一種玉米單倍體染色體組加倍的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)玉米育種領(lǐng)域，特別是涉及一種玉米單倍體染色體組加倍的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于僅含1套染色體組，玉米單倍體植株一般長勢較弱，植株矮小，往往表現(xiàn)出高 度不育，生產(chǎn)中很難直接應(yīng)用。利用外部技術(shù)將單倍體個(gè)體的染色體加倍讓其正常吐絲散 粉得到。玉米單倍體加倍技術(shù)是當(dāng)前玉米單倍體育種技術(shù)應(yīng)用推廣的瓶頸。
[0003] 雙單倍體（Doubledhaploid,DH)育種技術(shù)誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體，再經(jīng)加倍形成二 倍體，一般只需經(jīng)過2個(gè)生長季節(jié)就可得到100%的純系，該技術(shù)被稱為DH(Doubled Haploid)技術(shù)，DH技術(shù)能加快育種進(jìn)程，是現(xiàn)代玉米育種中常采用的技術(shù)。
[0004]目前，我國育種者主要采用兩種途徑進(jìn)行單倍體染色體加倍：單倍體自然加倍或 單倍體人工加倍。
[0005] 單倍體自然加倍由于不借助任何藥劑，是較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方法。然而自然加倍只適 用于自然加倍率高的背景材料，同時(shí)要積極創(chuàng)造能提高單倍體自然加倍率的地理、生態(tài)、氣 候條件，該方法受遺傳背景影響較大且加倍成功率低。
[0006] 單倍體人工加倍是獲得DH系較有效的方法，最常用的是化學(xué)藥劑法，其原理是使 用化學(xué)藥劑破壞細(xì)胞有絲分裂時(shí)紡錘絲的形成，使2個(gè)子細(xì)胞染色體在有絲分裂后期不移 向兩極，從而改變細(xì)胞染色體倍性，實(shí)現(xiàn)染色體的化學(xué)加倍。目前，主要利用的化學(xué)藥劑有 秋水仙素和除草劑?；瘜W(xué)藥劑法又分為浸泡法和滴注法：浸泡法一般是用〇. 06-0. 5%的秋 水仙素溶液浸泡玉米幼苗生長點(diǎn)，浸泡時(shí)間為12_48h，再將材料清洗干凈后轉(zhuǎn)入溫室培養(yǎng) 或移入田間栽種，加倍率可達(dá)到20-50%。由于該方法加倍效率較高一直被廣泛應(yīng)用，但該 方法需要使用秋水仙素溶液長時(shí)間浸泡玉米幼苗，然后進(jìn)行清洗和移栽，高毒致癌物-秋 水仙素長時(shí)間處于開放環(huán)境，科研人員身體健康安全往往受到威脅；滴注法是用滴管將 0. 06-0. 5%的秋水仙素溶液滴注于子葉或幼苗生長點(diǎn)，需要每隔6-8h滴定多次，程序繁 瑣，工作量大，并且在反復(fù)滴定過程中工作人員暴露在秋水仙素開放的環(huán)境里，身體健康受 到威脅。
[0007] 因此，現(xiàn)代玉米育種領(lǐng)域急需一種成功率高、又能保障工作人員的身體健康的玉 米單倍體染色體組加倍方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種既能提高加倍成功率，又對科研人員的健康不受傷害 的玉米單倍體染色體組加倍的方法。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0010] -種玉米單倍體染色體組加倍的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0011] (1)以農(nóng)大高誘1號(hào)為父本，以CML495XPLS雜交組合為母本，雜交獲得玉米單倍 體種子；
[0012] (2)將步驟⑴所得玉米單倍體種子播種于無土培養(yǎng)基中進(jìn)行栽培，使其萌芽，得 到玉米單倍體植株幼苗；
[0013] (3)待玉米單倍體植株幼苗生長至2-3葉期時(shí)，將無土栽培的營養(yǎng)液換成秋水仙 素溶液，培養(yǎng)時(shí)間為8-10h，然后再把秋水仙素溶液換成無土栽培的營養(yǎng)液；
[0014] (4)然后將用秋水仙素溶液處理過的單倍體玉米幼苗移至大田，收獲種子，即為玉 米二倍體種子。
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，步驟（2)中所述的無土培養(yǎng)基的基質(zhì)為蛭石，所述無土培 養(yǎng)基中所含營養(yǎng)百分比為：N5. 12%、P2. 72%和K7. 04%。
[0016] 作為優(yōu)選，步驟（2)中所述的玉米單倍體植株幼苗為玉米單倍體種子在溫室大棚 中播種而得。
[0017] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，步驟（3)中所述的秋水仙素溶液的質(zhì)量濃度為 0. 025-0. 125%。
[0018] 作為優(yōu)選，所述的秋水仙素溶液的質(zhì)量濃度為0. 075%。
[0019] 作為優(yōu)選，步驟（3)中所述的培養(yǎng)時(shí)間為9h。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0021] (1)本發(fā)明的方法通過無土栽培、用秋水仙素浸泡玉米幼苗根部，使秋水仙素的效 果達(dá)到最大化，加倍成功率可提高到35-55%，高于使用自然加倍法的1-5 %的加倍率，降 低科研人員的工作量，縮短育種時(shí)間。
[0022] (2)本發(fā)明的方法比傳統(tǒng)化學(xué)藥劑法簡單、快捷，科研人員只需要配置秋水仙素溶 液后進(jìn)行無土栽培，程序簡單，科研人員無需暴露在秋水仙素污染的環(huán)境中，身體不受到損 害，健康安全得到保障。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明精神 和本質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。若 未特別指明，實(shí)施例中所用的化學(xué)試劑、種子、種苗均為常規(guī)市售，實(shí)施例中所用的技術(shù)手 段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
[0024] 實(shí)施例中的CML495和PLS均為引自國際玉米小麥改良中心（CIMMYT)的玉米自交 系，CML495高抗玉米大小斑病和穗粒腐病等多種病害，具有較高的一般配合力；PLS耐低氮 同時(shí)具有較高的一般配合力，兩者雜交后代應(yīng)較容易選育得到高配合力且適應(yīng)廣西生態(tài)條 件的玉米自交系。
[0025] 實(shí)施例1 ：
[0026] (1)2013年3月以農(nóng)大高誘1號(hào)為父本，雙CML495XPLS雜交組合為母本，雜交獲 得126粒玉米單倍體種子，2013年8月將這些單倍體種子播種于廣西農(nóng)科院玉米研究所溫 室大棚，進(jìn)行無土栽培，使其萌芽生長；
[0027] (2)配置質(zhì)量百分比為0. 025%的秋水仙素溶液，待玉米發(fā)芽并生長到3葉全展 葉期用微型水栗把無土栽培的營養(yǎng)液換成〇. 025%的秋水仙素溶液并培養(yǎng)8h，最后再把 0. 025%的秋水仙素溶液換成無土栽培的營養(yǎng)液；
[0028] (3)把用秋水仙素溶液處理后的單倍體玉米幼苗移至大田并精細(xì)護(hù)理，收獲種子， 即為雙倍體玉米種子。
[0029] 實(shí)施例2:
[0030] (1)2013年3月以農(nóng)大高誘1號(hào)為父本，雙CML495XPLS雜交組合為母本，雜交獲 得110粒玉米單倍體種子，2013年8月將這些種子播種于廣西農(nóng)科院玉米研究所溫室大棚， 進(jìn)行無土栽培，使其萌芽生長；
[0031] (2)配置質(zhì)量百分比為0.075%的秋水仙素溶液，待玉米發(fā)芽并生長到3葉全 展葉期用微型水栗把無土栽培的營養(yǎng)液換成0.075%的秋水仙素溶液并培