一種玉米單倍體育種中大規(guī)模誘導(dǎo)花粉源的產(chǎn)生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及作物遺傳育種，具體地說是一種為玉米單倍體育種中大規(guī)模誘導(dǎo)花粉 源的產(chǎn)生方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 玉米是人類利用雜種優(yōu)勢最早、最廣泛、成效最顯著的作物。2014年我國玉米播種 面積達(dá)到5.56億畝，總產(chǎn)量達(dá)到4313億斤，據(jù)農(nóng)業(yè)部種植業(yè)司公開的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，當(dāng)前已成為 我國種植面積第一大作物。20世紀(jì)70年代后期，我國實現(xiàn)了玉米單交種的普及，大幅度地提 高了玉米產(chǎn)量。進(jìn)而玉米育種家開始大規(guī)模利用二環(huán)系法等常規(guī)育種技術(shù)手段選育自交 系，W提高玉米雜交種的產(chǎn)量和抗病性，但該方法獲得高配合力的純合自交系通常需要經(jīng) 6-10代的自交選擇。
[0003] 近年來，單倍體育種技術(shù)已成為與分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)相媳美的 現(xiàn)代玉米育種=大核屯、技術(shù)。單倍體育種能顯著縮短育種年限，一般只需一代自交即可獲 得純合自交系。1966年，Sarkar等報道了Randolph和Stadler于1929年首次發(fā)現(xiàn)玉米單倍體 的事件，1949年化ase提出活體誘導(dǎo)系誘導(dǎo)的方法，1950年美國遺傳學(xué)家(：〇6博±獲得一個 具白色胚乳和紫色糊粉層的玉米高頻率誘發(fā)單倍體的材料，用該材料作父本誘導(dǎo)正常植株 能產(chǎn)生約1-2%的單倍體，1956年Coe在美國雜志Maize Genetics化wsletter上，將該能誘 導(dǎo)產(chǎn)生單倍體的自交系命名為Stocks。由于stocks最初被發(fā)現(xiàn)時并沒有用W鑒別單倍體的 遺傳標(biāo)記，為了能夠在形態(tài)上鑒別單倍體巧粒和雜交二倍體巧粒，Coe等先后將ACR-nj基因 和ABPI基因?qū)雜tocks中，前者控制巧粒糊粉層和胚芽尖色素的形成，后者控制不定根、葉 銷和莖桿色素的形成，之后stocks便具有了巧粒和植株雙顯性遺傳標(biāo)記。遺傳標(biāo)記法已經(jīng) 成為鑒定單倍體最主要的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有玉米單倍體誘導(dǎo)系難W滿足當(dāng)前商業(yè)化育種中大規(guī)模誘導(dǎo)誘導(dǎo)要求， 本發(fā)明針對玉米單倍體育種特點，提供一種玉米單倍體育種中大規(guī)模誘導(dǎo)花粉源的產(chǎn)生方 法。該方法是通過篩選出的誘導(dǎo)率高且穩(wěn)定的誘導(dǎo)系雜交組合，來做為玉米單倍體育種中 大規(guī)模誘導(dǎo)父本花粉源。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 玉米單倍體育種中大規(guī)模誘導(dǎo)花粉源的產(chǎn)生方法，其特點在于，
[0007] Wstocke改良系與高誘1號雜交，或Wstocke改良系與MT041雜交，或WW高誘1號 與MT041雜交;收獲雜交誘導(dǎo)單倍體組合S04、S05、S06。
[000引一種玉米單倍體育種方法，其特點在于，包括如下步驟：
[0009] Sl、誘導(dǎo)雜交組合
[0010] Wstocke改良系與高誘1號雜交，或Wstocke改良系與MT041雜交，或WW高誘1號 與MT041雜交;收獲雜交誘導(dǎo)單倍體組合S04、S05、S06;
[0011] S2、玉米單倍體獲得
[0012] WS04、S05、S06作為父本，與期望得到單倍體的母本材料進(jìn)行雜交，母本果穗全部 授粉雜交誘導(dǎo)單倍體，從收獲的雜交種子中經(jīng)篩選鑒定挑即得玉米單倍體。
[0013] 進(jìn)一步，所述篩選鑒定是指：
[0014] (1)幼苗期篩選：
[0015] 由R-nj基因控制的植株顏色鑒定單倍體:紫色植株為雜株，綠色植株為單倍體；
[0016] (2)種子收獲期篩選：用遺傳標(biāo)記鑒定法來鑒定單倍體，基于R-nj遺傳標(biāo)記系統(tǒng)， W巧粒的紫頂和紫胚為顯性標(biāo)記;對收獲的雜交種子逐粒鑒定，紫頂白胚的巧粒為單倍體， 紫頂紫胚的巧粒是正常雜交的二倍體，白頂白胚是受花粉污染的二倍體種子。
[0017] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：
[0018] 本發(fā)明誘導(dǎo)系雜交組合表現(xiàn)出較高強度的雜種優(yōu)勢，3個誘導(dǎo)系雜交組合無論從 生長勢(株高）、綜合抗性、花粉量上都明顯優(yōu)于3個誘導(dǎo)系;克服了現(xiàn)有單倍體誘導(dǎo)系存在 的發(fā)芽勢、生長勢弱，易倒伏和感葉斑病，散粉量少等不足，通過單倍體誘導(dǎo)效果測試，篩選 出具有較為穩(wěn)定的單倍體誘導(dǎo)能力的誘導(dǎo)系雜交組合，作為大規(guī)模單倍體育種中誘導(dǎo)花粉 源。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明3個誘導(dǎo)系和3個誘導(dǎo)系雜交組合田間株型圖。
【具體實施方式】
[0020] W下結(jié)合附圖通過【具體實施方式】對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步解釋說明。
[0021] W下實施例中，SOl為stocks改良系，引自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院；S02為高誘1號，引自中 國農(nóng)業(yè)大學(xué);S03為MT041，引自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院；上述的3個誘導(dǎo)系均帶有【背景技術(shù)】中所述 的雙顯性遺傳標(biāo)記。
[0022] 被誘導(dǎo)材料一為巧巾基因型玉米雜交種:MOl為登海618，M02為迪卡517。被誘導(dǎo)材 料二為同一雜種優(yōu)勢群內(nèi)的2個自選自交系組配的Fl代:M03為7022 X 4006，M04為4015 X 4006，M05為1006 X 1007，M06為1011 X 4004。材料一和材料二均為現(xiàn)有公知材料。
[0023] 1、誘導(dǎo)雜交組合
[0024] Wstocke改良系與高誘1號雜交，或Wstocke改良系與MT041雜交，或WW高誘1號 與MT041雜交;收獲雜交誘導(dǎo)單倍體組合S04、S05、S06。
[0025] 參見圖1、表1，上述誘導(dǎo)系雜交組合表現(xiàn)出較高強度的雜種優(yōu)勢，3個誘導(dǎo)系雜交 組合無論從生長勢(株高）、綜合抗性、花粉量上都明顯優(yōu)于3個誘導(dǎo)系。
[00%]表1 3個誘導(dǎo)系和3個誘導(dǎo)系雜交組合主要特點
[0028] 2、雜交誘導(dǎo)單倍體
[0029] 用SOl~S06做父本，WMOl~M06做母本，雜交誘導(dǎo)單倍體，具體方法為：
[0030] MOl和M02材料各種植12行，M03~M06材料各種植2行，父本材料分別種植2行，父母 本通過分期播種來調(diào)節(jié)花期W確?；ㄆ谙嘤?。小區(qū)行長5m，行距0.6m，株距0.25m。
[0031] a、2014年6-7月在安徽農(nóng)科院玉米研究中屯、鳳陽基地用SOl~S06做父本，WMOl~ M02做母本，母本果穗全部授粉雜交誘導(dǎo)單倍體，從收獲的雜交種子中鑒定挑選單倍體。MOl 和M02材料各種植12行，父本材料分別種植2行，父母本通過分期播種來調(diào)節(jié)花期W確?；?期相遇。小區(qū)行長5m，行距0.6m，株距0.25m。
[0032] b、2014年12月至2015年1月在安徽農(nóng)科院玉米研究中屯、樂東南繁基地用誘導(dǎo)率 高、綜合性狀優(yōu)的S04~S06組合做父本，WM03~M06做母本，母本果穗全部授粉雜交誘導(dǎo)單 倍體，從收獲的雜交種子中鑒定挑選單倍體。
[0033] 單倍體的鑒定方法為：
[0034] (1)幼苗期篩選：
[0035] 由R-nj基因控制的植株顏色鑒定單倍體:紫色植株為雜株，綠色植株為單倍體；
[0036] (2)種子收獲期篩選：用遺傳標(biāo)記鑒定法來鑒定單倍體，基于R-nj遺傳標(biāo)記系統(tǒng)， W巧粒的紫頂和紫胚為顯性標(biāo)記;對收獲的雜交種子逐粒鑒定，紫頂白胚的巧粒為單倍體， 紫頂紫胚的巧粒是正常雜交的二倍體，白頂白胚是受花粉污染的二倍體種子；W及少量的 無胚種子。
[0037] 參見表2, S04和S06在MO巧日M02中單倍體誘導(dǎo)率均不低于其親本誘導(dǎo)系的誘導(dǎo)率， 說明單倍體誘導(dǎo)系雜交組合S04和S06在單倍體誘導(dǎo)率上具有超親的優(yōu)勢。
[0038] 表2 3個誘導(dǎo)系雜交組合和3個誘導(dǎo)系的單倍體誘導(dǎo)率
[0040]單倍體誘導(dǎo)率=單倍體株數(shù)/總粒數(shù)X 100%。
[0041 ] 參見表3，S04和S06在M03~M06中均保持較高的單倍體誘導(dǎo)率，誘導(dǎo)率最高為 5.87%，最低為3.62%，說明單倍體誘導(dǎo)系雜交組合S04和S06單倍體誘導(dǎo)能力比較穩(wěn)定。 [0042]表，3 2個誘導(dǎo)系雜交組合的單倍體誘導(dǎo)率
[0045] 本發(fā)明利用單倍體誘導(dǎo)系雜交組合表現(xiàn)出的雜種優(yōu)勢，克服了現(xiàn)有單倍體誘導(dǎo)系 存在的發(fā)芽勢、生長勢弱，易倒伏和感葉斑病，散粉量少等不足，通過單倍體誘導(dǎo)效果測試， 篩選出具有較為穩(wěn)定的單倍體誘導(dǎo)能力的誘導(dǎo)系雜交組合，作為大規(guī)模單倍體育種中誘導(dǎo) 花粉源。
[0046] W上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可W有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種玉米單倍體育種中大規(guī)模誘導(dǎo)花粉源的產(chǎn)生方法，其特征在于， 以Stock6改良系與高誘1號雜交，或以Stock6改良系與MT041雜交，或以高誘1號與 MT041雜交;收獲得到雜交誘導(dǎo)單倍體組合S04、S05、S06。2. -種玉米單倍體育種方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 誘導(dǎo)雜交組合 以Stock6改良系與高誘1號雜交，或以Stock6改良系與MT041雜交，或以以高誘1號與 MT041雜交;收獲雜交誘導(dǎo)單倍體組合S04、S05、S06。 52、 玉米單倍體獲得 以S04、S05、S06作為父本，與期望得到單倍體的母本材料進(jìn)行雜交，母本果穗全部授粉 雜交誘導(dǎo)單倍體，從收獲的雜交種子中經(jīng)篩選鑒定挑即得玉米單倍體。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種玉米單倍體育種方法，其特征在于，所述篩選鑒定是指： (1) 幼苗期篩選： 由R-nj基因控制的植株顏色鑒定單倍體:紫色植株為雜株，綠色植株為單倍體； (2) 種子收獲期篩選：用遺傳標(biāo)記鑒定法來鑒定單倍體，基于R-nj遺傳標(biāo)記系統(tǒng)，以籽 粒的紫頂和紫胚為顯性標(biāo)記;對收獲的雜交種子逐粒鑒定，紫頂白胚的籽粒為單倍體，紫頂 紫胚的籽粒是正常雜交的二倍體，白頂白胚是受花粉污染的二倍體種子。
【專利摘要】一種玉米單倍體育種中大規(guī)模誘導(dǎo)花粉源的產(chǎn)生方法，以Stock6改良系與高誘1號雜交，或以Stock6改良系與MT041雜交，或以高誘1號與MT041雜交；收獲雜交誘導(dǎo)單倍體組合S04、S05、S06。在玉米單倍體育種中，以S04、S05、S06為父本，與期望得到單倍體的母本材料進(jìn)行雜交，母本果穗全部授粉雜交誘導(dǎo)單倍體，從收獲的雜交種子中經(jīng)篩選鑒定挑即得玉米單倍體。本發(fā)明誘導(dǎo)系雜交組合表現(xiàn)出較高強度的雜種優(yōu)勢，3個誘導(dǎo)系雜交組合無論從生長勢、綜合抗性、花粉量上都明顯優(yōu)于3個誘導(dǎo)系；克服了現(xiàn)有單倍體誘導(dǎo)系存在的發(fā)芽勢、生長勢弱，易倒伏和感葉斑病，散粉量少等不足，通過單倍體誘導(dǎo)效果測試，篩選出具有較為穩(wěn)定的單倍體誘導(dǎo)能力的誘導(dǎo)系雜交組合，作為大規(guī)模單倍體育種中誘導(dǎo)花粉源。
【IPC分類】A01H1/04, A01H1/02
【公開號】CN105660381
【申請?zhí)枴緾N201610105222
【發(fā)明人】左曉龍, 阮龍, 錢益亮, 齊耀程, 王俊, 張瑋
【申請人】安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月25日