一种植物单倍体加倍方法技术

技术编号:13676636 阅读:177 留言:0更新日期:2016-09-08 02:54
本发明专利技术提供一种植物单倍体加倍方法,包括将处理过的植物单倍体幼芽用质量百分比为0.02%‑0.05%的秋水仙素配以2%的二甲基亚砜的混合液浸泡单倍体幼芽的胚根部分,处理时间为18‑36h,温度为14‑18℃。本发明专利技术提供的单倍体加倍方法,解决了单倍体育种中加倍率低的技术难题,且操作简单,对人和环境安全性更高,将有效地推进单倍体育种的规模化进程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
,尤其涉及一种植物单倍体加倍方法
技术介绍
随着人口的增加和经济的发展,玉米的需求量不断上涨。耕地面积减少和环境的恶化使人们对高产、优质、抗逆性强的玉米新品种需求日益迫切。而目前用常规育种方法获得高配合力的纯合自交系需耗费大量的人力和时间。常规的育种技术已经越来越不能满足人们的育种需求。近年来,单倍体育种技术、基因工程育种、分子标记辅助育种等生物技术手段的发展提高了育种效率,开辟了玉米育种的新途径。单倍体技术在玉米育种上应用具有如下优点:快速获得纯系;在单倍体中能简化基因互作,去掉超显性效应,保留有利的加性和加性上位效应;还可淘汰有害的、致死和半致死的隐性基因。但是,单倍体育种技术也存在缺点,那就是玉米单倍体育种中加倍率低,而且操作往往比较复杂,无法实现玉米单倍体育种的规模化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷,提供一种能够提高玉米单倍体育种中加倍率的方法。一种植物单倍体加倍方法,包括将处理过的植物单倍体幼芽用质量百分比为0.02%-0.05%的秋水仙素配以2%的二甲基亚砜的混合液浸泡单倍体幼芽的胚根部分,处理时间为18-36h,温度为14-18℃。进一步地,如上所述的方法,处理植物单倍体的方法包括1)将玉米单倍籽粒消毒后置于细沙中26-30℃保湿催芽;2)待胚根长度1-1.5cm时将幼芽取出,置于一定温度下保湿暗培养8-12h;3)取出幼芽,先切除胚根尖端1-2mm,再沿胚根纵切一个1-2mm小口。进一步地,如上所述的方法,步骤2)中所述一定温度为4℃。进一步地,如上所述的方法,在经秋水仙素处理的幼芽后,包括:幼芽取出用流水冲洗40-60min,移栽入培养皿中,进行智能温室培养,待幼苗长至3叶一芯时移栽至大田。进一步地,如上所述的方法,所述智能温室培养包括:培养温度为26℃,光培养8h或者暗培养16小时。进一步地,如上所述的方法,所述植物单倍体为蔬菜、花卉的单倍体。进一步地,如上所述的方法,所述植物单倍体为玉米的单倍体。有益效果:本专利技术提供的适用于玉米的单倍体加倍方法,此方法解决了玉米单倍体育种中加倍率低的技术难题,且操作简单,对人和环境安全性更高,将有效地推进玉米单倍体育种的规模化进程。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得
的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。实施例1:本实施例提供了一种玉米单倍体加倍方法,包括以下步骤:1)将玉米单倍籽粒消毒后置于细沙中26-30℃保湿催芽;2)待胚根长度1-1.5cm时将幼芽取出,置于4℃保湿暗培养8-12h;玉米根尖长度在1-1.5cm时其有丝分裂处于最活跃的时期,小于1cm或者大于1.5cm的根也可以使用,但是效果次之。因此本实施例选择胚根长度为1-1.5cm。该步骤的主要作用是降低玉米根尖细胞分裂速度,让大部分细胞处于有丝分裂中期,便于后面秋水仙素处理时能得到更多二倍体细胞,提高加倍率。4℃对玉米胚根生长、分生区有丝分裂属于临界温度。低于4度,根尖产生严重冷害,出现严重老化、发黄、死亡;高于4℃,根尖分生区细胞分裂仍会正常进行,很难达到多数细胞处于同一分裂时期的状态。显微观察结果表明,4℃处理8-12小时后,处于同一分裂相(有丝分裂中期)的细胞比例在25%-38%,温度高于4℃,处于有丝分裂中期的细胞比例最多在11%,因此,本实施例选择处理的条件为4℃保湿暗培养8-12h。3)取出幼芽,先切除胚根尖端1-2mm,再沿胚根纵切一个1-2mm小口;4)将上述处理好的单倍体幼芽放入1.5ml离心管中,用质量百分比为0.02%-0.05%的秋水仙素配以2%的二甲基亚砜的混合液浸泡单倍体幼芽的胚根部分,处理时间为18-36h,温度为14-18℃;1.5ml离心管大小正好能放入一粒玉米种子,其底端为圆锥形,去掉底部可让发芽的玉米种子根伸出离心管,便于将离心管固定后药剂只浸泡根部而不会影响种子。本专利技术首先考虑的是怎样在低浓度秋水仙素的处理下提高玉米单倍体加倍率。在低于前人处理浓度(0.06%)下,通过延长浸泡处理时间、降低浸泡时温度,一方面降低秋水仙素对人体、单倍体苗及环境的危害,另一方面让加倍率与自然加倍比有显著提高。这是一个有机的整体,低处理浓度、长时间处理、偏低的处理温度缺一不可。秋水仙素浓度:前人研究绝大部分秋水仙素使用浓度(质量百分比)均在0.06%-0.08%,对单倍体种子(或苗、根、茎尖)伤害、对人和环境的潜在威胁较大。秋水仙素浓度低于0.02%时,对玉米胚根无损伤,但加倍率最多也只有12%,与自然加倍效果无显著差异;秋水仙素大于0.05%时,对胚根的影响主要集中在后期生长上,大量出现根肿、褐化、生长缓慢等情况,导致死苗、畸形苗、弱苗比例上升。浸泡处理时间:这里的时间是在秋水先素浓度在0.02%-0.05%浓度下的。低于18小时,加倍效率与自然加倍差异不显著;高于36小时,对玉米根系生长影响显著,降低移栽成活率。浸泡温度:温度低于14度,根尖细胞分裂活动缓慢,加倍率与自然加倍无显著差异;14-18度之间的温度,玉米根尖细胞分裂稳定,在处理18-36小时的时间内移栽成活率最高,苗子畸形率最低;温度高于18度,根尖细胞分裂速度较快,处理时间短加倍效果不显著,如果处理时间长,后移栽后容易产生畸形苗。5)将经秋水仙素处理的幼芽取出用流水冲洗40-60min,移栽入专用营养杯中(以优质生物有机质和矿物质等组成的材料为栽培介质,通过腐熟杀虫杀菌等前期处理,添加蛭石等辅助材料),置于智能温室培养(16h暗培养,8h光照培养),注意保持营养盘湿度,待幼苗长至3叶一芯时移栽至大田。本专利技术不仅可用于单倍体苗的栽培,还用于园艺、蔬菜、花
卉领域。实施例2:1)玉米单倍体种子发芽:将单倍体种子消毒后置于蒸馏水中浸泡10小时;将浸泡后的种子均匀地插入湿度75%左右的装满沙子的发芽盘中(沙盘厚度10cm以上),铺上湿毛巾,放置在26℃的培养箱中暗培养2天,并及时补充水分。胚根顶端切除:待玉米单倍体胚根长至1.5cm左右时,切除玉米单倍体幼芽胚根顶端1-2mm,再沿胚根方向纵切1-2mm。2)秋水仙素溶液配制:分别配制3种不同浓度(质量百分比)的秋水仙素溶液:0.02%秋水仙素+2%二甲基亚砜;0.04%秋水仙素+2%二甲基亚砜;0.049%秋水仙素+2%二甲基亚砜;0.05%秋水仙素+2%二甲基亚砜;3)幼芽浸泡:步骤1)处理的幼芽胚根向下放入加入300ul步骤2所述不同浓度秋水仙素溶液的1.5ml离心管中,使幼芽的胚根部分浸泡在溶液中,而种子不接触秋水仙素溶液。整个操作过程在10-24℃进行,浸泡时间在12-36h。4)将幼芽从离心管中取出,放进发芽盒,并立即用清水冲洗,随后将废弃的秋水仙素溶液倒进固定的废液桶中并处理。清水冲洗时间40-60min。5)将幼芽移栽在入装有营养土的营养杯中,放置在智能温室中培养。培养温度为26℃,光培养8h,暗培养16小时。注意保持营养土湿度。待幼苗长至2-3叶时候,移栽入本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种植物单倍体加倍方法,其特征在于,包括将处理过的植物单倍体幼芽用质量百分比为0.02%‑0.05%的秋水仙素配以2%的二甲基亚砜的混合液浸泡单倍体幼芽的胚根部分,处理时间为18‑36h,温度为14‑18℃。

【技术特征摘要】
1.一种植物单倍体加倍方法,其特征在于,包括将处理过的植物单倍体幼芽用质量百分比为0.02%-0.05%的秋水仙素配以2%的二甲基亚砜的混合液浸泡单倍体幼芽的胚根部分,处理时间为18-36h,温度为14-18℃。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,处理植物单倍体的方法包括1)将玉米单倍籽粒消毒后置于细沙中26-30℃保湿催芽;2)待胚根长度1-1.5cm时将幼芽取出,置于一定温度下保湿暗培养8-12h;3)取出幼芽,先切除胚根尖端1-2mm,再沿胚根纵切一个1-2mm小口。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋军杜文平余桂容陈谦徐利远林杨
申请(专利权)人:四川省农业科学院生物技术核技术研究所
类型:发明
国别省市:四川;51

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