一種黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法，采用農(nóng)大高誘1號(hào)作父本，分別與各系進(jìn)行雜交，獲得各系的單倍體籽粒；分別采用浸種法、浸根法及浸芽法進(jìn)行加倍，在不同的溫度下處理不同的時(shí)間，統(tǒng)計(jì)不同處理下不同系的二倍化成功率，得出適宜于黔西北主要玉米優(yōu)異系的最佳加倍方式；播種試驗(yàn)，進(jìn)行田間二倍化成功植株記載；各種質(zhì)誘導(dǎo)率及二倍化分析：各系經(jīng)選擇后的單倍體籽粒數(shù)占總的籽粒的百分比即為各種質(zhì)誘導(dǎo)率；田間調(diào)查二倍體植株數(shù)占單倍體籽粒數(shù)的百分比即為二倍化成功率；構(gòu)建相應(yīng)的DH系。本發(fā)明建立黔西北玉米為特色的單倍體育種技術(shù)體系，本發(fā)明將優(yōu)良基因聚合起來(lái)，為高產(chǎn)高抗新品種的培育提供理論參考。
【專利說(shuō)明】—種黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植物育種領(lǐng)域，尤其涉及一種黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]黔西北玉米生長(zhǎng)季節(jié)高溫、高濕，病蟲害嚴(yán)重，氣候多變，土壤貧瘠。因此，耐早耐瘠且抗病蟲害的品種受到廣大客戶的歡迎。經(jīng)過(guò)一代代育種人的努力，育成了許多抗性優(yōu)異自交系及品種。例如，由畢節(jié)市農(nóng)科所育成的自交系y054，不僅表型優(yōu)異，抗性優(yōu)良，其配制的雜交種畢單17號(hào)更是耐旱耐瘠。
[0003]當(dāng)前，玉米單倍體育種中，由于自然和其他方法加倍率依然偏低，大都采用化學(xué)加倍法進(jìn)行加倍。單倍體植株在生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中，大約有0.4%~1.2%的植株可以自然加倍成二倍體。母秋華等用0.1%秋水仙素和0.5%二甲基亞砜混合液給玉米植株滴心，加倍率為15.3%。使用秋水仙素浸泡切口的玉米種子胚芽發(fā)現(xiàn)0.06%的秋水仙素溶液濃度下浸泡12h的效果最好，有18%的種子加倍成功。
[0004]目前，黔西北玉米單倍體誘導(dǎo)率的方法以及利用不同濃度的秋水仙素，獲取適宜于黔西北玉米單倍體二倍化的最佳方式組合，還未成熟。
[0005]鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法，
[0008]該具體過(guò)程為:
[0009]步驟a，單倍體種子的獲得:采用農(nóng)大高誘I號(hào)作父本，分別與各系進(jìn)行雜交，獲得各系的單倍體籽粒；
[0010]步驟b，配置不同濃度的秋水仙素:利用電子天平稱取相應(yīng)的秋水仙素，利用適量的輔助劑進(jìn)行溶解；
[0011]步驟C，二倍化試驗(yàn)設(shè)計(jì):分別采用浸種法、浸根法及浸芽法進(jìn)行加倍，在不同的溫度下處理不同的時(shí)間，統(tǒng)計(jì)不同處理下不同系的二倍化成功率，得出適宜于黔西北主要玉米優(yōu)異系的最佳加倍方式；
[0012]步驟d，利用農(nóng)大高誘I號(hào)在海南與各系雜交獲得單倍體籽粒，經(jīng)不同方法、不同處理加倍后在畢節(jié)播種試驗(yàn)，進(jìn)行田間二倍化成功植株記載；
[0013]步驟e，各種質(zhì)誘導(dǎo)率及二倍化分析:各系經(jīng)選擇后的單倍體籽粒數(shù)占總的籽粒的百分比即為各種質(zhì)誘導(dǎo)率；田間調(diào)查二倍體植株數(shù)占單倍體籽粒數(shù)的百分比即為二倍化成功率；[0014]步驟f，構(gòu)建相應(yīng)的DH系，為后續(xù)基礎(chǔ)研究做準(zhǔn)備，建立黔西北玉米為特色的單倍體育種技術(shù)體系。
[0015]進(jìn)一步，上述步驟a中，根據(jù)遺傳標(biāo)記鑒定法，在獲得的子一代籽粒中挑選胚乳被染色為紫色，而胚未被染色的籽粒。
[0016]進(jìn)一步，在上述步驟a中，利用農(nóng)大高誘I號(hào)作為父本，分別與B73、W260、216、405、y054、82、木6、丹340、02H58、S37、E28及畢單17、畢單18F2代進(jìn)行雜交，獲得各系相應(yīng)的單倍體種子。
[0017]進(jìn)一步，在上述步驟b中，輔助劑為DMS0、吐溫、赤霉素GA3。
[0018]進(jìn)一步，在上述步驟c中，秋水仙素采用0.02%、0.04%、0.06%，對(duì)每一個(gè)處理分別進(jìn)行6小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)的處理，并且，每一個(gè)處理分別在14°C、18 °C、22 °C下，每種材料計(jì)27種處理組合來(lái)處理其單倍體籽粒，同時(shí)設(shè)置相應(yīng)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明所選用誘導(dǎo)系農(nóng)大高誘I號(hào)誘導(dǎo)單倍體簡(jiǎn)單，易于選擇單倍體籽粒。供試材料B73，在畢節(jié)市農(nóng)科所前期研究中發(fā)現(xiàn)其誘導(dǎo)率相對(duì)較高；而其余10個(gè)自交系材料，分別代表黔西北應(yīng)用較多的墨白種質(zhì)、蘭卡斯特種質(zhì)、PB種質(zhì)、蘇灣種質(zhì)及旅大紅骨種質(zhì)，代表性較為廣泛；另外兩個(gè)F2代材料的應(yīng)用主要基于綜合性狀優(yōu)良，另一方面，驗(yàn)證前人的研究成果及為育種做材料準(zhǔn)備。
[0020]針對(duì)我國(guó)黔西北玉米產(chǎn)區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境及其病蟲害限制因素，選擇其應(yīng)用較多的優(yōu)異種質(zhì)為主要研究對(duì)象，既考慮到農(nóng)大高誘I號(hào)在不同雜種優(yōu)勢(shì)群中的誘導(dǎo)率情況，又結(jié)合黔西北玉米種質(zhì)的本地特色，同時(shí)也結(jié)合本課題組長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)單倍體育種研究所積累的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以期通過(guò)研究單倍體誘導(dǎo)率及二倍化成功率分析來(lái)探討單倍體育種技術(shù)的廣泛性及針對(duì)性，如單倍體育種技術(shù)獲得突破性進(jìn)展將節(jié)省了大量的時(shí)間及人力，財(cái)力
坐寸O
[0021]本發(fā)明兩個(gè)F2代種質(zhì)所獲得的二倍化植株，將用于構(gòu)建相應(yīng)的DH群體，為后續(xù)QTL定位及分子標(biāo)記輔助育種奠定基礎(chǔ)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023]本發(fā)明誘導(dǎo)系農(nóng)大I號(hào)與B73及黔西北主要應(yīng)用玉米優(yōu)異自交系及畢單17、畢單18的F2代雜交，統(tǒng)計(jì)不同玉米單倍體誘導(dǎo)率，并探討提高黔西北玉米單倍體誘導(dǎo)率的方法；利用不同濃度的秋水仙素，在不同的溫度及處理時(shí)間下，得出適宜于黔西北玉米單倍體二倍化的最佳方式組合，統(tǒng)計(jì)加倍成功的百分率，構(gòu)建畢單17、畢單18的F2代相應(yīng)DH系，為后續(xù)基礎(chǔ)研究做準(zhǔn)備。
[0024]步驟a，單倍體種子的獲得:采用農(nóng)大高誘I號(hào)作父本，分別與各系進(jìn)行雜交，根據(jù)遺傳標(biāo)記鑒定法，在獲得的子一代籽粒中挑選胚乳被染色為紫色，而胚未被染色的籽粒，從而獲得各系的單倍體籽粒。
[0025]在該步驟中，利用農(nóng)大高誘I號(hào)作為父本，分別與B73、W260、216、405、y054、82、木
6、丹340、02H58、S37、E28及畢單17、畢單18F2代進(jìn)行雜交，獲得各系相應(yīng)的單倍體種子。
[0026]步驟b，配置不同濃度的秋水仙素:利用電子天平稱取相應(yīng)的秋水仙素，利用適量的輔助劑進(jìn)行溶解。[0027]在上述步驟中，輔助劑為DMS0、吐溫、赤霉素GA3。
[0028]步驟c，二倍化試驗(yàn)設(shè)計(jì):分別采用浸種法、浸根法及浸芽法進(jìn)行加倍，在不同的溫度下處理不同的時(shí)間，統(tǒng)計(jì)不同處理下不同系的二倍化成功率，得出適宜于黔西北主要玉米優(yōu)異系的最佳加倍方式。
[0029]在該步驟中，秋水仙素采用0.02%,0.04%,0.06%，對(duì)每一個(gè)處理分別進(jìn)行6小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)的處理，并且，每一個(gè)處理分別在14°C、18°C、22°C下，每種材料計(jì)27種處理組合來(lái)處理其單倍體籽粒，同時(shí)設(shè)置相應(yīng)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)。
[0030]步驟d，利用農(nóng)大高誘I號(hào)在海南與各系雜交獲得單倍體籽粒，經(jīng)不同方法、不同處理加倍后在畢節(jié)播種試驗(yàn)，進(jìn)行田間二倍化成功植株記載。
[0031]上述步驟中，11月初在海南九所播種，于第二年I月5-15日期間，取誘導(dǎo)系農(nóng)大高郵I號(hào)花粉分別對(duì)各個(gè)材料進(jìn)行授粉，以探討農(nóng)大高誘I號(hào)在自交系于雜交種間、不同的雜種優(yōu)勢(shì)群間的誘導(dǎo)率差異，為單倍體技術(shù)應(yīng)用于育種實(shí)踐打下基礎(chǔ)，并為高誘導(dǎo)率誘導(dǎo)系的選育提供參考。
[0032]步驟e，各種質(zhì)誘導(dǎo)率及二倍化分析:各系經(jīng)選擇后的單倍體籽粒數(shù)占總的籽粒的百分比即為各種質(zhì)誘導(dǎo)率；田間調(diào)查二倍體植株數(shù)占單倍體籽粒數(shù)的百分比即為二倍化成功率。
[0033]步驟f，構(gòu)建相應(yīng)的DH系，為后續(xù)基礎(chǔ)研究做準(zhǔn)備，建立黔西北玉米為特色的單倍體育種技術(shù)體系。
[0034]同時(shí)，探討適用于黔西北玉米單倍體加倍的最優(yōu)方法及手段，為提高單倍體二倍化效率奠定基礎(chǔ)。
[0035]本發(fā)明所選用誘導(dǎo)系農(nóng)大高誘I號(hào)誘導(dǎo)單倍體簡(jiǎn)單，易于選擇單倍體籽粒。供試材料B73，在畢節(jié)市農(nóng)科所前期研究中發(fā)現(xiàn)其誘導(dǎo)率相對(duì)較高；而其余10個(gè)自交系材料，分別代表黔西北應(yīng)用較多的墨白種質(zhì)、蘭卡斯特種質(zhì)、PB種質(zhì)、蘇灣種質(zhì)及旅大紅骨種質(zhì)，代表性較為廣泛；另外兩個(gè)F2代材料的應(yīng)用主要基于綜合性狀優(yōu)良，另一方面，驗(yàn)證前人的研究成果及為育種做材料準(zhǔn)備。
[0036]單倍體育種技術(shù)在國(guó)內(nèi)起步較晚，且地方育種單位涉及較少，在地方開展一方面可以起到技術(shù)推廣的作用，另一方面單倍體育種周期短，相對(duì)于傳統(tǒng)育種更容易獲得高產(chǎn)高抗優(yōu)良品系。其只需一個(gè)世代即可獲得純系，大大節(jié)省了工作量和試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。
[0037]針對(duì)我國(guó)黔西北玉米產(chǎn)區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境及其病蟲害限制因素，選擇其應(yīng)用較多的優(yōu)異種質(zhì)為主要研究對(duì)象，既考慮到農(nóng)大高誘I號(hào)在不同雜種優(yōu)勢(shì)群中的誘導(dǎo)率情況，又結(jié)合黔西北玉米種質(zhì)的本地特色，同時(shí)也結(jié)合本課題組長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)單倍體育種研究所積累的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以期通過(guò)研究單倍體誘導(dǎo)率及二倍化成功率分析來(lái)探討單倍體育種技術(shù)的廣泛性及針對(duì)性，如單倍體育種技術(shù)獲得突破性進(jìn)展將節(jié)省了大量的時(shí)間及人力，財(cái)力
坐寸ο
[0038]本發(fā)明兩個(gè)F2代種質(zhì)所獲得的二倍化植株，將用于構(gòu)建相應(yīng)的DH群體，為后續(xù)QTL定位及分子標(biāo)記輔助育種奠定基礎(chǔ)。
[0039]以上所述僅 為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)發(fā)明而言僅僅是說(shuō)明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法，其特征在于，該具體過(guò)程為: 步驟a，單倍體種子的獲得:采用農(nóng)大高誘I號(hào)作父本，分別與各系進(jìn)行雜交，獲得各系的單倍體籽粒； 步驟b，配置不同濃度的秋水仙素:利用電子天平稱取相應(yīng)的秋水仙素，利用適量的輔助劑進(jìn)行溶解； 步驟C，二倍化試驗(yàn)設(shè)計(jì):分別采用浸種法、浸根法及浸芽法進(jìn)行加倍，在不同的溫度下處理不同的時(shí)間，統(tǒng)計(jì)不同處理下不同系的二倍化成功率，得出適宜于黔西北主要玉米優(yōu)異系的最佳加倍方式； 步驟d，利用農(nóng)大高誘I號(hào)在海南與各系雜交獲得單倍體籽粒，經(jīng)不同方法、不同處理加倍后在畢節(jié)播種試驗(yàn)，進(jìn)行田間二倍化成功植株記載； 步驟e，各種質(zhì)誘導(dǎo)率及二倍化分析:各系經(jīng)選擇后的單倍體籽粒數(shù)占總的籽粒的百分比即為各種質(zhì)誘導(dǎo)率；田間調(diào)查二倍體植株數(shù)占單倍體籽粒數(shù)的百分比即為二倍化成功率； 步驟f，構(gòu)建相應(yīng)的DH系，為后續(xù)基礎(chǔ)研究做準(zhǔn)備，建立黔西北玉米為特色的單倍體育種技術(shù)體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法，其特征在于，上述步驟a中，根據(jù)遺傳標(biāo)記鑒定法，在獲得的子一代籽粒中挑選胚乳被染色為紫色，而胚未被染色的籽粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法，其特征在于，在上述步驟a中，利用農(nóng)大高誘I號(hào)作為父本，分別與B73、W260、216、405、y054、82、木6、丹340、02H58、S37、E28及畢單17、畢單18F2代進(jìn)行雜交，獲得各系相應(yīng)的單倍體種子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法，其特征在于，在上述步驟b中，輔助劑為DM SO、吐溫、赤霉素GA3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的黔西北玉米不同種質(zhì)單倍體誘導(dǎo)及二倍化方法，其特征在于，在上述步驟c中，秋水仙素采用0.02%,0.04%,0.06%，對(duì)每一個(gè)處理分別進(jìn)行6小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)的處理，并且，每一個(gè)處理分別在14°C、18°C、22°C下，每種材料計(jì)27種處理組合來(lái)處理其單倍體籽粒，同時(shí)設(shè)置相應(yīng)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】A01H1/08GK103828714SQ201410091330
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】李清超, 張時(shí)龍, 文瓊, 梁黔云, 梅艷, 王嵩, 劉建新, 馬俊, 先新, 李雪松, 孫開利 申請(qǐng)人:畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所