一种黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法
【专利摘要】本发明涉及一种黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法，采用农大高诱1号作父本，分别与各系进行杂交，获得各系的单倍体籽粒；分别采用浸种法、浸根法及浸芽法进行加倍，在不同的温度下处理不同的时间，统计不同处理下不同系的二倍化成功率，得出适宜于黔西北主要玉米优异系的最佳加倍方式；播种试验，进行田间二倍化成功植株记载；各种质诱导率及二倍化分析：各系经选择后的单倍体籽粒数占总的籽粒的百分比即为各种质诱导率；田间调查二倍体植株数占单倍体籽粒数的百分比即为二倍化成功率；构建相应的DH系。本发明建立黔西北玉米为特色的单倍体育种技术体系，本发明将优良基因聚合起来，为高产高抗新品种的培育提供理论参考。
【专利说明】—种黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及植物育种领域，尤其涉及一种黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法。
【背景技术】
[0002]黔西北玉米生长季节高温、高湿，病虫害严重，气候多变，土壤贫瘠。因此，耐早耐瘠且抗病虫害的品种受到广大客户的欢迎。经过一代代育种人的努力，育成了许多抗性优异自交系及品种。例如，由毕节市农科所育成的自交系y054，不仅表型优异，抗性优良，其配制的杂交种毕单17号更是耐旱耐瘠。
[0003]当前，玉米单倍体育种中，由于自然和其他方法加倍率依然偏低，大都采用化学加倍法进行加倍。单倍体植株在生长发育的过程中，大约有0.4%~1.2%的植株可以自然加倍成二倍体。母秋华等用0.1%秋水仙素和0.5%二甲基亚砜混合液给玉米植株滴心，加倍率为15.3%。使用秋水仙素浸泡切口的玉米种子胚芽发现0.06%的秋水仙素溶液浓度下浸泡12h的效果最好，有18%的种子加倍成功。
[0004]目前，黔西北玉米单倍体诱导率的方法以及利用不同浓度的秋水仙素，获取适宜于黔西北玉米单倍体二倍化的最佳方式组合，还未成熟。
[0005]鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法，用以克服上述技术缺陷。
[0007]为实现上述目的，本发明提供一种黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法，
[0008]该具体过程为:
[0009]步骤a，单倍体种子的获得:采用农大高诱I号作父本，分别与各系进行杂交，获得各系的单倍体籽粒；
[0010]步骤b，配置不同浓度的秋水仙素:利用电子天平称取相应的秋水仙素，利用适量的辅助剂进行溶解；
[0011]步骤C，二倍化试验设计:分别采用浸种法、浸根法及浸芽法进行加倍，在不同的温度下处理不同的时间，统计不同处理下不同系的二倍化成功率，得出适宜于黔西北主要玉米优异系的最佳加倍方式；
[0012]步骤d，利用农大高诱I号在海南与各系杂交获得单倍体籽粒，经不同方法、不同处理加倍后在毕节播种试验，进行田间二倍化成功植株记载；
[0013]步骤e，各种质诱导率及二倍化分析:各系经选择后的单倍体籽粒数占总的籽粒的百分比即为各种质诱导率；田间调查二倍体植株数占单倍体籽粒数的百分比即为二倍化成功率；[0014]步骤f，构建相应的DH系，为后续基础研究做准备，建立黔西北玉米为特色的单倍体育种技术体系。
[0015]进一步，上述步骤a中，根据遗传标记鉴定法，在获得的子一代籽粒中挑选胚乳被染色为紫色，而胚未被染色的籽粒。
[0016]进一步，在上述步骤a中，利用农大高诱I号作为父本，分别与B73、W260、216、405、y054、82、木6、丹340、02H58、S37、E28及毕单17、毕单18F2代进行杂交，获得各系相应的单倍体种子。
[0017]进一步，在上述步骤b中，辅助剂为DMS0、吐温、赤霉素GA3。
[0018]进一步，在上述步骤c中，秋水仙素采用0.02%、0.04%、0.06%，对每一个处理分别进行6小时、12小时、24小时的处理，并且，每一个处理分别在14°C、18 °C、22 °C下，每种材料计27种处理组合来处理其单倍体籽粒，同时设置相应对照组实验。
[0019]与现有技术相比较本发明的有益效果在于:本发明所选用诱导系农大高诱I号诱导单倍体简单，易于选择单倍体籽粒。供试材料B73，在毕节市农科所前期研究中发现其诱导率相对较高；而其余10个自交系材料，分别代表黔西北应用较多的墨白种质、兰卡斯特种质、PB种质、苏湾种质及旅大红骨种质，代表性较为广泛；另外两个F2代材料的应用主要基于综合性状优良，另一方面，验证前人的研究成果及为育种做材料准备。
[0020]针对我国黔西北玉米产区的生长环境及其病虫害限制因素，选择其应用较多的优异种质为主要研究对象，既考虑到农大高诱I号在不同杂种优势群中的诱导率情况，又结合黔西北玉米种质的本地特色，同时也结合本课题组长期以来对单倍体育种研究所积累的经验和实验结果，以期通过研究单倍体诱导率及二倍化成功率分析来探讨单倍体育种技术的广泛性及针对性，如单倍体育种技术获得突破性进展将节省了大量的时间及人力，财力
坐寸O
[0021]本发明两个F2代种质所获得的二倍化植株，将用于构建相应的DH群体，为后续QTL定位及分子标记辅助育种奠定基础。
【具体实施方式】
[0022]以下，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0023]本发明诱导系农大I号与B73及黔西北主要应用玉米优异自交系及毕单17、毕单18的F2代杂交，统计不同玉米单倍体诱导率，并探讨提高黔西北玉米单倍体诱导率的方法；利用不同浓度的秋水仙素，在不同的温度及处理时间下，得出适宜于黔西北玉米单倍体二倍化的最佳方式组合，统计加倍成功的百分率，构建毕单17、毕单18的F2代相应DH系，为后续基础研究做准备。
[0024]步骤a，单倍体种子的获得:采用农大高诱I号作父本，分别与各系进行杂交，根据遗传标记鉴定法，在获得的子一代籽粒中挑选胚乳被染色为紫色，而胚未被染色的籽粒，从而获得各系的单倍体籽粒。
[0025]在该步骤中，利用农大高诱I号作为父本，分别与B73、W260、216、405、y054、82、木
6、丹340、02H58、S37、E28及毕单17、毕单18F2代进行杂交，获得各系相应的单倍体种子。
[0026]步骤b，配置不同浓度的秋水仙素:利用电子天平称取相应的秋水仙素，利用适量的辅助剂进行溶解。[0027]在上述步骤中，辅助剂为DMS0、吐温、赤霉素GA3。
[0028]步骤c，二倍化试验设计:分别采用浸种法、浸根法及浸芽法进行加倍，在不同的温度下处理不同的时间，统计不同处理下不同系的二倍化成功率，得出适宜于黔西北主要玉米优异系的最佳加倍方式。
[0029]在该步骤中，秋水仙素采用0.02%,0.04%,0.06%，对每一个处理分别进行6小时、12小时、24小时的处理，并且，每一个处理分别在14°C、18°C、22°C下，每种材料计27种处理组合来处理其单倍体籽粒，同时设置相应对照组实验。
[0030]步骤d，利用农大高诱I号在海南与各系杂交获得单倍体籽粒，经不同方法、不同处理加倍后在毕节播种试验，进行田间二倍化成功植株记载。
[0031]上述步骤中，11月初在海南九所播种，于第二年I月5-15日期间，取诱导系农大高邮I号花粉分别对各个材料进行授粉，以探讨农大高诱I号在自交系于杂交种间、不同的杂种优势群间的诱导率差异，为单倍体技术应用于育种实践打下基础，并为高诱导率诱导系的选育提供参考。
[0032]步骤e，各种质诱导率及二倍化分析:各系经选择后的单倍体籽粒数占总的籽粒的百分比即为各种质诱导率；田间调查二倍体植株数占单倍体籽粒数的百分比即为二倍化成功率。
[0033]步骤f，构建相应的DH系，为后续基础研究做准备，建立黔西北玉米为特色的单倍体育种技术体系。
[0034]同时，探讨适用于黔西北玉米单倍体加倍的最优方法及手段，为提高单倍体二倍化效率奠定基础。
[0035]本发明所选用诱导系农大高诱I号诱导单倍体简单，易于选择单倍体籽粒。供试材料B73，在毕节市农科所前期研究中发现其诱导率相对较高；而其余10个自交系材料，分别代表黔西北应用较多的墨白种质、兰卡斯特种质、PB种质、苏湾种质及旅大红骨种质，代表性较为广泛；另外两个F2代材料的应用主要基于综合性状优良，另一方面，验证前人的研究成果及为育种做材料准备。
[0036]单倍体育种技术在国内起步较晚，且地方育种单位涉及较少，在地方开展一方面可以起到技术推广的作用，另一方面单倍体育种周期短，相对于传统育种更容易获得高产高抗优良品系。其只需一个世代即可获得纯系，大大节省了工作量和试验经费。
[0037]针对我国黔西北玉米产区的生长环境及其病虫害限制因素，选择其应用较多的优异种质为主要研究对象，既考虑到农大高诱I号在不同杂种优势群中的诱导率情况，又结合黔西北玉米种质的本地特色，同时也结合本课题组长期以来对单倍体育种研究所积累的经验和实验结果，以期通过研究单倍体诱导率及二倍化成功率分析来探讨单倍体育种技术的广泛性及针对性，如单倍体育种技术获得突破性进展将节省了大量的时间及人力，财力
坐寸ο
[0038]本发明两个F2代种质所获得的二倍化植株，将用于构建相应的DH群体，为后续QTL定位及分子标记辅助育种奠定基础。
[0039]以上所述仅 为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法，其特征在于，该具体过程为: 步骤a，单倍体种子的获得:采用农大高诱I号作父本，分别与各系进行杂交，获得各系的单倍体籽粒； 步骤b，配置不同浓度的秋水仙素:利用电子天平称取相应的秋水仙素，利用适量的辅助剂进行溶解； 步骤C，二倍化试验设计:分别采用浸种法、浸根法及浸芽法进行加倍，在不同的温度下处理不同的时间，统计不同处理下不同系的二倍化成功率，得出适宜于黔西北主要玉米优异系的最佳加倍方式； 步骤d，利用农大高诱I号在海南与各系杂交获得单倍体籽粒，经不同方法、不同处理加倍后在毕节播种试验，进行田间二倍化成功植株记载； 步骤e，各种质诱导率及二倍化分析:各系经选择后的单倍体籽粒数占总的籽粒的百分比即为各种质诱导率；田间调查二倍体植株数占单倍体籽粒数的百分比即为二倍化成功率； 步骤f，构建相应的DH系，为后续基础研究做准备，建立黔西北玉米为特色的单倍体育种技术体系。
2.根据权利要求1所述的黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法，其特征在于，上述步骤a中，根据遗传标记鉴定法，在获得的子一代籽粒中挑选胚乳被染色为紫色，而胚未被染色的籽粒。
3.根据权利要求1或2所述的黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法，其特征在于，在上述步骤a中，利用农大高诱I号作为父本，分别与B73、W260、216、405、y054、82、木6、丹340、02H58、S37、E28及毕单17、毕单18F2代进行杂交，获得各系相应的单倍体种子。
4.根据权利要求1或2所述的黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法，其特征在于，在上述步骤b中，辅助剂为DM SO、吐温、赤霉素GA3。
5.根据权利要求1或2所述的黔西北玉米不同种质单倍体诱导及二倍化方法，其特征在于，在上述步骤c中，秋水仙素采用0.02%,0.04%,0.06%，对每一个处理分别进行6小时、12小时、24小时的处理，并且，每一个处理分别在14°C、18°C、22°C下，每种材料计27种处理组合来处理其单倍体籽粒，同时设置相应对照组实验。
【文档编号】A01H1/08GK103828714SQ201410091330
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】李清超, 张时龙, 文琼, 梁黔云, 梅艳, 王嵩, 刘建新, 马俊, 先新, 李雪松, 孙开利 申请人:毕节市农业科学研究所