玉米摩擦禾单体附加系核不育基因的分子标记及其应用_2

文档序号:9231041阅读:来源:国知局
10XTaq Buffer 2.5 μ 1, MgCl2L 5 μ 1,dNTPmix 2 μ 1(2. 5mM,each),Taq 聚合酶0· 7 μ 1(2. 5ιι/μ I),引物Mstl-F 和 Mstl-R各 lyl,DNA 1.5ul(50ng/yl),ddH20 14.8以1,总体系为25111。
[0034] 上述方法步骤(I)中所述的PCR扩增的反应程序为:94°C预变性5min ;94°C变性 111^11,58°0退火11^11,72°0延伸1.51^11,38个循环;72°0终延伸71^11,4°0保存。
[0035] 利用上述玉米摩擦禾单体附加系核不育基因的分子标记进行玉米轮回选择育种 的方法,包括如下步骤:
[0036] (1)、种植玉米摩擦禾单体附加系,在抽雄散粉期,将其中的雄性可育株(2n = 20) 剔除,以雄性不育株(2n = 20+1)为母本,以符合育种目标的农艺性状优良的10~30个玉 米材料(2n = 20)为父本,分别进行人工杂交,得杂交F1代;
[0037] (2)、按照组合种植匕代,并分批种植步骤(1)中所述的玉米材料;以F1R中的不 育株(2n = 20+1)为母本,以步骤(1)中所述的玉米材料为父本分别进行回交,收获不育株 上的种子,获得BC1R;
[0038] (3)、在隔离条件下按照组合种植BC1代;在5~6叶期提取BC A叶片总DNA,然 后以叶片总DNA为模板,以Mstl-F和Mstl-R为引物进行PCR扩增,保留带有Mstl标记的 植株,拔除不带Mstl标记的植株;在开花散粉期自由授粉,收获农艺性状优良的不育株上 的果穗,然后将种子等量混合,建立基础群体C tl;
[0039] (4)、在隔离条件下种植Ctl群体100~5000株;在5~6叶期提取C tl代叶片总DNA, 然后以叶片总DNA为模板,以Mstl-F和Mstl-R为引物进行PCR扩增,保留带有Mstl标记 的植株,拔除不带Mstl标记的植株;在开花散粉期自由授粉,收获农艺性状优良的不育株 上的果穗,然后将种子等量混合,形成第一轮群体C 1;
[0040] (5)、重复步骤(4) 3~5次,可得群体C4~C 6;
[0041] (6)、在步骤(5)所得的C4~C 6群体中选择符合育种目标的可育单株,进入系谱法 育种程序,按照育种目标进行选株自交,培育出新的品种。
[0042] 上述方法中可以轮回选择群体中的不育株为基础材料,随时添加新的玉米材料, 再继续进行轮回选择。
[0043] 上述方法步骤(1)中所述的玉米摩擦禾单体附加系是指MTchr2 (Zea mays)或带 有附加染色体的MTchr2的衍生系。
[0044] 上述轮回选择育种的方法步骤(1)中所述的育种目标是本领域技术人员熟知的 概念,主要是指农艺性状、品质、抗性性状或适应性等性状优良,具体侧重哪些性状,要根据 群体的具体情况而定。
[0045] 上述方法步骤(3)或(4)中所述的在隔离条件下是指群体的种植需要采取适当的 隔离措施,以避免来自非本群体的花粉串粉。
[0046] 上述方法步骤(4)中所述的群体大小可以为500~2000株。
[0047] 上述方法步骤(6)中所述的系谱法育种程序属于本领域技术人员公知的常识。
[0048] 利用玉米摩擦禾单体附加系回交转育玉米雄性不育系的方法,包括如下步骤:
[0049] (1)、种植玉米摩擦禾单体附加系,同时分批种植需要转育的农艺性状优良的玉米 自交系;在抽丝散粉期,以雄性不育的玉米摩擦禾单体附加系植株(2n = 20+1)为母本,以 农艺性状优良的玉米自交系(2n = 20)为父本杂交,得杂交F1代。
[0050] (2)、种植杂交匕代,同时分批种植步骤(1)中所述的农艺性状优良的玉米自交 系;在抽丝散粉期,以雄性不育的植株(2n = 20+1)为母本,以步骤⑴中所述的玉米自交 系(2n = 20)为父本杂交,得BC1R ;
[0051] (3)、重复步骤(2)连续回交4~6次,得相应农艺性状优良的玉米自交系的不育 系(2n = 20+1);所得的雄性不育系植株表型与步骤(1)中的农艺性状优良的玉米自交系 基本相同,但花粉完全败育;此外,还同时产生相应的含有20条染色体的花粉可育的普通 玉米。
[0052] 上述方法步骤(1)中所述的玉米摩擦禾单体附加系是指MTchr2或带有附加染色 体的MTchr2的衍生系。
[0053] 上述方法步骤(1)中所述的玉米自交系是指生产上广泛应用的农艺性状优良的 自交系,如B73、郑58或昌7-2等等,这属于本领域技术人员熟知的常识。
[0054] 利用玉米摩擦禾单体附加系进行玉米轮回选择育种的方法,包括如下步骤:
[0055] (1)、种植玉米摩擦禾单体附加系,剔除可育植株(2n = 20),以雄性不育的玉米摩 擦禾单体附加系(2n = 20+1)为母本,以符合育种目标的农艺性状优良的10~30个玉米 材料(2n = 20)为父本,分别进行人工杂交,得杂交F1代;
[0056] (2)、按照组合种植匕代,并分批种植步骤(1)中所述的玉米材料;以F1R中的不 育株(2n = 20+1)为母本,以所述的玉米材料为父本分别进行回交,收获不育株上的种子, 获得队代;
[0057] (3)、在隔离条件下按照组合种植BC1代;在抽丝期,拔除不符合育种目标的不育株 和可育株;在开花散粉期自由授粉,收获农艺性状优良的不育株上的果穗,然后将种子等量 混合,建立基础群体Q 1;
[0058] (4)在隔离条件下种植Ctl群体100~5000株;在抽丝期,拔除不符合育种目标的 不育株和可育株;在开花散粉期自由授粉,收获农艺性状优良的不育株上的果穗,然后将种 子等量混合,形成第一轮群体C 1;
[0059] (5)、重复步骤(4) 3~5次,可得群体C4~C 6;
[0060] (6)、在步骤(5)所得的C4~C 6群体中选择符合育种目标的可育单株,进入系谱法 育种程序,按照育种目标进行选株自交,培育出新的品种。
[0061] 上述方法中可以轮回选择群体中的不育株为基础材料,随时添加新的材料,再继 续进行轮回选择。
[0062] 上述方法步骤(1)中所述的雄性不育的玉米摩擦禾单体附加系是指MTchr2或带 有附加染色体的MTchr2的衍生系。
[0063] 上述方法步骤(4)中所述的群体大小可以为500~2000株。
[0064] 上述方法步骤(1)中所述的育种目标是本领域技术人员熟知的概念,主要是指农 艺性状、品质、抗性性状或适应性等性状优良,具体侧重哪些性状,要根据群体的具体情况 而定。
[0065] 上述方法步骤(3)和(4)中所述的在隔离条件下是指群体的种植需要采取适当的 隔离措施,以避免来自非本群体的花粉串粉。
[0066] 上述方法步骤(6)中所述的系谱法育种程序属于本领域技术人员公知的常识。
[0067] 本发明具有的优点和积极效果:(1)、本发明为玉米摩擦禾单体附加系核不育基因 提供了一个辅助选择分子标记,使玉米摩擦禾单体附件系(不育株)在室内进行选择和苗 期进行选择成为可能,大大节约劳力;(2)本发明核不育基因的分子标记,不受时间和环境 条件的限制,可以直接对基因型进行鉴定,易于进行选择和淘汰。(3)、本发明利用分子标记 对不育株进行选择,提高了回交转育效率,大大缩短了育种进程和时间,显著降低了育种成 本。(4)、本发明中核不育基因独立于玉米整套的基因组存在于附加的染色体上,不存在与 玉米基因组中的基因连锁累赘,对玉米的生长发育没有影响,可以快速有效实现核不育的 转育。(5)、尽管玉米去雄比较容易,但是轮回选择育种中大量的授粉工作仍然是进行玉米 轮回选择的限制因素,本发明提供的不育材料以及辅助选择标记使进行大规模的杂交成为 可能,从而可以大大丰富了育种材料的遗传基础,有利于选出突破性的品种;(6)、利用本发 明轮回选择的方法可以对玉米材料不断地进行改良,可以根据需要在不同时期灵活的加入 所需要的资源,从而充分利用各种优异的玉米种质资源,不断地改良群体性状,不断地选育 出新的品种;(7)、本发明利用玉米摩擦禾单体附加系核不育材料,不必进行人工去雄和授 粉工作,节省大量人力和物力。
【附图说明】
[0068] 图1.玉米摩擦禾单体附加系220B中单体附加系染色体(2η = 20+1)照片。
[0069] 图2.玉米摩擦禾单体附加系220Β中单体附加系染色体(2η = 20+1)照片。
[0070] 图3.玉米摩擦禾单体附加系220Β中普通植株染色体(2η = 20)照片。
[0071] 图4.玉米摩擦禾单体附加系220Β中普通植株染色体(2η = 20)照片。
[0072] 图5.随机引物Β16的RAPD扩增产物电泳图谱;其中1、2、3为普通植株(2η = 20) 样品,4、5、6为单体附加系单株(2n = 20+1)样品,7为普通植株(2η = 20)混合样品,8为 单体附加系植株(2η = 20+1)混合样品,白色箭头所指为特异条带。
[0073] 图6.本发明分子标记的PCR扩增产物电泳图谱;其中1、2和3为单体附加系植株 (2η = 20+1)样品;4、5和6为普通植株(2η = 20)样品。
[0074] 图7. MTchr2植株分子标记的PCR扩增产物电泳图谱;其中2、3、4、9和15为单体 附加系(2n = 20+1)植株,1、5、6、7、8、10、11、12、13、14 和 16 为普通植株(2n = 20)。
【具体实施方式】
[0075] 以下用实施例进一步说明本发明,但不对本发明的保护范围构成任何限制。
[0076] 实施例1玉米摩擦禾单体附加系核不育基因的分子标记的筛选试验
[0077] 按照如下方法进行:
[0078] (1)、2012年3月下旬,在四川农业大学成都校区,分别取摩擦禾(Tripscaum)种子 10粒和从美国USDA引进的玉米摩擦禾单体附加系220B种子50粒种植在发芽盒中,基质为 粗河沙,置于温度为28°C、湿度为70%的人工气候箱中进行催芽,植株生长至三叶一心时, 移栽到口径为30cm,高度为25cm的塑料花盆中。
[0079] (2)、当玉米摩擦禾单体附加系220B植株高达30cm时,在阳光明媚的中午 10:00~14:00且温度高于25°C时切取0. 5cm左右的根尖,并用饱和α -溴萘水溶液进行避 光预处理2h,将预处理后的根尖在室温下用双蒸水低渗30min,然后用新鲜固定液(甲醇: 冰乙酸=3:1)固定12h以上。再将固定后的根尖置于70%无水乙醇中,保存在4°C ;用双 蒸水洗净根
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