专利名称：一种将菰基因导入水稻种子的方法
技术领域：
本发明涉及一种分子育种方法，特别是一种水稻与菰的杂交方法。
技术背景植物分子育种是近代开创的育种新途径。植物分子育种可概括为两个层次的工程技术1、将带有目的性状基因的供体的DNA片段导入欲改良的植物受体细胞，使其后代发生变异，从中筛选出获得目的性状的后代或符合需要的有价值的新品种；2、分离目的基因，构建重组基因，导入需要改良的植物受体细 胞，经过培育，筛选出获得了目的性状，且综合性状优良的后代，育出新品种。 本发明涉及地一种方法。经过10多年的研究，植物外源DNA的导入方法已有了长足的发展，例如 基因枪法，电激法，注射法等。如按媒体类型的有或无，可分为载体介导法、 直接导入法和种质系统介导法。载体介导法是将目的DNA转入脓杆菌或病毒中， 并以之为载体，随着它们对植物的感染而将目的DNA导入植物细胞中；直接导 入法是以裸露的外源DNA通过化学或物理方法直接导入植物细胞；而种质系统 介导法，则是借助植物自身的种质细胞与媒体(如花粉、卵细胞、子房、花粉 管通道、幼胚等)来实现外源DNA导入的方法，它包括花粉管导入法、子房、 幼穗、幼胚注射法、种子浸泽法等。所谓浸渍法(imbibition)是指将植物的种子、胚、胚珠、子房、花粉粒、 幼穗、悬浮细胞甚至有庙等直接浸泡在外源DNA中，利用渗透作用把外源基因导入受体细胞并得到整合与表达的一种转化方法。浸渍法主要是利用植物细胞自身的物质运转系统将外源DNA分子直接导入受体细胞。关于植物细胞运输系统的结构与功能已有很多的研究，现已证明植物细胞至少可通过以下几种途径将外源DNA吸入细胞内1、外源DNA可通过 细胞间隙与胞间连丝组成的网络化的运输系统而被运输到每一个细胞内；2、植 物细胞也可以通过类似动物的内吞作用将外源DNA摄入细胞内；3、植物细胞 中传递细胞的膜透性改变也可以为大分子物质透过细胞膜提供机会，尤其是在 生殖细胞、胚胎细胞以及分生细胞中，外源DNA进入细胞中的机会更大。菰(Zizania)是禾本科菰属的多年生潜水植物，是水稻的近缘属，它广泛 分布于我国南北各地，生长于沼泽、池塘等中，基部由于真菌寄生而变肥厚， 须根粗壮，秆直立，高90 180cm，花单性同株，排成顶生的大圆锥花序，雄小 穗生于花序下部的分枝上，雌小穗则生于花序的上部，颖果圆柱形，花果期夏 秋冬，籽粒细小，易落粒。所以一直以来没有人工栽培的菰。水稻的一生要经历营养生长和生殖生长两个时期，其中，营养生长期主要 包括秧苗期和分蘖期。水稻生殖生长期包括拔节孕穗期、抽穗开花期和灌浆结 实期。拔节孕穗期是指幼穗分化开始到长出穗为止，包括分化期、形成期和完 成期， 一般需一个月左右；抽穗结实期是指稻穗开花后到谷粒成熟的时期又可 分为乳熟期、蜡熟期和完熟期。水稻生殖生长期的生育特点是长茎张穗、开花、 结实、形成和充实籽粒，这是夺取高产的主要阶段，栽培上尤其要重视肥、水、 气得协调，延长根系和叶片的功能期，提高物质积累转化率，达到穗数足，穗 型大，千粒重和结实率高。由于菰是水稻的近缘属，因此其生长期与水稻相类似。现有技术已有报道公开了将菰的DNA导入水稻的技术。例如，臧剑在中国专利申请号为200510032147.X的申请中公开的《一种将结实菰DNA导入水稻 的方法及其获得的繁殖材料》。发明内容针对现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种将将菰基因导入水稻种子的方 法，把菰DNA溶液通过压力，渗透，相互组合，此方法简单宜推广，且所得水 稻菰的基因稳定优良，适应多种禾本科。为实现上述发明目的，本发明提供一种将菰基因导入水稻种子的方法，采 用菰作供体，以水稻种子作受体，其特征在于，包括如下步骤A、 选择孕穗期的菰的茎或叶，清洗后，切碎，再消毒；B、 将完成上述步骤后的菰溶液与消毒好的水稻种子混合，加入水搅拌，待 水冷却后放入一干燥且干净的容器中，最后将容器密封；C、 五天后，把容器内的水稻种子和搅拌一次，再过三天后进行一次搅拌， 二天后再进行一次搅拌；D、 将经过上述步骤所得的种子进行常规栽培；E、 待种子成熟后，收获D1代稻菰种子。 上述B步骤中的菰溶液与水稻种子的混合比例为10: 1 上述B步骤中加入搅拌的水温为50-70°C。上述A步骤中的消毒采用三氯异氰脲酸进行消毒。本发明提供的一种将菰基因导入水稻种子的方法，把菰DNA溶液通过压力， 渗透，相互组合，此方法简单宜推广，且所得水稻菰的基因稳定优良，适应多种禾本科。
具体实施方式
实施例一本实施例中采用本地品种游水糯作受体，洞庭湖结实菰作供体，进行如下 步骤A、 选择孕穗期的菰的茎或叶5000g，清洗后，切碎，再采用三氯异氰脲酸消毒。B、 将完成上述步骤后的菰溶液与消毒好的500g水稻种子混合，加入 50-70。C温水搅拌，待水冷却后放入一干燥且干净的容器中，最后将容器密封。C、 五天后，把容器内的水稻种子和搅拌一次，再过三天后进行一次搅拌， 二天后再进行一次搅拌。D、 将经过上述步骤所得的种子进行常规栽培；待种子成熟后，收获D1代 稻菰种子。2006年3月11日用容器导入法，用十天时间进行上述处理，3月24日催 芽，发芽率20%， 26日下种，秧龄期25天，4月20日插秧，生长期-拔茎期-孕穗期为96天(3月26日-7月1日)，始穗期为7月10日(13支)，于7月24 日通过农科院化检，确认稻菰，其性能显示菰的特有性，香晚糯的特有性，具 有两者的共有性，在分叶期，是菰的分叶模式，分叶较多，随着株茎的长高， 产生了菰的特殊性，茎杆光洁无毛，但茎节杈把处伴茎多枝，结籽实，属茎杆 有效分叶，每杈处有2-3枝不等的有效分叶，茎高有1.42m，叶片较宽，光和作 用较强，根系较长，为圆型或偏圆型，根系结部较密，长约84cm，旁有无数细根，细根约12cm，根的作用贮藏水分合成氨基酸，这是菰的特性。籽粒呈淡白 色，粒细而长，有0.89 0.98mm，穗部结实较密，有三百到四百粒不等，由茎部 主穗和杈部结实两个部分。另外，稻穗的特性是长年生，夏抗洪水干旱。冬抗 寒，多年多批结谷，产量较高，营养十分丰富，颗粒饱满。
权利要求
1. 一种将菰基因导入水稻种子的方法，采用菰作供体，以水稻种子作受体，其特征在于，包括如下步骤A、选择孕穗期的菰的茎或叶，清洗后，切碎，再消毒；B、将完成上述步骤后的菰溶液与消毒好的水稻种子混合，加入水搅拌，待水冷却后放入一干燥且干净的容器中，最后将容器密封；C、五天后，把容器内的水稻种子和搅拌一次，再过三天后进行一次搅拌，二天后再进行一次搅拌；D、将经过上述步骤所得的种子进行常规栽培；E、待种子成熟后，收获D1代稻菰种子。
2、 根据权利要求l所述的一种将菰基因导入水稻种子的方法，其特征在于，上述B步骤中的菰溶液与水稻种子的混合比例为10: 1
3、 根据权利要求1或2所述的一种将菰基因导入水稻种子的方法，其特征 在于，上述B步骤中加入搅拌的水温为50-70。C。
4、 根据权利要求1或2所述的一种将菰基因导入水稻种子的方法，其特征 在于，上述A步骤中的消毒采用三氯异氰脲酸进行消毒。
全文摘要
本发明涉及一种水稻与菰的杂交方法。本发明提供的一种将菰基因导入水稻种子的方法，采用菰作供体，以水稻种子作受体，其特征在于，包括如下步骤A、选择孕穗期的菰的茎或叶，清洗后，切碎，再消毒；B、将完成上述步骤后的菰溶液与消毒好的水稻种子混合，加入水搅拌，待水冷却后放入一干燥且干净的容器中，最后将容器密封；C、五天后，把容器内的水稻种子和搅拌一次，再过三天后进行一次搅拌，二天后再进行一次搅拌；D、将经过上述步骤所得的种子进行常规栽培；E、待种子成熟后，收获D1代稻菰种子。此方法简单宜推广，且所得水稻菰的基因稳定优良，适应多种禾本科。
文档编号C12N15/87GK101280300SQ20071003467
公开日2008年10月8日 申请日期2007年4月3日 优先权日2007年4月3日
发明者曙 臧 申请人:臧 皓