一種黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法
【專利摘要】本發明涉及一種黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法，采用農大高誘1號作父本，分別與各系進行雜交，獲得各系的單倍體籽粒；分別采用浸種法、浸根法及浸芽法進行加倍，在不同的溫度下處理不同的時間，統計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異系的最佳加倍方式；播種試驗，進行田間二倍化成功植株記載；各種質誘導率及二倍化分析：各系經選擇后的單倍體籽粒數占總的籽粒的百分比即為各種質誘導率；田間調查二倍體植株數占單倍體籽粒數的百分比即為二倍化成功率；構建相應的DH系。本發明建立黔西北玉米為特色的單倍體育種技術體系，本發明將優良基因聚合起來，為高產高抗新品種的培育提供理論參考。
【專利說明】—種黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及植物育種領域，尤其涉及一種黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法。
【背景技術】
[0002]黔西北玉米生長季節高溫、高濕，病蟲害嚴重，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。經過一代代育種人的努力，育成了許多抗性優異自交系及品種。例如，由畢節市農科所育成的自交系y054，不僅表型優異，抗性優良，其配制的雜交種畢單17號更是耐旱耐瘠。
[0003]當前，玉米單倍體育種中，由于自然和其他方法加倍率依然偏低，大都采用化學加倍法進行加倍。單倍體植株在生長發育的過程中，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現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，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法，用以克服上述技術缺陷。
[0007]為實現上述目的，本發明提供一種黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法，
[0008]該具體過程為:
[0009]步驟a，單倍體種子的獲得:采用農大高誘I號作父本，分別與各系進行雜交，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的秋水仙素，利用適量的輔助劑進行溶解；
[0011]步驟C，二倍化試驗設計:分別采用浸種法、浸根法及浸芽法進行加倍，在不同的溫度下處理不同的時間，統計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異系的最佳加倍方式；
[0012]步驟d，利用農大高誘I號在海南與各系雜交獲得單倍體籽粒，經不同方法、不同處理加倍后在畢節播種試驗，進行田間二倍化成功植株記載；
[0013]步驟e，各種質誘導率及二倍化分析:各系經選擇后的單倍體籽粒數占總的籽粒的百分比即為各種質誘導率；田間調查二倍體植株數占單倍體籽粒數的百分比即為二倍化成功率；[0014]步驟f，構建相應的DH系，為后續基礎研究做準備，建立黔西北玉米為特色的單倍體育種技術體系。
[0015]進一步，上述步驟a中，根據遺傳標記鑒定法，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]進一步，在上述步驟a中，利用農大高誘I號作為父本，分別與B73、W260、216、405、y054、82、木6、丹340、02H58、S37、E28及畢單17、畢單18F2代進行雜交，獲得各系相應的單倍體種子。
[0017]進一步，在上述步驟b中，輔助劑為DMS0、吐溫、赤霉素GA3。
[0018]進一步，在上述步驟c中，秋水仙素采用0.02%、0.04%、0.06%，對每一個處理分別進行6小時、12小時、24小時的處理，并且，每一個處理分別在14°C、18 °C、22 °C下，每種材料計27種處理組合來處理其單倍體籽粒，同時設置相應對照組實驗。
[0019]與現有技術相比較本發明的有益效果在于:本發明所選用誘導系農大高誘I號誘導單倍體簡單，易于選擇單倍體籽粒。供試材料B73，在畢節市農科所前期研究中發現其誘導率相對較高；而其余10個自交系材料，分別代表黔西北應用較多的墨白種質、蘭卡斯特種質、PB種質、蘇灣種質及旅大紅骨種質，代表性較為廣泛；另外兩個F2代材料的應用主要基于綜合性狀優良，另一方面，驗證前人的研究成果及為育種做材料準備。
[0020]針對我國黔西北玉米產區的生長環境及其病蟲害限制因素，選擇其應用較多的優異種質為主要研究對象，既考慮到農大高誘I號在不同雜種優勢群中的誘導率情況，又結合黔西北玉米種質的本地特色，同時也結合本課題組長期以來對單倍體育種研究所積累的經驗和實驗結果，以期通過研究單倍體誘導率及二倍化成功率分析來探討單倍體育種技術的廣泛性及針對性，如單倍體育種技術獲得突破性進展將節省了大量的時間及人力，財力
坐寸O
[0021]本發明兩個F2代種質所獲得的二倍化植株，將用于構建相應的DH群體，為后續QTL定位及分子標記輔助育種奠定基礎。
【具體實施方式】
[0022]以下，對本發明上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。
[0023]本發明誘導系農大I號與B73及黔西北主要應用玉米優異自交系及畢單17、畢單18的F2代雜交，統計不同玉米單倍體誘導率，并探討提高黔西北玉米單倍體誘導率的方法；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，統計加倍成功的百分率，構建畢單17、畢單18的F2代相應DH系，為后續基礎研究做準備。
[0024]步驟a，單倍體種子的獲得:采用農大高誘I號作父本，分別與各系進行雜交，根據遺傳標記鑒定法，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，利用農大高誘I號作為父本，分別與B73、W260、216、405、y054、82、木
6、丹340、02H58、S37、E28及畢單17、畢單18F2代進行雜交，獲得各系相應的單倍體種子。
[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的秋水仙素，利用適量的輔助劑進行溶解。[0027]在上述步驟中，輔助劑為DMS0、吐溫、赤霉素GA3。
[0028]步驟c，二倍化試驗設計:分別采用浸種法、浸根法及浸芽法進行加倍，在不同的溫度下處理不同的時間，統計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%，對每一個處理分別進行6小時、12小時、24小時的處理，并且，每一個處理分別在14°C、18°C、22°C下，每種材料計27種處理組合來處理其單倍體籽粒，同時設置相應對照組實驗。
[0030]步驟d，利用農大高誘I號在海南與各系雜交獲得單倍體籽粒，經不同方法、不同處理加倍后在畢節播種試驗，進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，取誘導系農大高郵I號花粉分別對各個材料進行授粉，以探討農大高誘I號在自交系于雜交種間、不同的雜種優勢群間的誘導率差異，為單倍體技術應用于育種實踐打下基礎，并為高誘導率誘導系的選育提供參考。
[0032]步驟e，各種質誘導率及二倍化分析:各系經選擇后的單倍體籽粒數占總的籽粒的百分比即為各種質誘導率；田間調查二倍體植株數占單倍體籽粒數的百分比即為二倍化成功率。
[0033]步驟f，構建相應的DH系，為后續基礎研究做準備，建立黔西北玉米為特色的單倍體育種技術體系。
[0034]同時，探討適用于黔西北玉米單倍體加倍的最優方法及手段，為提高單倍體二倍化效率奠定基礎。
[0035]本發明所選用誘導系農大高誘I號誘導單倍體簡單，易于選擇單倍體籽粒。供試材料B73，在畢節市農科所前期研究中發現其誘導率相對較高；而其余10個自交系材料，分別代表黔西北應用較多的墨白種質、蘭卡斯特種質、PB種質、蘇灣種質及旅大紅骨種質，代表性較為廣泛；另外兩個F2代材料的應用主要基于綜合性狀優良，另一方面，驗證前人的研究成果及為育種做材料準備。
[0036]單倍體育種技術在國內起步較晚，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推廣的作用，另一方面單倍體育種周期短，相對于傳統育種更容易獲得高產高抗優良品系。其只需一個世代即可獲得純系，大大節省了工作量和試驗經費。
[0037]針對我國黔西北玉米產區的生長環境及其病蟲害限制因素，選擇其應用較多的優異種質為主要研究對象，既考慮到農大高誘I號在不同雜種優勢群中的誘導率情況，又結合黔西北玉米種質的本地特色，同時也結合本課題組長期以來對單倍體育種研究所積累的經驗和實驗結果，以期通過研究單倍體誘導率及二倍化成功率分析來探討單倍體育種技術的廣泛性及針對性，如單倍體育種技術獲得突破性進展將節省了大量的時間及人力，財力
坐寸ο
[0038]本發明兩個F2代種質所獲得的二倍化植株，將用于構建相應的DH群體，為后續QTL定位及分子標記輔助育種奠定基礎。
[0039]以上所述僅 為本發明的較佳實施例，對發明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業技術人員理解，在發明權利要求所限定的精神和范圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法，其特征在于，該具體過程為: 步驟a，單倍體種子的獲得:采用農大高誘I號作父本，分別與各系進行雜交，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的秋水仙素，利用適量的輔助劑進行溶解； 步驟C，二倍化試驗設計:分別采用浸種法、浸根法及浸芽法進行加倍，在不同的溫度下處理不同的時間，統計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異系的最佳加倍方式； 步驟d，利用農大高誘I號在海南與各系雜交獲得單倍體籽粒，經不同方法、不同處理加倍后在畢節播種試驗，進行田間二倍化成功植株記載； 步驟e，各種質誘導率及二倍化分析:各系經選擇后的單倍體籽粒數占總的籽粒的百分比即為各種質誘導率；田間調查二倍體植株數占單倍體籽粒數的百分比即為二倍化成功率； 步驟f，構建相應的DH系，為后續基礎研究做準備，建立黔西北玉米為特色的單倍體育種技術體系。
2.根據權利要求1所述的黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法，其特征在于，上述步驟a中，根據遺傳標記鑒定法，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.根據權利要求1或2所述的黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法，其特征在于，在上述步驟a中，利用農大高誘I號作為父本，分別與B73、W260、216、405、y054、82、木6、丹340、02H58、S37、E28及畢單17、畢單18F2代進行雜交，獲得各系相應的單倍體種子。
4.根據權利要求1或2所述的黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法，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.根據權利要求1或2所述的黔西北玉米不同種質單倍體誘導及二倍化方法，其特征在于，在上述步驟c中，秋水仙素采用0.02%,0.04%,0.06%，對每一個處理分別進行6小時、12小時、24小時的處理，并且，每一個處理分別在14°C、18°C、22°C下，每種材料計27種處理組合來處理其單倍體籽粒，同時設置相應對照組實驗。
【文檔編號】A01H1/08GK103828714SQ201410091330
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】李清超, 張時龍, 文瓊, 梁黔云, 梅艷, 王嵩, 劉建新, 馬俊, 先新, 李雪松, 孫開利 申請人:畢節市農業科學研究所