本发明专利技术公开了一种利用高油型诱导系诱导玉米单倍体和多胚体的方法。本发明专利技术所提供的诱导玉米单倍体和多胚体的方法，是用高油型玉米单倍体诱导系作父本给母本授粉，收获杂交当代籽粒，得到玉米单倍体和多胚体。该方法不仅具有传统单倍体育种的优点如简化育种程序、加快育种进程、提高品种的纯度等，还能利用油分的遗传效应提高单倍体的鉴别效率，同时也提高了多胚体的诱导率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用高油型玉米孤雌生殖诱导系诱导玉米单倍体和多胚体的方法。
技术介绍
玉米是雌雄同株异花、进行有性生殖的作物。玉米育种工作中主要是利用玉米 有性生殖的方式选育玉米自交系、配制玉米组合、繁制玉米杂交种。但是在培育玉 米自交系的过程中，必须经过多代的自交和选择。通常选育一个品种需要上十年的 时间，需要消耗大量的人力、物力和财力。因此如何縮短育种进程、提高育种效率 是育种家们一直追求的目标。玉米单倍体是配子体无融合生殖的产物，包括孤雄生殖和孤雌生殖两大类。对获 得的单倍体进行人工加倍，只需一个世代就可以获得纯合二倍体，大大縮短育种年 限。自从1964年(Guha S, Maheshwari S C. In vitro production of embryos from anther of Dature. Nature, 1964， 204:497)经过花药培养单倍体而揭示了通过实验途径可 以获得单倍体后，通过组培途径选育自交系的方法被认为很有希望的方法。但是由 于花药培养难度大，技术操作复杂，并且基因型依赖性很强，并且选育出的自交系 不一定是优良的自交系，因此难以在育种上规模化利用。孤雌生殖单倍体可以通过生物诱导和非生物诱导如化学诱导等途径产生，但非 生物诱导的问题与花药组培一样存在很多困难，限制其在育种上的应用。生物诱导 就是利用生物诱导材料使诱导对象产生单倍体。Coe (Coe ERA line of maize with high haploid frequency . Am Nat， 1959， 93:381-382)在1959年发现了玉米孤雌生 殖诱导系Stock6。后来在其基础上不断改造导入Navajo (ACR-nj)遗传标记基因，通过籽粒颜色和植株颜色能较为简便快捷地鉴定出单倍体，从而使生物诱导单倍体进 行单倍体育种成为了可能。但是在实践应用中也发现，Stock6的诱导率仍然很低(约为1%)，并且存在很多严重的缺陷，如雄花对温度敏感，自交结实性差，穗粒腐病严 重，Navajo遗传标记较弱。因此，选育更高诱导率的新型诱导系是生物导单倍体技 术的关键。生物诱导单倍体技术的另一个限制是单倍体的鉴定效率。目前单倍体的鉴定主 要依赖于A1A2C1C2BP1R-nj显性标记系统，即根据胚乳、胚、植株颜色来判断。它 首先根据籽粒Navajo标记性状(由A1A2C1C2R-nj基因控制)分拣出可能的单倍体籽粒，再经过苗期植株颜色(由A1A2BP1基因控制)来确定单倍体植株的真伪。但 是在实践中发现，该标记系统的基因型选择性比较强，不同的材料标记表达差别很 大，有的材料几乎不能用籽粒Navajo标记鉴定；而且不同的环境条件对标记的表达 影响也很大。因此开发出新的标记以高效鉴定单倍体对单倍体育种也很重要。正常的种子只有一个种胚，而多胚种子则可以在一粒种子上着生两个乃至更多 的胚芽，如孪生胚等，种植后形成双胚苗或者三胚苗等。多胚种子源自玉米的无融 合生殖，此类材料可以用于遗传育种研究，如研究玉米生殖遗传学及其杂种优势利 用等。但是，多胚种苗自发产生的频率相当低，杨文鹏等曾对不同类型的玉米进行 发芽统计，玉米自发产生多胚种苗的频率仅为0.058% (杨文鹏，柏晓光、陈泽惠， 玉米双胚苗的初步观察，贵州农业科学，1991年第6期)。后来人们用药物(如 二甲基亚砜)、离子辐照等方法进行多胚种苗的诱导，但效果都不理想。通过杂交诱 导以获得大量多胚种苗的方法鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种程序简单、速度快，并且能大量诱导出玉米单倍体和 多胚体的方法。本专利技术所提供的诱导玉米单倍体和多胚体的方法，是用高油型玉米单倍体诱导 系作父本给母本授粉，收获杂交当代籽粒，得到玉米单倍体和多胚体。其中，所述玉米单倍体可按照如下方法鉴定对所述杂交当代籽粒借助于颜色 标记和油份的花粉直感效应以及利用测定单个籽粒的油分含量相结合鉴定单倍体。 具体方法如下所述杂交当代籽粒中，糊粉层为紫色、胚芽部位无紫色标记、且油 份含量低于所述母本自交一代的油份含量的籽粒为单倍体籽粒。所述多胚体可按照如下方法鉴定对所述杂交当代籽粒进行种胚筛查和发芽鉴 定多胚体。所述母本可为符合育种目标的自交系、基础群体或杂交种。上述方法中所述的基础群体指由多个自交系或品种按一定方式混合授粉后形成 的玉米群体。上述方法中所述的杂交种指单交种、三交种或者双交种。所述多胚体是指籽粒具有多胚因而发芽后出现一粒种子长出两株或两株以上的苗。所述高油型单倍体诱导系父本指油分含量高于6%以上的高油型单倍体诱导系 如农大高诱系等，可以从中国农业大学国家玉米改良中心获得。所述步骤(2)中，按照如下方法鉴定单倍体所述步骤(1)所收获的籽粒中，糊粉层为紫色、胚芽部位无紫色标记、且油份含量低于所述母本自交籽粒油份含量 的籽粒为单倍体籽粒。本专利技术所用的高油型诱导系具有较Stock6更加明显的Navajo标记，而且保持 了ABP1紫色植株标记。除此之外，其含油量较高(6%以上)，具有显著的花粉直感 效应，父本效应值可以达到0.38。因此结合籽粒颜色、籽粒油份、植株颜色三个标 记能很容易地鉴定单倍体。与传统生物诱导孤雌生殖生产单倍体的育种程序相比，本专利技术具有(1)利用所 选高油型单倍体诱导系的单倍体诱导率较高(平均6%，部分材料可高达11%) ; (2) 除色素外，油分可以作为新的遗传标记， 一般油分含量比较稳定且具有明显的花粉 直感效应，杂交当代籽粒胚面较大，单倍体籽粒胚面相对较小，有利于目测识别单 倍体；(3)可以利用单粒油分测定仪器如核磁共振仪(醒R)、近红外仪(NIR)等测 定油分含量，单倍体由于油分含量低于杂交籽粒，因而可以被鉴别出来。本方法在 提高单倍体诱导率的同时，也将籽粒颜色、籽粒油份、植株颜色等三种单倍体鉴别 标记结合起来，提高了单倍体鉴别效率。同时，本专利技术的方法还提高了多胚体的诱 导频率，使多胚突变体的诱导频率高达O. 1%-0.21%。附图说明图1为本专利技术所用的的高油型单倍体诱导系选育过程示意图 具体实施例方式下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。实施例1、利用高油型单倍体诱导系诱导玉米单倍体 一、实验材料高油型单倍体诱导系可以从中国农业大学国家玉米改良中心获得。 以高油型单倍体诱导系农大高油诱2号为例，其选育方法如图1所示 Stock6引自美国玉米遗传合作社。北农大高油(BH0)是一个高油改良群体，胚 面很大，在田间曾发现过自发产生的单倍体。1995年选择BH0群体中数十个单株与 Stock6进行杂交，选择其中籽粒Navajo标记最深的一个杂交果穗作为选系的原始组 合。利用这一组合再与Stock6回交l-2次，形成R自交、 一次回交(Bd)、两次 回交(BC2) 3个选系基础群体。后代处理按系谱法进行，连续进行6个世代的自交、 测交选育。各个世代选择的重点为单倍体诱导率、籽粒Navajo标记、植株ABP1 标记、籽粒大胚性状、花粉量、结实性及抗病性等，以后结合核磁共振油分测定， 进一步对油分和诱导率进行选择。最终选育成诱导率高、标记性状好、农艺性状优良的诱导系农大高油诱2号，含油量达到7%以上。该系具有较Stock6更加明显的 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种诱导玉米单倍体和多胚体的方法，是用高油型玉米单倍体诱导系作父本给母本授粉，收获杂交当代籽粒，得到玉米单倍体和多胚体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈绍江，宋同明，黎亮，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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