提高小麦×玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法的制作方法

文档序号:11237787阅读:595来源:国知局

本发明属于小麦品种选育技术领域,尤其涉及一种提高小麦x玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法。



背景技术:

小麦×玉米远缘杂交生产小麦单倍体,经染色体加倍形成纯合小麦双单倍体新品系,是缩短小麦育种纯合年限的有效手段,其中,成胚率低是制约其应用的主要障碍。受亲本、环境和操作流程影响,在单倍体生产诸环节中,各种文献报道的成胚率变幅最大,后续的成胚、胚拯救、染色体加倍、育苗等均不是最大的限制因素。提高成胚率,是双单倍体生产的关键步骤。

影响成胚率的主要因素是受精和激素诱导。据报道,优化后的激素诱导技术,可使成胚率接近受精率,目前报道的最高受精率为10-30%。受精过程涉及花粉和柱头的相互识别和花粉管伸长等过程,因此认为,小麦x玉米远缘杂交过程中的关键步骤是扰乱识别机制,提高受精率。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题就是提供一种提高小麦×玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法。

为解决上述问题,本发明采用的技术方案包括下列步骤:

第一步,小麦去雄

小麦开花前1-2天手工去雄,保留穗中部10个小穗、每个小穗外侧2个小花,套袋隔离外来花粉;

第二步,授玉米粉

授玉米粉前1-2小时,将去雄的小麦穗浸入已经调好水温在50-58度的水浴锅中7-15秒,取出自然风干,待柱头恢复蓬松绒毛状态后,授以新鲜玉米粉;

第三步,成胚

授粉后第二天,以75ppm2,4-二氯苯氧乙酸+50ppm2,5-二氯-6-甲氧基苯甲酸水溶液处理已经授粉的小麦穗,15-18天后,在解剖镜下剥取其中幼胚,进入幼胚拯救程序。

其附加技术特征为:所述水浴锅的水温为54度,去雄的小麦穗浸入已经调好水温在54度的水浴锅中10秒。

本发明所提供的提高小麦×玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法,是以小麦与玉米等其它禾本科植物杂交为手段,以谋求获得小麦单倍体或远缘杂交种为目的的育种操作。小麦x玉米杂交属科内种间远缘杂交,存在对异源花粉的识别机制,常规条件下的成功率低。温水杀雄和温水诱导多胚实验中,温水处理作为杀雄手段或诱导多胚的方法,难以掌握,效果不好。但有一个意外收获,温水处理后,小麦x玉米远缘杂交的成胚率明显提高。经初步验证,其机制为,温水洗脱了小麦柱头上的可溶性糖,洗脱量12.5±5.8ug糖/mg干柱头,较常温水的洗脱量6.2±3.2ug/mg提高2倍,降低了小麦柱头对玉米花粉的识别能力。而温水对可溶性蛋白质的洗脱仅为常温水的1.05倍,超过56度或者15秒钟可杀死小麦柱头。本发明所提供的提高小麦×玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法,利用超过室温的最佳温度为54度的温水处理去雄后的小麦穗10秒钟,大大提高小麦×玉米杂交授粉成功率。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明提高小麦×玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法做进一步详细说明。

实施例1

本发明提供的提高小麦×玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法,包括下列步骤:

第一步,小麦去雄

小麦开花前1天手工去雄,保留穗中部10个小穗、每个小穗外侧2个小花,套袋隔离外来花粉;

第二步,授玉米粉

授玉米粉前1小时,将去雄的小麦穗浸入已经调好水温在50度的水浴锅中15秒,取出自然风干,待柱头恢复蓬松绒毛状态后,授以新鲜玉米粉;

第三步,成胚

授粉后第二天,以75ppm2,4-二氯苯氧乙酸+50ppm2,5-二氯-6-甲氧基苯甲酸水溶液处理已经授粉的小麦穗,15天后,在解剖镜下剥取其中幼胚,进入幼胚拯救程序。

实施例2

本发明提供的提高小麦×玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法,包括下列步骤:

第一步,小麦去雄

小麦开花前1.5天手工去雄,保留穗中部10个小穗、每个小穗外侧2个小花,套袋隔离外来花粉;

第二步,授玉米粉

授玉米粉前1.5小时,将去雄的小麦穗浸入已经调好水温在54度的水浴锅中10秒,取出自然风干,待柱头恢复蓬松绒毛状态后,授以新鲜玉米粉;

第三步,成胚

授粉后第二天,以75ppm2,4-二氯苯氧乙酸+50ppm2,5-二氯-6-甲氧基苯甲酸水溶液处理已经授粉的小麦穗,16天后,在解剖镜下剥取其中幼胚,进入幼胚拯救程序。

实施例3

本发明提供的提高小麦×玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法,包括下列步骤:

第一步,小麦去雄

小麦开花前2天手工去雄,保留穗中部10个小穗、每个小穗外侧2个小花,套袋隔离外来花粉;

第二步,授玉米粉

授玉米粉前2小时,将去雄的小麦穗浸入已经调好水温在58度的水浴锅中7秒,取出自然风干,待柱头恢复蓬松绒毛状态后,授以新鲜玉米粉;

第三步,成胚

授粉后第二天,以75ppm2,4-二氯苯氧乙酸+50ppm2,5-二氯-6-甲氧基苯甲酸水溶液处理已经授粉的小麦穗,18天后,在解剖镜下剥取其中幼胚,进入幼胚拯救程序。

附表1为最优温度筛选实验。参照谷子温水杀雄方法,选择50-60℃温水处理去雄后1-2天的小麦穗,处理时间10秒,同天授粉不处理的相同组合作对照,材料为应用杂交组合良星99x邯4589。结果表明50-56℃均能是成胚率提高,最佳处理温度为54℃,效果最好。其中,ck为不处理的对照。水浴锅温度控制精度±0.5℃,环境对其波动范围有一定影响,所以每2℃进行试验处理。处理时间:上午9点左右,授玉米粉之前1-2小时。58℃处理的已经有部分被烫死,无胚产生,与对照比增长率为-100%,60℃时已完全烫死,无数据。

附表1

附表2为组合间成胚率比较实验。以恒温54℃温水、10秒进行试验重复,不同组合平均成胚率提高148%,以同天授粉常温水处理的相同组合作为对照(ck)。

附表2

附表3为可溶性总糖实验。准备好20株小麦去雄材料,每株去雄20小花。

取20个早1天去雄的柱头+子房,放入2.0mlep管中,将预先加热到54度、室温的水1000ul加入ep管中,用移液器上下吹吸10次,用时10秒,将水吸出,全部转移到20ml试管中,加入80%(v/v)硫酸配制的2%(g/v)蒽酮试剂4ml,沸水浴加热5分钟,同时以100ug/ml标准葡萄糖为标准曲线,水为对照,冷却后625nm比色,重复10次。表中糖含量为雌蕊经水洗脱下来的糖重量而非雌蕊实际糖含量。

本发明所提供的提高小麦×玉米杂交授粉成功率的温水浸泡柱头法,不仅限于上述实施例,凡在本发明基础上所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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