此對不同小麥品系的花粉活力進行評估并篩選出優質親本品系，是提高育種結果的有效手段。
該圖記錄了小麥散粉后的花粉活力的變化，檢測時間間隔為10min。
 
篩選高抗高耐小麥品系

小麥花粉對溫度、光照、濕度、輻射、施用農藥等非生物脅迫因素非常敏感，尤其是在開花期間，高溫會對花粉質量產生明顯的負面影響，導致結實率下降。

通過監測高溫和干旱對花粉發育和成熟花粉品質的影響，可以幫助篩選高抗高耐品系進行育種。
雙單倍體（DH）育種是一項重要的現代生物育種技術，可大幅度縮短開發新品種所需的時間，加快植物育種計劃。Ampha Z32花粉活力分析儀可在DH育種過程的各個環節通過對大量樣品的測量，為DH育種決策提供可靠的數據支持，從而節約育種成本并顯著提高DH育種效率。
 
區分小孢子不同的發育時期

下圖為Ampha Z32花粉活力分析儀測量不同發育時期小穗的小孢子得到的相位-振幅散點分布的疊加圖。Y軸（振幅）上的偏移代表細胞體積的增長。
鑒別單核期小孢子

單核早中期是小麥DH育種的關鍵時期，準確篩選單核期小孢子，對提高DH的生產效率而言是至關重要的。Ampha Z32花粉活力分析儀可在2min內準確測量分析上萬個小孢子細胞，可監測小孢子從單核早期到花粉脫落的整個發育過程，從而準確篩選出處于單核早期至單核中期的小孢子，Ampha Z32花粉分析儀可應用于DH育種中的常規監測。


該動畫顯示了相位-振幅散點圖是如何清晰地識別出小孢子發育的各個階段的。
 
了解穗和小穗發育階段的異質性

麥穗不同部位甚至同一個小穗中都可能含有一系列處于不同的發育階段小孢子。小麥DH育種中需要選取處于在單核早中期的小孢子。用Ampha Z32可準確鑒定正確發育階段，并在短時間內測量大量的樣本，從而更高效且準確地加快育種過程。
如圖所示，麥穗不同穗位的小穗中單核、雙核和三核小孢子的比例不同。也就是說不同小穗的小孢子處于不同的發育階段，即使同一個小穗也可能含有不同發育階段的小孢子。

綜上，Ampha Z32花粉活力分析儀分析速度快、檢測通量高，不僅可應用于大量品種間花粉活力測量、高溫敏感型種質資源的篩選，還可指導生產者合理調整雌雄植株的種植比例，幫助育種者優化DH育種策略，是一款可為農業生產及科研決策，提供可靠數據支撐的測量工具。