使有性玉米产生显性和隐性无融合生殖杂种的方法
【专利摘要】本发明公开了使有性玉米产生显性和隐性无融合生殖杂种的方法。利用红穗轴能自主结实的4317兼性无融合生殖体玉米作父本和白穗轴不能自主结实的有性玉米昌72、7131、7132、478和红穗轴不能自主结实的有性玉米7133杂交，F1可产生白穗轴能自主结实的显性无融合生殖杂种和红穗轴不能自主结实的有性杂种及红穗轴能自主结实的显性无融合生殖杂种和红穗轴不能自主结实的有性杂种，这些有性杂种自交后在F2可分离出浅红色穗轴或红色穗轴能自主结实的隐性无融合生殖杂种。显性无融合生殖杂种自主结实率高，后代不发生分离，是培育不分离杂种的主要父本。隐性无融合生殖杂种自主结实率较低，纯度较差，但通过种植分离也可作为培育不分离杂种的基础材料。
【专利说明】使有性玉米产生显性和隐性无融合生殖杂种的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属玉米无融合生殖育种【技术领域】，具体涉及一种使有性玉米产生显性和隐 性无融合生殖杂种的方法。
【背景技术】
[0002] 玉米无融合生殖育种的根本目标是要培育不分离的杂种，以使其利用杂种优势的 功能，达到固定杂种优势的水平。而培育不分离杂种的主要方法是先用无融合体和有性玉 米杂交，然后在每个世代选择优良的显性无融合生殖杂种，再和有性亲本重复杂交，直至获 得无融合生殖特性和农艺性状优良的显性无融合生殖杂种。由于无融合体的自主结实率以 及它们和有性玉米之间的配合力都能影响显性无融合生殖杂种的水平，从而必然也会影响 培育不分离杂种的进程和效果。因此研究使有性玉米产生显性和隐性无融合生殖杂种的方 法就成为本发明要解决的核心技术问题。
【发明内容】
[0003] 针对玉米无融合生殖育种的需要，本发明公开了使有性玉米产生显性和隐性无融 合生殖杂种的方法，以获得显性和隐性无融合生殖杂种，其中显性无融合生殖杂种自主结 实率高，后代不发生分离，是培育不分离杂种的理想父本，而隐性无融合生殖杂种经过种植 选择后也可作为无融合生殖育种的基础材料。
[0004] 上述方法是本发明采用下述技术方案获得的：
[0005] 使用能自主结实的无融合体玉米作父本和有性玉米杂交，F1可产生能自主结实的 显性无融合生殖杂种和不能自主结实的有性杂种，这些有性杂种经过自交后在F2可分离 出能自主结实的隐性无融合生殖杂种。
[0006] 在上述技术方案中，作为杂交的父本，可以是能自主结实的任何兼性无融合体。本 发明选用4317无融合体为实例，它们的雌穗是红色穗轴，自主结实率为53. 4%?96. 6%。 作为母本的有性玉米，应为生产中应用的任何自交系或品种或杂种。为说明问题，本发明 主要使用昌72、7131、7132、478等雌穗是白穗轴的自交系有性玉米，同时也使用7133等雌 穗是红穗轴的自交系有性玉米作为比较。方案所说的显性无融合生殖杂种是无性杂种，它 由父本花粉诱导母本胚珠组织产生，隐性无融合生殖杂种是有性杂种，它由父母本经过有 性杂交后再自交产生。这两种无融合生殖杂种都是本技术方案的必然产物，其主要特征是 它们的雌穗能自主结实。据此，可以识别这两种无融合生殖杂种，但是要准确认识显性无融 合生殖杂种的来源和性质，却只有借助杂交组合双亲雌穗性状的标记，才能达到目的。例 如，用雌穗是红穗轴能自主结实的4317无融合体作父本，和雌穗是红穗轴不能自主结实的 有性玉米7133杂交，F1群体可产生红穗轴能自主结实的显性无融合生殖杂种和红穗轴不 能自主结实的有性杂种，这些有性生殖杂种经过自交后，在F2可分离出红穗轴能自主结实 的隐性无融合生殖杂种。在这个杂交组合中，父本、母本和F1显性无融合生殖杂种的雌穗 都是红穗轴，此时这个显性无融合生殖杂种究竟是父母本经过有性杂交产生的还是母本不 受精产生的，这是一般技术人员难以分辨的。但是如果用雌穗是红穗轴能自主结实的4317 无融合体作父本，和雌穗是白穗轴不能自主结实的有性玉米昌72杂交，F1群体可产生两种 植株，一种是白穗轴能自主结实的显性无融合生殖杂种，另一种是红穗轴不能自主结实的 有性杂种，这些有性杂种经过自交后，F2可分离出浅红色穗轴能自主结实的隐性无融合生 殖杂种。在这个杂交组合中，父本无融合体的雌穗是红穗轴，而母本有性玉米的雌穗是白穗 轴，F1显性无融合生殖杂种不仅是白穗轴的玉米，而且带有父本无融合体能自主结实的特 征。由此可以充分说明，这个显性无融合生殖杂种的本身是母本不受精产生的，同时也仍然 是一个杂种。
[0007] 上述技术方案的基本原理是，本发明育成的4317无融合体是兼性无融合生殖，每 个植株兼有无融合生殖和有性生殖两种生殖方式，其雄穗花序中也含有无融合生殖和有性 生殖两种花粉。当雌穗是红穗轴能自主结实的4317无融合体作父本和白穗轴不能自主结 实的有性玉米杂交时，父本雄穗中的有性花粉和有性母本通过双受精产生红穗轴不能自主 结实的有性杂种，而父本雄穗中的无融合生殖花粉一方面诱导母本胚珠组织的性母细胞形 成白穗轴能自主结实的新无融合体，由于这种新无融合体是母本不经父本花粉受精同时又 具有父本无融合体自主结实的特性，故其称为显性无融合生殖杂种；另一方面，父本雄穗中 的无融合生殖花粉，也可和有性母本杂交产生红穗轴不能自主结实的有性杂种，由于这种 有性杂种自交后，能分离出浅红色穗轴能自主结实的新无融合体，故其称为隐性无融合生 殖杂种。
[0008] 为进一步说明上述技术方案的原理和方法，请参阅本发明说明书附图1。
[0009] 由于上述技术方案在使用中，杂交组合双亲性状相同时，不利于识别显性无融合 生殖杂种的本质，因此本发明选用红色穗轴能自主结实的4317无融合体和白穗轴的有性 玉米杂交作为说明使有性玉米产生显性和隐性无融合生殖杂种的方法的主要材料。
【具体实施方式】
[0010] 用4317无融合体玉米作父本，与白色穗轴的有性玉米，昌72、7131、7132、478和 红色穗轴的有性玉米7133作母本相邻种植，在母本雌穗抽丝前，对其隔离套袋，父本在授 粉前一天也要将其雄穗套袋，当母本雌穗抽丝时，于上午9-11时或下午3-5时拍打父本雄 穗上的套袋收集花粉，撒于雌穗上后继续隔离套袋，如此连续授粉两次，成熟后收集母本雌 穗，晒干、脱粒收藏，由此可产生各组合代种子。种植各组合代种子，在F1群体中，可 以看到雌穗是白色穗轴能自主结实的显性无融合生殖杂种和有性杂种及雌穗是红穗轴能 自主结实的显性无融合生殖杂种和有性杂种，这些有性杂种自交的F2也可见到雌穗是浅 红色能自主结实的隐性无融合生殖杂种和雌穗是红色穗轴能自主结实的隐性无融合生殖 杂种。具体实验过程详见表1、表2和实施例1、实施例2。
[0011] 具体操作方法
[0012] 1.次年春季，把每个组合利用4317无融合体作父本杂交的R)种子点播5-6行（6 米行长），出苗后按照常规进行田间管理，雌穗抽丝前全部严格套袋隔离，其中两株进行自 交作为对照，充分成熟后收获时可见4317无融合体和白色穗轴有性玉米杂交的各组合F1 植株大部分都是红穗轴不能自主结实（这些都是有性杂种），只有少数套袋的雌穗是白色 穗轴能自主结实（表1)，这些能自主结实的白色穗轴雌穗就是F1显性无融合生殖杂种。与 此同时，可见4317无融合体和红穗轴有性玉米7133杂交的F1植株大部分都是红穗轴不能 自主结实，只有少数套袋的红穗轴玉米能够自主结实，这些能自主结实的雌穗就是F1显性 无融合生殖杂种（实施例2)。
[0013] 2.把上述各组合F1收获的自主结实种子单粒点播3-6行，并且把各组合F1自交 种子相邻种植2行，出苗后按照常规进行田间管理，抽穗前对这两种植株雌穗全部严格套 袋，充分成熟收获时可见：①4317无融合体和白穗轴有性玉米杂交的各组合F1自主结实种 子长成的F2植株都能自主结实，它们的雌穗仍然都是白穗轴（表2,说明书附图1)，无雌穗 是红色穗轴的植株，而7133X4317F1显性无融合生殖杂种的种子长成的F2植株雌穗全是 红穗轴，并且都能自主结实，说明这些植株是母本型的新无融合体，不发生分离；②F1自交 穗种子长成的F2植株生长很不整齐，它们的雌穗套袋后多不能自主结实，穗轴是红色，这 是有性杂种，个别能自主结实者穗轴是浅红色或红色，这是有性杂种分离出的隐性无融合 生殖杂种，数量较少，纯度较差（表1，表2,说明书附图1及实施例2)。
[0014] 表1. 4317无融合体玉米与有性玉米杂交产生F1显性和F2隐性无融合生殖杂种 的频率
[0015]
【权利要求】
1. 使有性玉米产生显性和隐性无融合生殖杂种的方法，其特征在于以雌穗是红色穗轴 能自主结实的兼性无融合体4317玉米作父本和不能自主结实的有性自交系玉米杂交，F1 可产生能自主结实的显性无融合生殖杂种和不能自主结实的有性杂种，这些有性杂种自交 F2可分离出能自主结实的隐性无融合生殖杂种。
2. 根据权利要求1所述的方法，产生杂交组合，昌72X4317F1雌穗是白色穗轴能自主 结实的显性无融合生殖杂种和有性杂种自交F2产生的雌穗是浅红色穗轴能自主结实的隐 性无融合生殖杂种。
3. 根据权利要求1所述的方法，产生杂交组合，7131X4317F1雌穗是白色穗轴能自主 结实的显性无融合生殖杂种和有性杂种自交F2产生的雌穗是浅红色穗轴能自主结实的隐 性无融合生殖杂种。
4. 根据权利要求1所述的方法，产生杂交组合，7132X4317F1雌穗是白色穗轴能自主 结实的显性无融合生殖杂种和有性杂种自交F2产生的雌穗是浅红色穗轴能自主结实的隐 性无融合生殖杂种。
5. 根据权利要求1所述的方法，产生杂交组合，478 X 4317F1雌穗是白色穗轴能自主结 实的显性无融合生殖杂种和有性杂种自交F2产生的雌穗是浅红色穗轴能自主结实的隐性 无融合生殖杂种。
6. 根据权利要求1所述的方法，产生杂交组合7133 X4317F1，雌穗是红色穗轴能自主 结实的显性无融合生殖杂种和有性杂种自交F2产生的雌穗是红色穗轴能自主结实的隐性 无融合生殖杂种。
【文档编号】A01H1/02GK104145805SQ201410333735
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】董安书 申请人:西北农林科技大学