1.本发明属于小麦育种技术领域，具体涉及一种玉米与小麦远缘杂交产生小麦双单倍体的方法。
背景技术：
2.常规小麦育种技术需要通过亲本选择、有性杂交、后代分离、人工选择、基因纯合、新品系鉴定等环节获得纯合一致的稳定新品系，其中后代开始分离至基因纯合需要6～8年时间，一个新品系的选育流程需要10年左右时间，耗时费力。
3.小麦双单倍体育种因其可加速小麦育种进程、缩短小麦新品种的培育时间正逐渐被育种专家和商业化育种企业所采用。已有的小麦单倍体育种技术主要是正常秋播小麦和冬季大棚种植的玉米在扬花期花粉相遇，经去雄、授粉、激素处理、染色体加倍获得dh系植株，一年只能收获一季，这在一定程度上影响了育种进程，很难适应现今快速选育高产优质多抗的小麦新品种的要求。
技术实现要素：
4.针对现有技术所存在的问题，本发明提供了一种新的玉米与小麦远缘杂交产生小麦双单倍体的方法，其是采用夏播玉米与人工气候室小麦远缘杂交产生小麦双单倍体的方法，其与传统正常秋播小麦和冬季大棚种植的玉米远缘杂交产生小麦双单倍体的方法配合，可以一年收获两季抗性好、产量高的小麦双单倍体材料，极大的提高小麦育种效率。
5.本发明采用如下技术方案来实现上述技术目的：
6.本发明提供一种玉米与小麦远缘杂交产生小麦双单倍体的方法，包括以下步骤：
7.第一步：在黄淮海南部夏玉米主产区，玉米材料分别在4月20日～6月30日进行分期播种，期间做好水肥管理和病虫害防治，提高玉米花粉活力，使其与小麦花期相遇；
8.小麦材料分别在4月10日～6月20日进行分期播种，其中小麦材料的种植条件为：温度22～26℃、湿度60～80％、3000～5000lux、12h光照/12h黑暗的培养箱中培养，促进其出苗；
9.第二步：待小麦生长至分蘖期时，转入14～18℃、湿度40～60％、3000～5000lux的培养箱中培养，促进其分蘖；小麦生长至拔节期时，转入18～22℃、湿度50～70％、4000～6000lux、16h光照/8h黑暗的气候室培养，期间根据需要补水及防治病虫害；
10.第三步：小麦在散粉前1～2天经人工去雄、整穗后，套白色纸袋，待小麦柱头张开，取玉米花粉混合、过滤留粉后，摇粉至小麦麦穗上，套袋隔离；
11.第四步：将去雄授以玉米花粉后的小麦，分别在24h、48h用浓度为80～120mg/l的2,4-d处理2次，后经幼胚拯救、壮苗、染色体加倍，获得小麦双倍体植株；
12.第五步：将小麦双单倍体移至栽培盆中，在18～22℃、湿度50～70％、4000～6000lux、12h光照/12h黑暗的人工气候室内继续培养至成熟，即得纯合、稳定的小麦双单倍体种子。
13.优选地，第一步中，玉米材料分7期种植，其时间分别为4月28～30日、5月6～8日、5月13～15日、5月20～22日、5月27～29日、6月3～5日、6月10～12日；小麦材料分7期种植，其时间分别为4月22～24日、4月28～30日、5月6～8日、5月13～15日、5月20～22日、5月27～29日、6月3～5日。
14.优选地，4月中旬对玉米实验田施有机生态肥，对土壤进行改良并耙平、开沟。
15.优选地，玉米材料播种时的行距为0.667米、株距为0.3米、种植密度为3300株/亩。
16.优选地，麦种植前一周对人工气候室进行紫外消毒和臭氧处理。
17.优选地，第一、五步中，小麦的培养土包括按照质量比6：1：1的比例混合而成的大汉黑泥炭土、蛭石和珍珠岩，且每立方中加入150g含量为15-9-12+2mgo+te的缓释肥。
18.优选地，第四步中，幼胚拯救的方法为：授粉后14-16d，剥取小麦颖果，在超净工作台上，先用70％乙醇表面灭菌30s，再用0.1％升汞灭菌10min，经无菌水充分冲洗3-4次后，于解剖镜下剥出幼胚，接种于1/2ms培养基(含蔗糖2％，琼脂7.5g/l)培养，接种后先在4℃冰箱中(黑暗)处理2-3d，后置于室温黑暗条件下3d，最后在20-25℃、16h光照/8h黑暗条件下培养，使小麦幼胚发芽成苗。
19.壮苗的方法为：当幼苗生长至3-5cm时，转入壮苗培养基(1/2ms+多效唑0.5mg/l+iaa0.2mg/l)，在温度11-15℃，16h光照/8h黑暗条件下培养2周，使小麦单倍体植株生长健壮。
20.染色体加倍的方法为：当幼苗发育至2-3个分蘖(5-6片叶)时，将小麦幼苗移出并修剪根部(留根1-2cm)，用0.1-0.2％秋水仙素+dmso(二甲基亚砜：dimethyl sulfoxide，每ml加1滴)，在室温、黑暗、通气条件下处理5h，后用自来水冲洗3-4h。
21.优选地，小麦材料为20f
1-20、20f
1-84、20f
1-108；玉米材料为襄玉糯402、广甜糯1号。
22.优选地，第三步中摇粉至小麦麦穗上的为多个玉米品种的混合花粉。
23.本发明利用智能人工气候室种植小麦，调节小麦花期与正常生长的玉米花期相遇，经去雄、授粉、激素处理、胚拯救、壮苗、染色体加倍后获得小麦双单倍体，解决了正常生长的玉米与小麦花期不遇的问题，其与传统正常秋播小麦和冬季大棚种植的玉米远缘杂交产生小麦双单倍体的方法配合，可以一年收获两季抗性好、产量高的小麦双单倍体材料，极大的提高小麦育种效率，且人工气候室种植小麦，操作简单、条件适宜，设备运行成本低。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本发明。
25.以下各实施例，仅用于说明本发明，并不用来限制本发明的范围。基于本发明中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
26.材料来源：
27.小麦材料为20f
1-20(母本商业品种襄麦25
×
父本商业品种扬麦158)、20f
1-84(母本商业品种襄麦25
×
父本商业品种内麦9号)、20f
1-108(母本商业品种襄麦35
×
父本商业品种郑麦9023)。
28.玉米材料为襄玉糯402(川审玉20200026；育种者：襄阳市农业科学院和四川农大正红生物技术有限责任公司选育)、广甜糯1号(粤审玉20200010；广州市农业科学研究院选育)。
29.实施例1
30.一种玉米与小麦远缘杂交产生小麦双单倍体的方法，包括以下步骤：
31.第一步：在湖北省襄阳市农业科学院试验田，4月中旬，试验田施有机生态肥，对土壤进行改良后，耙平、开沟，按照每个品种每期播种面积为13.33平方米，行距0.667米，株距0.3米，种植密度3300株/亩进行划分，备用；
32.检查人工气候室，保证控温、控湿及每个区间光照强度调控功能良好，且通风效果好，小麦种植前一周对人工气候室进行紫外消毒和臭氧处理，备用；
33.将规格为5～25mm的大汉黑泥炭土(含腐殖酸)、1～3mm的蛭石、3～6mm的珍珠岩按照6：1：1的比例拌匀，且每立方加入150g含量为15-9-12+2mgo+te的缓释肥(购买自上海大汉园景科技有限公司)，混匀、加水拌湿装入栽培盆中，备用；
34.将2个不同的甜糯玉米品种襄玉糯402、广甜糯1号分别在2020年4月30日、5月7日、5月14日、5月21日、5月28日、6月4日、6月11日分七期种植，期间做好水肥管理和病虫害防治使植株生长健壮，提高玉米花粉活力，并使其与小麦花期相遇；
35.将经过筛选得到的三种小麦材料20f
1-20、20f
1-84、20f
1-108去除杂粒、瘪粒和病粒后，分别在4月23日、4月30日、5月7日、5月14日、5月21日、5月28日、6月4日分七期种植，每期每个品种种植4盆，每盆2粒种子；将每期种植的小麦放置在温度24℃、湿度70％、4000lux、12h光照/12h黑暗、型号为g2p-1000的1号人工气候箱培养，促进其出苗，期间观察记录苗期的基本特征和生长发育情况；
36.第二步：待小麦生长至分蘖期时，转入16℃、湿度50％、4000lux，型号为g2p-1000的2号人工气候箱培养，促进其分蘖；
37.小麦生长至拔节期时，转入20℃、湿度60％、5000lux、16h光照/8h黑暗的南京恒裕智能人工气候室培养，充足的光照时间和光照强度促进小麦抽穗、扬花，期间每10天补一次水，若有病虫害发生，及时防治；
38.第三步：6月30日前后，人工气候室一期小麦在散粉前1～2天经人工去雄、整穗后，套白色纸袋，待小麦柱头张开，取襄玉糯402、广甜糯1号两个品种新鲜的玉米花粉混合、过滤留粉后，摇粉至小麦麦穗上，套袋隔离；
39.第四步：每期小麦去雄授以玉米花粉后，分别在24h、48h用浓度为100mg/l的2,4-d处理2次，后经幼胚拯救、壮苗、染色体加倍，获得小麦双单倍体植株；
40.其中幼胚拯救的方法为：授粉后15d，剥取小麦颖果，在超净工作台上，先用70％乙醇表面灭菌30s，再用0.1％升汞灭菌10min，经无菌水充分冲洗3-4次后，于解剖镜下剥出幼胚，接种于1/2ms培养基(含蔗糖2％，琼脂7.5g/l)培养，接种后先在4℃冰箱中(黑暗)处理2d，后置于室温黑暗条件下3d，最后在25℃、16h光照/8h黑暗条件下培养，使小麦幼胚发芽成苗。
41.壮苗的方法为：当幼苗生长至3-5cm时，转入壮苗培养基(1/2ms+多效唑0.5mg/l+iaa 0.2mg/l)，在温度11-13℃，16h光照/8h黑暗条件下培养2周，使小麦单倍体植株生长健壮。
42.染色体加倍的方法为：当幼苗发育至2-3个分蘖(5-6片叶)时，将小麦幼苗移出并修剪根部(留根1-2cm)，用0.1-0.2％秋水仙素+dmso(二甲基亚砜：dimethyl sulfoxide，每ml加1滴)，在室温、黑暗、通气条件下处理5h，后用自来水冲洗3-4h。
43.第五步：将小麦双单倍体植株移至栽培盆中，放置在20℃、湿度60％、5000lux、12h光照/12h黑暗的智能人工气候室继续培养至成熟后，即得纯合、稳定的小麦双单倍体种子。
44.实施例2
45.一种玉米与小麦远缘杂交产生小麦双单倍体的方法，包括以下步骤：
46.第一步：在湖北省襄阳市农业科学院试验田，4月中旬，试验田施有机生态肥，对土壤进行改良后，耙平、开沟，按照每个品种每期播种面积为13.33平方米，行距0.667米，株距0.3米，种植密度3300株/亩进行划分，备用；
47.检查人工气候室，保证控温、控湿及每个区间光照强度调控功能良好，且通风效果好，小麦种植前一周对人工气候室进行紫外消毒和臭氧处理，备用；
48.将规格为5～25mm的大汉黑泥炭土(含腐殖酸)、1～3mm的蛭石、3～6mm的珍珠岩按照6：1：1的比例拌匀，且每立方加入150g含量为15-9-12+2mgo+te的缓释肥(购买自上海大汉园景科技有限公司)，混匀、加水拌湿装入栽培盆中，备用；
49.将2个不同的甜糯玉米品种襄玉糯402、广甜糯1号分别在2021年4月29日、5月6日、5月13日、5月20日、5月27日、6月3日、6月10日分七期种植，期间做好水肥管理和病虫害防治使植株生长健壮，提高玉米花粉活力，并使其与小麦花期相遇；
50.将经过筛选得到的三种小麦材料20f
1-20、20f
1-84、20f
1-108去除杂粒、瘪粒和病粒后，分别在4月22日、4月29日、5月6日、5月13日、5月20日、5月27日、6月3日分七期种植，每期每个品种种植4盆，每盆2粒种子；将每期种植的小麦放置在温度25℃、湿度65％、4500lux、12h光照/12h黑暗、型号为g2p-1000的1号人工气候箱培养，促进其出苗，期间观察记录苗期的基本特征和生长发育情况；
51.第二步：待小麦生长至分蘖期时，转入14℃、湿度55％、4500lux，型号为g2p-1000的2号人工气候箱培养，促进其分蘖；
52.小麦生长至拔节期时，转入22℃、湿度65％、5500lux、16h光照/8h黑暗的南京恒裕智能人工气候室培养，充足的光照时间和光照强度促进小麦抽穗、扬花，期间每10天补一次水，若有病虫害发生，及时防治；
53.第三步：6月30日前后，人工气候室一期小麦在散粉前1～2天经人工去雄、整穗后，套白色纸袋，待小麦柱头张开，取襄玉糯402、广甜糯1号两个品种新鲜的玉米花粉，经混合、过滤留粉后，摇粉至小麦麦穗上，套袋隔离；
54.第四步：每期小麦去雄授以玉米花粉后，分别在24h、48h用浓度为100mg/l的2,4-d处理2次，后经幼胚拯救、壮苗、染色体加倍，获得小麦双单倍体植株；
55.其中幼胚拯救的方法为：授粉后14d，剥取小麦颖果，在超净工作台上，先用70％乙醇表面灭菌30s，再用0.1％升汞灭菌10min，经无菌水充分冲洗3-4次后，于解剖镜下剥出幼胚，接种于1/2ms培养基(含蔗糖2％，琼脂7.5g/l)培养，接种后先在4℃冰箱中(黑暗)处理3d，后置于室温黑暗条件下3d，最后在20℃、16h光照/8h黑暗条件下培养，使小麦幼胚发芽成苗。
56.壮苗的方法为：当幼苗生长至3-5cm时，转入壮苗培养基(1/2ms+多效唑0.5mg/l+
iaa 0.2mg/l)，在温度13-15℃，16h光照/8h黑暗条件下培养2周，使小麦单倍体植株生长健壮
57.染色体加倍的方法为：当幼苗发育至2-3个分蘖(5-6片叶)时，将小麦幼苗移出并修剪根部(留根1-2cm)，用0.1-0.2％秋水仙素+dmso(二甲基亚砜：dimethyl sulfoxide，每ml加1滴)，在室温、黑暗、通气条件下处理5h，后用自来水冲洗3-4h。
58.第五步：将小麦双单倍体植株移至栽培盆中，放置在22℃、湿度65％、5000lux、12h光照/12h黑暗的智能人工气候室继续培养至成熟后，即得纯合、稳定的小麦双单倍体种子。
59.在此有必要指出的是，以上实施例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明，并不是对本发明的技术方案的进一步的限制，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。