一种高产玉米的杂交育种方法
【专利摘要】本发明公开了一种高产玉米的杂交育种方法，包括如下步骤：选用优良的玉米品种作为玉米父本和玉米母本进行杂交，得到杂交组合F1代种子；在筛选种植条件下，利用所得的F1代种子自交形成二环系群体，并从中选择具有筛选性状的特异株自交10代以上，得到性状稳定的第二母本；通过基因枪法将含有BT杀虫毒蛋白基因、bar基因、玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因DMVCPDNA的DNA质粒导入上述第二母本的苗细胞、组织或器官，进行培养、筛选。本发明通过在低磷、干旱及盐碱条件下筛选玉米第二母本，并通过基因枪法的协同作用，从而获得了磷吸收效果高，且具有优良的抗虫性、抗草性、抗病性、耐旱性、耐盐碱的种子。
【专利说明】
一种高产玉米的杂交育种方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及玉米育种领域，具体涉及一种高产玉米的杂交育种方法。
【背景技术】
[0002]玉米在中国的播种面积很大，分布也很广，是中国北方和西南山区及其它旱谷地区人民的主要粮食之一。玉米的丰收是关系到粮食安全和社会稳定的重大问题。近年来，由于干旱等天气条件，又不能及时向玉米浇灌水分，导致玉米大幅减产。同时，由于近年来磷肥价格看涨，很多农民在玉米种植中少施或不施磷肥，也造成了玉米的耐旱性降低及减产。因此，培育高产磷高效、耐旱及耐盐碱的玉米品种是未来解决我国粮食安全和资源、环境问题的重要途径之一。
[0003]同时玉米材料中缺乏有效的天然抗性基因，很难利用传统的育种技术手段筛选得到具有优良抗虫性的玉米材料，传统的害虫防治措施主要为化学防治，但是化学农药具有成本高、环境污染、易残留、会毒害有益昆虫和害虫天敌等弊端不适宜长期使用。
[0004]植物基因工程的兴起与发展，为玉米病虫害的防治提供了一条崭新的思路。利用基因工程手段培育抗虫新品种具有不污染环境、对害虫的杀虫性具有专一性、育种周期短、育种和栽培成本低等优点。现在应用基因工程手段培育的抗虫材料数量直线上升，几乎涵盖了所有的重要农作物。在众多的抗虫基因中，Bt杀虫蛋白基因是一类作用机理研究比较清楚，市场应用最广泛和最有潜力的杀虫蛋白。自从1993世界上第一例成功的转crylAb基因抗虫玉米出现，抗虫转基因玉米发展迅速，直到1996年，表达cry IAb基因的转Bt基因玉米被批准商业应用于控制欧洲玉米螟危害。随后，携带来自于苏云金芽孢杆菌的杀虫蛋白的转基因玉米越来越多地被用来控制玉米生产中主要的鳞翅目害虫。具有CrylAb蛋白表达的玉米种质用来进行玉米的杂交已经被证明是一个可以减少农药使用，并减少对环境和人类潜在危害的有效管理措施。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提供了一种高产玉米的杂交育种方法，通过在低磷、干旱及盐碱条件下筛选玉米第二母本，并通过基因枪法将BT杀虫毒蛋白基因、bar基因、玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因MDMVCPDNA导入第二母本的玉米愈伤组织中，从而获得了磷吸收效果高，且具有优良的抗虫性、抗草性、抗病性、耐旱性、耐盐碱的种子。
[0006]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0007]—种高产玉米的杂交育种方法，包括如下步骤:
[0008]S1、选用适宜当地种植，抗病虫、抗倒、分蘖弱、穗大、结实率高的优质、高产品种作为玉米父本和玉米母本进行杂交，得到杂交组合Fl代种子；
[0009]S2、在筛选种植条件下，利用所得的Fl代种子自交形成二环系群体，并从中选择具有筛选性状的特异株自交10代以上，得到性状稳定的第二母本;具体的，在低磷条件下播种种子，在玉米植株长至七叶期至乳化期之间，对玉米植株进行干旱处理，不再向玉米种植区中浇灌水；并在乳熟期之后I?2天内向玉米种植区中浇灌盐碱水至盐碱水高出地面I?5cm，之后对玉米正常浇灌水分；
[0010]S3、通过基因枪法将含有BT杀虫毒蛋白基因、bar基因、玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因MDMVCPDNA的DNA质粒导入上述第二母本的苗细胞、组织或器官，经75%乙醇表面消毒后，置于分化培养基上，于25°C?27 °C条件下避光恢复培养一天，光照下培养3天后，转移至1/2MS+IBA 4.8mg/L+NAA 0.04mg/L培养基中继续培养遮光恢复培养一天；
[0011]S4、至抗性芽生长至Icm以上后，将其移入生根培养基:改良MS+0.04mg/L NAA+
0.75mg/L 6-BA+0.075mg/L IBA+35g/L蔗糖培养基中继续培养，幼苗生长至根系发达、茎叶健壮后对品质性状进行全面测定，筛选产量高、综合抗性强、品质优良的品系移入温室中，常规培育，直至结种。
[0012]其中，每升盐碱水包含氯化钠23.176克、氯化镁3.16克、硫酸镁2.148克、氯化钙2.243克、碳酸氢钠0.379克、氯化钾0.623克。
[0013]其中，所步骤S4中的改良MS包括蛋氨酸锰15mg/L、氨基酸螯合锌8mg/L、核苷酸盐13mg/L、氨基酸螯合镁6mg/L、砸蛋氨酸5.5mg/L、植酸酶0.85mg/L、卩比啶酸络0.065mg/L、碘酸I丐0.3mg/L、赖氨酸6mg/L、腐殖酸螯合钴0.065mg/L、蛋白锗0.75mg/L、碘酵母6mg/L，盐酸硫胺素10mg/L、盐酸卩比卩多醇3mg/L、EM原露35mg/L、环己六醇27mg/L。
[0014]其中，所述核苷酸盐包括核糖核酸碱水解后得到的5'-腺苷酸二钾或钠，5'-鸟腺苷酸二钾或钠，5'-胞苷酸二钾或钠和5'-尿苷酸二钾。
[0015]其中，所述筛选性状包括如下性状中的任意三种:
[0016]玉米籽粒:长芒，白壳和黄色；
[0017]株高:100?IlOcm;
[0018]果穗:穗行数10?18行千粒重200?300g，结实性好；
[0019]穗位偏低:40?60cmo
[0020]其中，所述步骤S2在播种前，需在玉米种植区施加底肥:氮肥IlOkgN/hm2、磷肥5kg P205/hm2和钾肥12kg fcO/hm2，以形成低磷条件。
[0021]本发明具有以下有益效果:
[0022]通过在低磷、干旱及盐碱条件下筛选玉米第二母本，并通过基因枪法将BT杀虫毒蛋白基因、bar基因、玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因MDMVCPDNA导入第二母本的玉米愈伤组织中，从而获得了磷吸收效果高，且具有优良的抗虫性、抗草性、抗病性、耐旱性、耐盐碱的种子。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]以下实施例中筛选的性状标准包括如下性状中的任意三种:玉米籽粒:长芒，白壳和黄色;株高:100?I 1cm;果穗:穗行数10?18行千粒重200?300g，结实性好;穗位偏低:40?60cm。所使用的核苷酸盐包括核糖核酸碱水解后得到的5'-腺苷酸二钾或钠，5'-鸟腺苷酸二钾或钠，5'-胞苷酸二钾或钠和5'-尿苷酸二钾；所使用的每升盐碱水包含氯化钠23.176克、氯化镁3.16克、硫酸镁2.148克、氯化钙2.243克、碳酸氢钠0.379克、氯化钾0.623克。所使用的改良MS包括蛋氨酸锰15mg/L、氨基酸螯合锌8mg/L、核苷酸盐13mg/L、氨基酸螯合镁6mg/L、砸蛋氨酸5.5mg/L、植酸酶0.85mg/L、卩比啶酸络0.065mg/L、碘酸|丐0.3mg/L、赖氨酸6mg/L、腐殖酸螯合钴0.065mg/L、蛋白锗0.75mg/L、碘酵母6mg/L，盐酸硫胺素10mg/L、盐酸P比卩多醇3mg/L、EM原露35mg/L、环己六醇27mg/L。
[0025]实施例
[0026]S1、选用适宜当地种植，抗病虫、抗倒、分蘖弱、穗大、结实率高的优质、高产品种作为玉米父本和玉米母本进行杂交，得到杂交组合Fl代种子；
[0027]S2、在筛选种植条件下，利用所得的Fl代种子自交形成二环系群体，并从中选择具有筛选性状的特异株自交10代以上，得到性状稳定的第二母本;具体的，在播种前，需在玉米种植区施加底肥:氮肥IlOkg N/hm2、磷肥5kg P205/hm2和钾肥12kg fcO/hm2，以形成低磷条件;在低磷条件下播种种子，在玉米植株长至七叶期至乳化期之间，对玉米植株进行干旱处理，不再向玉米种植区中浇灌水;并在乳熟期之后I?2天内向玉米种植区中浇灌盐碱水至盐碱水高出地面I?5cm，之后对玉米正常浇灌水分；
[0028]S3、通过基因枪法将含有BT杀虫毒蛋白基因、bar基因、玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因MDMVCPDNA的DNA质粒导入上述第二母本的苗细胞、组织或器官，经75%乙醇表面消毒后，置于分化培养基上，于25°C?27 °C条件下避光恢复培养一天，光照下培养3天后，转移至1/2MS+IBA 4.8mg/L+NAA 0.04mg/L培养基中继续培养遮光恢复培养一天；
[0029]S4、至抗性芽生长至Icm以上后，将其移入生根培养基:改良MS+0.04mg/L NAA+
0.75mg/L 6-BA+0.075mg/L IBA+35g/L蔗糖培养基中继续培养，幼苗生长至根系发达、茎叶健壮后对品质性状进行全面测定，筛选产量高、综合抗性强、品质优良的品系移入温室中，常规培育，直至结种。
[0030]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高产玉米的杂交育种方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、选用适宜当地种植，抗病虫、抗倒、分蘖弱、穗大、结实率高的优质、高产品种作为玉米父本和玉米母本进行杂交，得到杂交组合Fl代种子； 52、在筛选种植条件下，利用所得的Fl代种子自交形成二环系群体，并从中选择具有筛选性状的特异株自交10代以上，得到性状稳定的第二母本;具体的，在低磷条件下播种种子，在玉米植株长至七叶期至乳化期之间，对玉米植株进行干旱处理，不再向玉米种植区中浇灌水;并在乳熟期之后I?2天内向玉米种植区中浇灌盐碱水至盐碱水高出地面I?5cm，之后对玉米正常浇灌水分； 53、通过基因枪法将含有BT杀虫毒蛋白基因、bar基因、玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因MDMVCPDNA的DNA质粒导入上述第二母本的苗细胞、组织或器官，经75%乙醇表面消毒后，置于分化培养基上，于25°C?27 °C条件下避光恢复培养一天，光照下培养3天后，转移至1/2MS+IBA4.8mg/L+NAA0.04mg/L培养基中继续培养遮光恢复培养一天； 54、至抗性芽生长至Icm以上后，将其移入生根培养基:改良MS+0.04mg/LNAA+0.75mg/L6-BA+0.075mg/LIBA+35g/L蔗糖培养基中继续培养，幼苗生长至根系发达、茎叶健壮后对品质性状进行全面测定，筛选产量高、综合抗性强、品质优良的品系移入温室中，常规培育，直至结种。2.根据权利要求1所述的一种高产玉米的杂交育种方法，其特征在于，每升盐碱水包含氯化钠23.176克、氯化镁3.16克、硫酸镁2.148克、氯化钙2.243克、碳酸氢钠0.379克、氯化钾0.623克。3.根据权利要求1所述的一种高产玉米的杂交育种方法，其特征在于，所步骤S4中的改良MS包括蛋氨酸猛15mg/L、氨基酸螯合锌8mg/L、核苷酸盐13mg/L、氨基酸螯合镁6mg/L、砸蛋氨酸5.5mg/L、植酸酶0.85mg/L、卩比啶酸络0.065mg/L、碘酸|丐0.3mg/L、赖氨酸6mg/L、腐殖酸螯合钴0.065mg/L、蛋白锗0.75mg/L、碘酵母6mg/L，盐酸硫胺素10mg/L、盐酸卩比卩多醇3mg/L、EM原露35mg/L、环己六醇27mg/L。4.根据权利要求3所述的一种高产玉米的杂交育种方法，其特征在于，所述核苷酸盐包括核糖核酸碱水解后得到的5'-腺苷酸二钾或钠，5'-鸟腺苷酸二钾或钠，5'-胞苷酸二钾或钠和5'-尿苷酸二钾。5.根据权利要求1所述的一种高产玉米的杂交育种方法，其特征在于，所述筛选性状包括如下性状中的任意三种: 玉米籽粒:长芒，白壳和黄色； 株高:100?I 1cm; 果穗:穗行数10?18行千粒重200?300g，结实性好； 穗位偏低:40?60cm。6.根据权利要求1所述的一种高产玉米的杂交育种方法，其特征在于，所述步骤S2在播种前，需在玉米种植区施加底肥:氮肥I1kg N/hm2、磷肥5kg P205/hm2和钾肥12kg feO/hm2，以形成低磷条件。
【文档编号】A01H1/04GK105993911SQ201610303820
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】王艳婷
【申请人】广西兆和种业有限公司