本发明属于农作物品种选育技术领域，特别涉及一种ms2ms2基因型小麦的单倍体育种方法。
背景技术
近年来，利用染色体消除法创制加倍单倍体(doublehaploid，dh)得到广泛研究，其中，玉米与小麦杂交诱导单倍体技术逐渐成熟，已成为加倍单倍体产生效率较高的途径之一。单倍体育种技术可在一个世代得到纯合重组体，缩短育种年限、提高育种效率，具有巨大的育种应用和基础研究价值。然而，玉米与小麦杂交诱导单倍体程序中，小麦的人工去雄，费时费力，成本高，限制了该技术的大规模应用。
太谷核不育小麦是我国首次在小麦中发现的显性核不育突变体，是小麦育种中极其珍贵的种质资源。太谷核不育小麦含有罕见的显性核不育基因ms2，后代按照1：1的比例分离，且不育株属于“无花粉型”，不育性稳定，开放授粉异交结实率高。通过遗传交换把ms2与矮变一号的矮秆基因rht10结合在一起，紧密连锁，交换率小于0.18％，育成了矮败小麦。在育种上的利用已经形成一套以轮回选择为主，多种途径综合运用的育种方法。
利用矮败小麦解决大规模杂交问题，使用加倍单倍体技术快速纯合杂交后代，缩短育种周期3-4代，建成矮败小麦高效育种平台，是小麦育种的一大创新。目前，将矮败小麦与加倍单倍体技术结合应用于育种实践还未见报道，少数研究仅涉及到矮败小麦产生单倍体的频率等技术层面。
另外，矮败小麦与玉米杂交后代中，获得的纯合矮败ms2ms2基因型占到一半，无法自交结实，如果剔除将是严重的浪费。因此，可直接使用其他小麦花粉授粉，得到矮败小麦ms2ms2基因型的新组合f1代群体，种植后可再与玉米授粉进入新一轮的单倍体育种程序，总体可缩短一代杂交时间，达到充分利用和提高效率的效果。
技术实现要素：
本发明ms2ms2基因型f1代，无花药，颖壳开口大，易接受外来花粉，异交结实率高，应用于育种时可经简单剪颖后做杂交或抽穗5天后不整穗直接杂交，可进行大规模的直接异交组培杂交育种，是非常好的小麦育种材料。
本发明提供了一种ms2ms2基因型小麦的单倍体育种方法，包括以下步骤：
s1，第一年10月上旬，选取成熟、饱满的矮败小麦种子播种，获得矮败小麦植株；第二年，1月中旬至2月下旬，于温室中播种甜糯玉米，获得玉米植株；
s2，将s1中矮败小麦植株作为母本、玉米植株作为父本，母本抽穗2-6天后逐穗授以父本花粉，授粉后套袋隔离，授粉20-24h后，喷施2,4-二氯苯氧乙酸、阿拉伯半乳糖蛋白和二甲基亚砜的混合溶液，20-24h后再喷施所述混合溶液一次，获得小麦杂交植株；
s3，将s2中小麦杂交植株培养16-18天，从穗中取出单倍体幼胚接种于装有大量元素减半的ms培养基的培养装置中，密封，4℃下暗培养2-3天，然后在相对湿度为50％-70％、22-25℃下暗培养3-5天，然后以14h光照和10h暗培养交替循环处理培养直至至出苗，获得小麦单倍体苗；
s4，当s3中小麦单倍体苗叶片数≥3片、株高4-7cm时，去掉培养装置封口，加入灭菌水缓苗2-3天，洗去根部培养基，选择生长健壮的小麦单倍体苗移栽至含营养基质与蛭石的育苗钵中，其中育苗钵中营养基质与蛭石的重量比为2:1，放入3-6℃春化室春化25-35d，获得春化小麦单倍体苗；
s5，待s4中春化小麦单倍体苗分蘖数达到1-3个时，移入12-14℃下3-5d，洗净春化小麦单倍体苗根部，裁剪根部，使根部长度保留2-4cm，浸于秋水仙碱和二甲基亚砜的混合液中，分蘖节点没于液面下1-2cm，25℃下通风避光处理5h，清水过夜冲洗后移栽至育苗钵中，12-14℃下培养10-15d，再带土移栽至花盆中至结实成熟，获得小麦加倍单倍体植株；
s6，对s5中小麦加倍单倍体植株通过分子标记检测和表型鉴定筛选出具有矮杆和雄性不育性状的ms2ms2基因型植株作为母本，抽穗2-3天后，剪颖整穗，以普通小麦作为父本进行杂交，获得ms2ms2基因型杂交f1代。
优选的，s2中2,4-二氯苯氧乙酸、阿拉伯半乳糖蛋白和二甲基亚砜的1l混合溶液的配制方法为：将20ml二甲基亚砜、100mg的2，4-二氯苯氧乙酸和2g阿拉伯半乳糖蛋白混合，加蒸馏水至1l，混匀。
优选的，s5中秋水仙碱和二甲基亚砜混合液的配制方法为：每升质量浓度为0.1％的秋水仙碱中加入20ml的二甲基亚砜，混匀。
优选的，s5中将经秋水仙碱和二甲基亚砜混合液处理后的小麦单倍体苗移栽至育苗钵中时用重量比为1:2的营养基质和蛭石的混合物包裹春化小麦单倍体苗根部。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明ms2ms2基因型f1代颖壳开口大，易接受外来花粉，异交率高，应用于育种时简单剪颖整穗或抽穗5天后不整穗直接杂交，而普通小麦需要耗费大量时间整穗(剪颖和去除花药)，因此可进行大规模的直接异交组培杂交育种，是非常好的小麦育种材料；单倍体植株加倍后获得的ms2ms2可育株，可直接进入初级品系鉴定试验；获得的ms2ms2矮杆不育株可直接组配新组合ms2ms2基因型f1代群体，节约一季组配新组合的时间，循环利用，省去去除花药环节，便于快速杂交，适于规模化操作，节约育种成本，提高育种效率，缩短育种年限。
具体实施方式
下面对本发明的几个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制，实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，实施例中所用的材料，均可从商业途径得到。
实施例1
一种ms2ms2基因型小麦的单倍体育种方法，包括以下步骤：
s1，河南新乡，第一年10月7日，选取成熟、饱满的矮败小麦种子播种于田间，获得矮败小麦植株；第二年，1月15日、2月5日、2月20日，于温室中分期播种甜糯玉米，获得玉米植株，使矮败小麦与甜糯玉米的花期能够相遇。
s2，同年4月上旬，将s1中矮败小麦植株作为母本、玉米植株作为父本，母本抽穗后2天简单剪颖，1天后逐穗授以父本花粉，授粉后套袋隔离，授粉20h后，喷施2,4-二氯苯氧乙酸、阿拉伯半乳糖蛋白和二甲基亚砜的混合溶液，20h后再喷施混合溶液一次，获得小麦杂交植株；
其中，2,4-二氯苯氧乙酸、阿拉伯半乳糖蛋白和二甲基亚砜的1l混合溶液的配制方法为：将20ml二甲基亚砜、100mg的2，4-二氯苯氧乙酸和2g阿拉伯半乳糖蛋白混合，加蒸馏水至1l，混匀。
s3，将s2中小麦杂交植株培养16天，带2片叶剪穗，取出籽粒经体积浓度70％酒精消毒30s，再用质量浓度为0.1％hgcl2灭菌10min，无菌水冲洗3次，每次1min，取出单倍体幼胚接种于装有大量元素减半的ms培养基的培养装置中，密封，4℃下暗培养2天，然后在相对湿度为50％、22℃下暗培养3天，然后以14h光照和10h暗培养交替循环处理培养直至出苗，获得小麦单倍体苗。s4，当s3中小麦单倍体苗叶片数≥3片、株高4cm时，去掉培养装置封口，加入8ml灭菌水缓苗2天，洗去根部培养基，选择生长健壮的小麦单倍体苗移栽至含营养基质与蛭石的育苗钵中，其中育苗钵中营养基质与蛭石的重量比为2:1，放入3℃春化室春化25d，获得春化小麦单倍体苗。
s5，待s4中春化小麦单倍体苗分蘖数达到1个时，移入12℃下3d，洗净春化小麦单倍体苗根部，裁剪根部，使根部长度保留2cm，浸于秋水仙碱和二甲基亚砜的混合液中，分蘖节点没于液面下1cm，25℃下通风避光处理5h，清水过夜冲洗后移栽至育苗钵中，12℃下培养10d，再带土移栽至花盆中至结实成熟，获得小麦加倍单倍体植株；
其中，秋水仙碱和二甲基亚砜混合液的配制方法为：每升质量浓度为0.1％的秋水仙碱中加入20ml的二甲基亚砜，混匀；
将经秋水仙碱和二甲基亚砜混合液处理后的小麦单倍体苗移栽至装有土壤的育苗钵中时用重量比为1:2的营养基质和蛭石的混合物包裹春化小麦单倍体苗根部，营养基质选用市面上常规小麦育苗基质，如裕景农业黑金子育苗基质。
s6，对s5中小麦加倍单倍体植株通过分子标记检测和表型鉴定筛选出具有矮杆和雄性不育性状的ms2ms2基因型植株作为母本，抽穗2天后，简单剪颖整穗，以普通小麦作为父本进行杂交，获得ms2ms2基因型杂交f1代。
实施例1经矮败小麦和甜糯玉米杂交，获得了21个双单倍体系(ms2ms2基因型)纯合可育种子，12个直接杂交组配的矮败组合(ms2ms2基因型)种子，并经过分子标记检测证实杂交组合均含有太谷核不育基因。而且，本试验的小麦单倍体植株的加倍率达到90％以上，单株加倍结实和授粉结实获得的籽粒从3到155粒不等，能提供足够的ms2ms2基因型杂交后代群体。
实施例2
一种ms2ms2基因型小麦的单倍体育种方法，包括以下步骤：
s1，河南新乡，第一年10月7日，选取成熟、饱满的矮败小麦种子播种，获得矮败小麦植株；第二年，2月5日，于温室中播种甜糯玉米，获得玉米植株，使矮败小麦与甜糯玉米的花期能够相遇。
s2，同年4月中旬，将s1中矮败小麦植株作为母本、玉米植株作为父本，母本抽穗后3天简单剪颖整穗，1天后逐穗授以父本花粉，授粉后套袋隔离，授粉24h后，喷施2,4-二氯苯氧乙酸、阿拉伯半乳糖蛋白和二甲基亚砜的混合溶液，24h后再喷施混合溶液一次，获得小麦杂交植株；
其中，2,4-二氯苯氧乙酸、阿拉伯半乳糖蛋白和二甲基亚砜的1l混合溶液的配制方法为：将20ml二甲基亚砜、100mg的2，4-二氯苯氧乙酸和2g阿拉伯半乳糖蛋白混合，加蒸馏水至1l，混匀。
s3，将s2中小麦杂交植株培养18天，带2片叶剪穗，取出籽粒经体积浓度70％酒精消毒30s，再用质量浓度为0.1％hgcl2灭菌10min，无菌水冲洗5次，每次1min，取出单倍体幼胚接种于装有大量元素减半的ms培养基的培养装置中，密封，4℃下暗培养3天，然后在相对湿度为70％、25℃下暗培养5天，然后以14h光照和10h暗培养交替循环处理培养直至出苗，获得小麦单倍体苗。
s4，当s3中小麦单倍体苗叶片数≥3片、株高7cm时，去掉培养装置封口，加入10ml灭菌水缓苗3天，洗去根部培养基，选择生长健壮的小麦单倍体苗移栽至含营养基质与蛭石的育苗钵中，其中育苗钵中营养基质与蛭石的重量比为2:1，放入4℃春化室春化35d，获得春化小麦单倍体苗。
s5，待s4中春化小麦单倍体苗分蘖数3个时，移入14℃下5d，洗净春化小麦单倍体苗根部，裁剪根部，使根部长度保留4cm，浸于秋水仙碱和二甲基亚砜的混合液中，分蘖节点没于液面下2cm，25℃下通风避光处理5h，清水过夜冲洗后移栽至育苗钵中，14℃下培养15d，再带土移栽至花盆中至结实成熟，获得小麦加倍单倍体植株；
其中，秋水仙碱和二甲基亚砜混合液的配制方法为：每升质量浓度为0.1％的秋水仙碱中加入20ml的二甲基亚砜，混匀；
将经秋水仙碱和二甲基亚砜混合液处理后的小麦单倍体苗移栽至装有土壤的育苗钵中时用重量比为1:2的营养基质和蛭石的混合物包裹春化小麦单倍体苗根部。
s6，对s5中小麦加倍单倍体植株通过分子标记检测和表型鉴定筛选出具有矮杆和雄性不育性状的ms2ms2基因型植株作为母本，抽穗3天后，简单剪颖整穗，以普通小麦作为父本进行杂交，获得ms2ms2基因型杂交f1代。
实施例2经矮败小麦和甜糯玉米杂交，获得了45个双单倍体系(ms2ms2基因型)纯合可育种子，38个直接杂交组配的矮败组合(ms2ms2基因型)种子，并经过分子标记检测证实杂交组合均含有太谷核不育基因。
实施例3
一种ms2ms2基因型小麦的单倍体育种方法，包括以下步骤：
s1，第一年10月15日，选取成熟、饱满的矮败小麦种子播种，获得矮败小麦植株；第二年，2月20日，于温室中播种甜糯玉米，获得玉米植株，使矮败小麦与甜糯玉米的花期能够相遇。
s2，同年4月上中旬，将s1中矮败小麦植株作为母本、玉米植株作为父本，母本抽穗后5天后，逐穗授以父本花粉，授粉后套袋隔离，授粉22h后，喷施2,4-二氯苯氧乙酸、阿拉伯半乳糖蛋白和二甲基亚砜的混合溶液，23h后再喷施混合溶液一次，获得小麦杂交植株；
其中，2,4-二氯苯氧乙酸、阿拉伯半乳糖蛋白和二甲基亚砜的1l混合溶液的配制方法为：将20ml二甲基亚砜、100mg的2，4-二氯苯氧乙酸和2g阿拉伯半乳糖蛋白混合，加蒸馏水至1l，混匀。
s3，将s2中小麦杂交植株培养17天，带2片叶剪穗，取出籽粒经体积浓度70％酒精消毒30s，再用质量浓度为0.1％hgcl2灭菌10min，无菌水冲洗4次，每次1min，取出单倍体幼胚接种于装有大量元素减半的ms培养基的培养装置中，密封，4℃下暗培养3天，然后在相对湿度为60％、23℃下暗培养4天，然后以14h光照和10h暗培养交替循环处理培养直至出苗，获得小麦单倍体苗。
s4，当s3中小麦单倍体苗叶片数≥3片、株高5cm时，去掉培养装置封口，加入9ml灭菌水缓苗2天，洗去根部培养基，选择生长健壮的小麦单倍体苗移栽至含营养基质与蛭石的育苗钵中，其中育苗钵中营养基质与蛭石的重量比为2:1，放入4℃春化室春化28d，获得春化小麦单倍体苗。
s5，待s4中春化小麦单倍体苗分蘖数2个时，移入13℃下4d，洗净春化小麦单倍体苗根部，裁剪根部，使根部长度保留3cm，浸于秋水仙碱和二甲基亚砜的混合液中，分蘖节点没于液面下1cm，25℃下通风避光处理5h，清水过夜冲洗后移栽至育苗钵中，13℃下培养13d，再带土移栽至花盆中至结实成熟，获得小麦加倍单倍体植株；
其中，秋水仙碱和二甲基亚砜混合液的配制方法为：每升质量浓度为0.1％的秋水仙碱中加入20ml的二甲基亚砜，混匀；
将经秋水仙碱和二甲基亚砜混合液处理后的小麦单倍体苗移栽至装有土壤的育苗钵中时用重量比为1:2的营养基质和蛭石的混合物包裹春化小麦单倍体苗根部。
s6，对s5中小麦加倍单倍体植株通过分子标记检测和表型鉴定筛选出具有矮杆和雄性不育性状的ms2ms2基因型植株作为母本，抽穗3天后，简单剪颖整穗，以普通小麦作为父本进行杂交，获得ms2ms2基因型杂交f1代。
实施例3经矮败小麦和甜糯玉米杂交，获得了37个双单倍体系(ms2ms2基因型)纯合可育种子，32个直接杂交组配的矮败组合(ms2ms2基因型)种子，并经过分子标记检测证实杂交组合均含有太谷核不育基因。
需要说明的是，本发明权利要求书中采用的步骤方法与上述实施例相同，为了防止赘述，本发明的描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。