除草剂乙丁氟灵在玉米单倍体加倍中的应用及方法

本发明涉及植物育种，更具体的说是涉及除草剂乙丁氟灵在玉米单倍体加倍中的应用及方法。

背景技术：

1、玉米不仅是重要的粮食作物，也是重要的饲料来源和工业原料。目前生产上应用的玉米品种几乎全部为自交系组配而成的杂交种。优良的自交系是玉米利用杂种优势、组配强优势玉米杂交种的基础和关键。传统方法选育优良自交系需要连续自交6-8代以上性状才能基本稳定，选育纯系周期长、速度慢、成效低，难以满足育种产业激烈的竞争需求。单倍体育种可以在两个世代即可获得纯系，能大大加快育种进程。国外许多种业公司均已实现单倍体育种的规模化应用，且随着新型诱导系的选育，单倍体的诱导效率以及鉴定效率也在不断提高。

2、单倍体是指只具有配子染色体的细胞或个体，即仅由一套染色体组所构成的个体称为单倍体。单倍体的雌穗一般发育较正常，只要授粉都能够结实。但大部分材料雄穗败育、无花药或花药干瘪，不能正常散粉，必须进行人工加倍处理才能满足育种需求。自然加倍过程中，雌穗的自然加倍率高，一般都能达到90％以上，但受玉米育种基础材料的遗传背景影响，一般雄穗自然加倍结实率低于10％，极少有材料能达到10％及以上，因此玉米雄蕊单倍体加倍率低，是单倍体育种的主要限制因素。

3、目前人工加倍方法主要有化学加倍和物理加倍法。利用物理因素加倍的频率很低，而化学加倍中利用秋水仙素的加倍效果较好，但该药剂有剧毒，使用秋水仙素废液的处理也比较复杂，如果处理不当，对人身安全和环境造成潜在危害，中毒后引发恶心、呕吐、腹泻、腹痛、胃肠反应是等症状，甚至引起癌症，严重中毒可致人死亡。

4、因此，提供一种毒性较低、加倍效率高、操作简单的试剂及方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了除草剂乙丁氟灵在玉米单倍体加倍中的应用及方法，将除草剂乙丁氟灵用于玉米单倍体加倍中，乙丁氟灵毒性弱，有利于保护操作人员的身体健康，减少对环境的危害，且乙丁氟灵显著提高了玉米单倍体的加倍率，使加倍率高达19.6％，远远高于自然加倍法，优化了玉米单倍体育种程序，为单倍体育种的发展提供了技术支持。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、除草剂乙丁氟灵在玉米单倍体加倍中的应用。

4、本发明的另一目的是：提供一种玉米单倍体加倍的方法，包括如下步骤：

5、(1)单倍体籽粒选育：以玉米杂交种德美亚3号做母本，利用诱导系cau5做父本进行杂交；待授粉后的母本果穗成熟，收获并干燥，从果穗中挑选玉米单倍体籽粒；

6、(2)单倍体幼苗选育：将玉米单倍体籽粒播种培育，从中挑选单倍体幼苗；

7、(3)单倍体加倍：采用乙丁氟灵溶液对2-3叶期的单倍体幼苗浸根处理，得加倍处理幼苗；

8、(4)将加倍处理幼苗移栽、培育至开花散粉期，将玉米单倍体植株的雄穗和雌穗在吐丝前套袋，人工进行单株自交授粉，对能正常散粉结实的植株做好标记；授粉期结束后，统计获得结实果穗的植株数目，计算玉米单倍体加倍率。

9、优选的，步骤(1)中挑选胚乳顶端紫色，胚尖无紫色的籽粒，即为玉米单倍体籽粒。

10、优选的，步骤(2)所述玉米单倍体籽粒播种培育过程如下：将玉米单倍体籽粒清水浸泡6h，剔除胚芽紫色的籽粒，播种，浇透水，每天喷水一次，保持河沙湿润，培育至幼苗长出。

11、优选的，步骤(2)中采取细胞学鉴定方法挑选：取幼苗根尖细胞，显微镜观察细胞中的染色体数目，正常玉米幼苗染色体数为2n＝20，玉米单倍体幼苗染色体数为2n＝10。

12、优选的，步骤(3)所述乙丁氟灵溶液采用如下方法制备得到：用0.7％的吐温溶液作为溶剂，加入乙丁氟灵除草剂，配制成乙丁氟灵溶液，所述乙丁氟灵溶液的溶度为25-55μmol/l。

13、优选的，所述乙丁氟灵溶液的溶度为35μmol/l。

14、优选的，步骤(3)所述浸根处理过程如下：待单倍体幼苗长至2-3叶期时，用清水将幼苗根部洗净，室温下置于乙丁氟灵溶液中浸泡5-20h。

15、优选的，待单倍体幼苗长至2-3叶期时，用清水将幼苗根部洗净，室温下置于乙丁氟灵溶液中浸泡10h。

16、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

17、(1)本发明为玉米单倍体的加倍提供了新的加倍试剂-乙丁氟灵溶液，且本发明方法以玉米杂交种德美亚3号做母本，诱导系cau5做父本，杂交所得的单倍体植株，用乙丁氟灵溶液浸根处理，结果显示，除草剂乙丁氟灵对玉米单倍体具有加倍效果，且加倍成功的玉米单倍体植株授粉结实的籽粒，经种植鉴定，跟自然加倍获得的玉米双单倍体植株具有一致的结果；经除草剂乙丁氟灵加倍获得的dh系在田间的性状表现为植株整齐一致，散粉正常，具有典型的dh系表型。

18、(2)本发明可显著提高玉米单倍体的加倍率，加倍率高达19.6％，远远高于自然加倍法，且乙丁氟灵毒性弱，有利于保护操作人员的身体健康，减少对环境的危害，采用拱棚育苗移栽的办法进行单倍体加倍，不依赖于实验室操作，操作方法简便，适宜规模化加倍玉米单倍体。

技术特征：

1.除草剂乙丁氟灵在玉米单倍体加倍中的应用。

2.一种玉米单倍体加倍的方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的玉米单倍体加倍的方法，其特征在于，步骤(1)中挑选胚乳顶端紫色，胚尖无紫色的籽粒，即为玉米单倍体籽粒。

4.根据权利要求2所述的玉米单倍体加倍的方法，其特征在于，步骤(2)所述玉米单倍体籽粒播种培育过程如下：将玉米单倍体籽粒清水浸泡6h，剔除胚芽紫色的籽粒，播种，浇透水，每天喷水一次，保持河沙湿润，培育至幼苗长出。

5.根据权利要求2所述的玉米单倍体加倍的方法，其特征在于，步骤(2)中采取细胞学鉴定方法挑选：取幼苗根尖细胞，显微镜观察细胞中的染色体数目，正常玉米幼苗染色体数为2n＝20，单倍体幼苗染色体数为2n＝10。

6.根据权利要求2所述的玉米单倍体加倍的方法，其特征在于，步骤(3)所述乙丁氟灵溶液采用如下方法制备得到：用0.7％的吐温溶液作为溶剂，加入乙丁氟灵除草剂，配制成乙丁氟灵溶液；所述乙丁氟灵溶液的溶度为25-55μmol/l。

7.根据权利要求6所述的玉米单倍体加倍的方法，其特征在于，所述乙丁氟灵溶液的溶度为35μmol/l。

8.根据权利要求2所述的玉米单倍体加倍的方法，其特征在于，步骤(3)所述浸根处理过程如下：待单倍体幼苗长至2-3叶期时，用清水将幼苗根部洗净，室温下置于乙丁氟灵溶液中浸泡5-20h。

9.根据权利要求8所述的玉米单倍体加倍的方法，其特征在于，待单倍体幼苗长至2-3叶期时，用清水将幼苗根部洗净，室温下置于乙丁氟灵溶液中浸泡10h。

技术总结
本发明公开了除草剂乙丁氟灵在玉米单倍体加倍中的应用。属于植物育种技术领域。本发明将乙丁氟灵溶液用于玉米单倍体加倍中，对玉米单倍体具有加倍效果，且加倍成功的玉米单倍体植株授粉结实的籽粒，经种植鉴定，跟自然加倍获得的玉米双单倍体植株具有一致的结果，具有典型的DH系表型。本发明还提供了具体的单倍体加倍方法，显著提高了玉米单倍体的加倍率，使加倍率高达19.6％，远远高于自然加倍法，优化了玉米单倍体育种程序，为单倍体育种的发展提供了技术支持。

技术研发人员：马延华,孙德全,李绥艳,林红,潘丽艳,李东林,范金生,吴建忠
受保护的技术使用者：黑龙江省农业科学院草业研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14