一种快速获得烟草单基因显性性状突变株的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于烟草选育技术领域，具体涉及一种快速获得烟草单基因显性性状突变株的方法。
【背景技术】
[0002]变异是生物的基本属性之一，也是进行烟草品种改良的基础。突变是产生可遗传变异的重要途径，利用突变进行烟草品种改良的过程中，人们不仅利用自然突变，而且还利用物理和化学因素诱发突变。1927年Goodspeed等人利用X射线电离辐射处理烟草，Tollenaar于1934年获得第一个诱变品种chlorna Ml。烟草突变体在烟草功能基因鉴定、新种质创新及品种培育与改良中具有重要作用，寻找一种高效、定向创造和筛选突变体对于对加快基因克隆具有重要意义，为选育优质、高产的烟草新品种打下坚实的基础。
[0003]有益突变体的出现为小概率事件，在成千上万个诱变群体中才能筛选获得目的突变单株。诱变处理的材料有休眠或萌动的种子，植株、器官和培养细胞等。诱变育种中常用休眠种子作为诱变处理材料。烟草属于异源四倍体，诱变种子后即使目的基因突变，要筛选出目的性状的突变单株，至少要到M2代，而且筛选群体量大，因此，有必要研发一种省时、省力、无污染的快速获得烟草单基因显性性状突变株的方法，这对烟草功能基因研究以及烟草新品种培育具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种快速获得烟草单基因显性性状突变株的方法。
[0005]本发明的目的是这样实现的:所述快速获得烟草单基因显性性状突变株的方法，包括花粉预处理、花粉诱变、授粉及筛选工序，具体包括:
A、花粉预处理:在显性单基因纯合的烟株上，选取花冠即将张开的花朵，将花药夹取后用包覆材料包好，低温干燥保存，以待花药自然张开后进行诱变处理。
[0006]B、花粉诱变:用40Gy~50Gy剂量的γ射线照射处理花粉。
[0007]C、授粉:从雄性不育烟株上选取即将张开的花朵，用柱头蘸取诱变花粉，再套上护套，分单果收种；
D、筛选:烟草的单基因显性性状纯合基因型为ΑΑ，且烟草花粉基因型为Α，将诱变后花粉授粉到基因型为aa的雄性不育植株上，得到的Ml代种子基因型为Aa或aa，目的基因未突变的种子的基因型为Aa，目的基因突变的种子的基因型为aa，将得到的种子播种后，通过表型鉴定在Ml代即可鉴定出目的单株。
[0008]本发明所述筛选方法能从M2代提前到Ml代得到目的单株，缩短了一个世代的时间；不需要对Ml代自交收种和大规模播种M2，显著减少了工作量；用雄性不育株作为花粉受体，省略了去雄步骤，避免了因母本自带的花粉而导致的污染。与诱变花粉，花药离体培养获得诱变单株相比，不需要进行离体培养加倍，减少了组织培养的步骤。
【具体实施方式】
[0009]下面对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0010]本发明所述从株型畸形的烟草群体中筛选正常单株的方法，包括花粉预处理、花粉诱变、授粉及筛选工序，具体包括:
所述花粉预处理工序是指:在显性单基因纯合的烟株上，选取花冠即将张开的花朵，将花药夹取后用包覆材料包好，低温干燥保存，以待花药自然张开后进行诱变处理。
[0011]所述花粉诱变处理工序是指:用40Gy~50Gy剂量的γ射线照射处理花粉。
[0012]所述授粉工序是指:从雄性不育烟株上选取即将张开的花朵，用柱头蘸取诱变花粉，再套上护套，分单果收种。
[0013]所述筛选工序是指:烟草的单基因显性性状纯合基因型为ΑΑ，且烟草花粉基因型为Α，将诱变后花粉授粉到基因型为aa的雄性不育植株上，得到的Ml代种子基因型为Aa或aa，目的基因未突变的种子的基因型为Aa，目的基因突变的种子的基因型为aa，将得到的种子播种后，通过表型鉴定在Ml代即可鉴定出目的单株。
[0014]步骤A所述花药的包覆材料为纸。
[0015]步骤A所述低温干燥保存是指，将花药夹取后用包覆材料包好，放入装有干燥剂的容器中，将装有花药的容器在4°C下干燥保存。
[0016]步骤A所述的容器为离心管。
[0017]步骤A所述离心管的容量为50ml。
[0018]步骤A所述低温干燥保存采用的设备为冰箱。
[0019]步骤B所述用γ射线照射处理花粉的剂量为45Gy。
[0020]步骤C所述护套为纸管。
[0021]步骤C所述分单果收种是指，等蒴果种皮由黄变褐时分单果收种。
[0022]实施例1
在显性单基因纯合的烟株上，选取花冠即将张开的花朵，将花药夹取后用纸包好，放入装有干燥剂的50ml离心管中，将离心管放入4°C的冰箱中低温干燥保存，待花药自然张开后用40Gy剂量的γ射线照射处理花粉。从雄性不育烟株上选取即将张开的花朵，用柱头蘸取诱变花粉，套上纸管，等蒴果种皮由黄变褐时分单果收种，播种后根据目标性状选择单株即可。
[0023]实施例2
在显性单基因纯合的烟株上，选取花冠即将张开的花朵，将花药夹取后用纸包好，放入装有干燥剂的50ml离心管中，将离心管放入4°C的冰箱中低温干燥保存，待花药自然张开后用50Gy剂量的γ射线照射处理花粉。从雄性不育烟株上选取即将张开的花朵，用柱头蘸取诱变花粉，套上纸管，等蒴果种皮由黄变褐时分单果收种，播种后根据目标性状选择单株即可。
[0024]本发明所述技术方案的工作原理:
利用γ射线诱变，获得的突变体一般为隐性性状。处理烟草种子时，由于种子为多细胞，利用γ射线诱变获得的种子(Μ1代)为嵌合体，单粒种子的多个细胞同时存在突变位点(基因)。Ml植株的表型可能为多个突变位点(基因)的综合表型、部分表型不稳定不可遗传。因此，在种子诱变的Ml代，难以进行表型筛选。需要对Ml代单株自交收种，获得M2种子。在每份M2种子种植不少于10株的群体中，观察筛选目的性状突变的单株。
[0025]本发明采用花粉作为诱变材料，烟草花粉由一个营养细胞和2个精细胞组成。由于花粉中的雄配子为单细胞，单粒花粉的雄配子与雌配子授粉获得种子。雌雄异质配子结合为合子，由合子分裂产生的细胞均携带有突变。因此，诱变花粉授粉获得的种子(Ml代)主要为单位点(基因)突变。克服了诱变种子存在嵌合体的问题。在花粉诱变的Ml代即可进行表型筛选。与种子诱变相比，花粉诱变可节省一个世代的时间，不需要对成千上万个单株的自交收种和再播种，可节省大量的人力物力；单株表型稳定容易选择。
[0026]本发明所述筛选方法能从M2代提前到Ml代得到目的单株，缩短了一个世代的时间；不需要对Ml代自交收种和大规模播种M2，显著减少了工作量；用雄性不育株作为花粉受体，省略了去雄步骤，避免了因母本自带的花粉而导致的污染。与诱变花粉，花药离体培养获得诱变单株相比，不需要进行离体培养加倍，减少了组织培养的步骤。
【主权项】
1.一种快速获得烟草单基因显性性状突变株的方法，其特征在于包括花粉预处理、花粉诱变、授粉及筛选工序，具体包括: A、花粉预处理:在显性单基因纯合的烟株上，选取花冠即将张开的花朵，将花药夹取后用包覆材料包好，低温干燥保存，以待花药自然张开后进行诱变处理； B、花粉诱变:用40Gy~50Gy剂量的γ射线照射处理花粉； C、授粉:从雄性不育烟株上选取即将张开的花朵，用柱头蘸取诱变花粉，再套上护套，分单果收种； D、筛选:烟草的单基因显性性状纯合基因型为ΑΑ，且烟草花粉基因型为Α，将诱变后花粉授粉到基因型为aa的雄性不育植株上，得到的Ml代种子基因型为Aa或aa，目的基因未突变的种子的基因型为Aa，目的基因突变的种子的基因型为aa，将得到的种子播种后，通过表型鉴定在Ml代即可鉴定出目的单株。2.根据权利要求1所述的获得方法，其特征在于步骤A所述花药的包覆材料为纸。3.根据权利要求1所述的获得方法，其特征在于步骤A所述低温干燥保存是指，将花药夹取后用包覆材料包好，放入装有干燥剂的容器中，将装有花药的容器在4°C下干燥保存。4.根据权利要求3所述的获得方法，其特征在于步骤A所述的容器为离心管。5.根据权利要求1所述的获得方法，其特征在于步骤B所述用γ射线照射处理花粉的剂量为45Gy06.根据权利要求1所述的获得方法，其特征在于步骤C所述护套为纸管。7.根据权利要求1所述的获得方法，其特征在于步骤C所述分单果收种是指，等蒴果种皮由黄变褐时分单果收种。
【专利摘要】本发明公开了一种快速获得烟草单基因显性性状突变株的方法。所述获得方法包括：在显性单基因纯合的烟株上，选取花冠即将张开的花朵，将花药夹取后用包覆材料包好，低温干燥保存，待花药自然张开后用40Gy~50Gy剂量的γ射线照射处理花粉；从雄性不育烟株上选取即将张开的花朵，用柱头蘸取诱变花粉，再套上护套，分单果收种；烟草的单基因显性性状纯合基因型为AA，且烟草花粉基因型为A，将诱变后花粉授粉到基因型为aa的雄性不育植株上，得到的M1代种子基因型为Aa或aa，目的基因未突变的种子的基因型为Aa，目的基因突变的种子的基因型为aa，将得到的种子播种后，通过表型鉴定在M1代即可鉴定出目的单株。所述获得方法操作简便，快捷高效，无污染。
【IPC分类】A01H1/02, A01H1/06
【公开号】CN105393911
【申请号】CN201510712221
【发明人】于海芹, 刘勇, 黄昌军
【申请人】云南省烟草农业科学研究院
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月28日