单倍体育种技术已成为现代化玉米育种的重要手段之一。我国玉米种植区域十分广泛,不同繁育地点的环境差异性使单倍体玉米生长发育和自然育性恢复情况均表现出显著差异,UV-B辐射是其中差异较为明显的一种环境压力因子。本文初步比较在不同强度UV-B辐射增强条件下单倍体和二倍体玉米幼苗的差异响应,并研究了田间单倍体在不同UV-B强度下的表现,重点探究差异环境中不同UV-B辐射强度对玉米单倍体雄穗育性恢复(自然加倍)情况的影响。结果如下:1.单倍体和二倍体玉米幼苗在低(30μW/cm~2)、中(45μW/cm~2)和高(60μW/cm~2)强度UV-B辐射后株高、叶面积、相对含水量均有不同程度降低,茎粗梯度升高。其中,单倍体较二倍体反应迟缓,二倍体玉米幼苗株高、叶面积、相对含水量均在低强度辐射下即有形态变化,而单倍体玉米幼苗株高在高强度辐射下才显著降低,叶面积在中、高强度辐射下显著降低。不同强度UV-B辐射后单倍体和二倍体玉米幼苗类黄酮相对含量均显著上升。单倍体玉米幼苗花青素含量在中、高强度辐射后显著增加,二倍体玉米幼苗花青素含量仅在高强度辐射后显著增加。单倍体玉米幼苗类胡萝卜素含量在UV-B辐射后增加,而二倍体玉米幼苗类胡萝卜素含量下降。不同强度UV-B辐射后单倍体和二倍体玉米幼苗叶绿素含量均有所下降。单倍体在高强度辐射情况下叶绿素含量急剧下降,二倍体玉米幼苗在中强度辐射后叶绿素含量发生显著变化。不同强度UV-B辐射下单倍体和二倍体玉米幼苗的初始荧光强度(Fo)、最大荧光强度(Fm)、即时速率(Fv)均有不同程度的增加。不同强度UV-B辐射下单倍体玉米幼苗光系统II最大量子产额(Fv/Fm)没有明显差异,在二倍体玉米中显著下降。不同强度UV-B辐射下单倍体和二倍体玉米幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性增加,单倍体相对二倍体增加较明显。单倍体玉米幼苗过氧化物酶(POD)、抗坏血酸酶(APX)、丙二醛(MDA)活性随UV-B辐射强度增加而梯度增加,但二倍体玉米幼苗POD活性没有显著变化;APX活性在低、中强度辐射下显著增加,高强度辐射下显著下降;MDA含量在低强度辐射下显著增加,中、高强度下没有显著变化。流式细胞术检测UV-B处理后的单倍体和二倍体玉米幼苗,在试验强度范围内未发生倍性变化,但植株基因组DNA相对含量均有不同程度减少。2.梨树6WC×NF181材料单倍体在UV-B辐射增强条件下株高和穗位高都略低于太阳光下单倍体,叶宽和叶片相对含水量显著降低。在UV-B辐射增强后,单倍体光合系统中叶绿素含量显著减少,光合荧光产量显著升高,非光化学淬灭系数显著减少,光化学淬灭系数显著增强。在抗氧化酶系统中,UV-B增强后的单倍体SOD、POD、APX活性有不同程度的增加,而CAT活性轻微减少,MDA含量显著减少。在紫外吸收物质中,UV-B增强后单倍体类黄酮相对含量、类胡萝卜素含量和花青素相对含量在UV-B增强的条件下均显著增加。UV-B增强处理后单倍体雄穗长未有明显变化,但雄穗分枝数明显减少。在雄穗育性恢复方面,增强UV-B处理后单倍体露粉率显著提高。在验证试验中,增强UV-B辐射后乐东NF181和GAF058×PF004单倍体雄穗表型特征变化与前期试验结果一致,且育性恢复情况较CK和滤减UV-B组有所提升。NF181和GAF058×PF004材料露药率在UV-B辐射增强后均没有显著变化,但NF181材料露粉率显著升高。在露药得分和露粉得分两个特征上,NF181和GAF058×PF004两组材料随UV-B辐射增强均呈梯度升高趋势。在UV-B辐射增强的条件下单倍体玉米幼苗在形态变化上较二倍体更迟缓,紫外吸收物质、抗氧化酶系统和光系统响应均较二倍体更敏感。综上,单倍体玉米幼苗较二倍体自身保护性更强,或因单倍体自身调节机制较敏感,抵抗外界环境胁迫的能力较强,使其在拥有单套染色体的条件下仍能正常适应环境存活下来。玉米幼苗在UV-B增强后未出现预期的倍性变化,但基因组DNA相对含量均有不同程度减少,表明在本试验UV-B辐射增加范围内,玉米体细胞基因组受到一定的胁迫,通过减少DNA相对含量降低细胞核内负担,但未发生植株整体倍性变异。大田试验所测材料中UV-B相对增强的条件下单倍体散粉率有所增加,或属于环境效应下的稳定遗传。在未来的单倍体育种过程中可优化环境中UV-B辐射强度,使单倍体处于更适宜的生长环境中以提高单倍体雄穗育性恢复率。