一种鉴定自花授粉植物异交率的方法技术

本发明专利技术公开了一种鉴定自花授粉植物异交率的方法，涉及作物杂交选育技术领域。鉴定方法包括选择待测的自花授粉植株作为母本，选择携带抗除草剂基因的自花授粉植株作为父本进行杂交，统计子代抗除草剂的植株数量，根据子代抗除草剂的植株数量鉴定所述待测的自花授粉植物的异交率。该方法应用后代检测方法，可以对自花授粉植物进行异交率性状的评估，省去了多代回交转育不育系的中间环节，降低了制种成本。

A Method for Identification of Outcrossing Rate of Self-pollinating Plants

【技术实现步骤摘要】
一种鉴定自花授粉植物异交率的方法
本专利技术涉及作物杂交选育
，具体而言，涉及一种鉴定自花授粉植物异交率的方法。
技术介绍
异交率(OutcrossingRate)是指植物不同个体间发生杂交的概率。研究植物异交率主要有两种方法：间接法和直接法。间接法又叫居群结构方法(Populationstructureapproach，PSA)，是通过居群的自交系数(inbreedingcoefficient，Fis)和异交率的关联关系，估计异交率的方法(Li，1955)。间接法由于以居群为单位进行异交率估计，所得到的结果代表居群异交率，间接法无法了解群内各家系的异交率和变异情况。间接法主要用于分析生物血缘，时间跨度较长的进化分析。直接法又叫后代检测方法(Progeny-arrayapproach，PAA)，是检测特定母株后代中杂交后代的比例以估计母株异交率的方法(Jarneetal.，2008)。例如，当检测来自同一母株的10个后代中出现5个异交后代，则母株的异交率即为50％。从传统的观点看，大豆是一种典型的自花授粉作物，天然异交率很低，在0.03％-19％之间(Caviness，1966；CarlsonandLersten，1987；Sunetal.，1992；AhrentandCavinsee，1994；Fujitaetal.，1997；Jeffery，2003)。通过母本(不育系，代号：A-Lines)×父本(恢复系，代号：R-Lines)进行杂交获得的杂交种作为市场销售的杂交大豆种子。其中不育系(A-Lines)的繁殖还需要母本(不育系，A-Lines)×父本(保持系，B-Lines)进行杂交获得；恢复系为可育材料，正常繁殖。大豆人工杂交困难且天然异交率非常低，风力传粉的可能性微乎其微(赵丽梅等，1999)。专利(CN1391795A)大豆杂交种制种方法中所声明的以花蓟马作为大豆授粉昆虫，目前未见应用于大田生产。为了保证不育系繁殖、杂交种制种产量，需要选育出来的杂交种不仅具有优势目标性状(高产、高油、高蛋白等)，同时要保证作为母本的不育系材料具有高异交率性状。选择有产量潜力或针对某一优异性状的亲本，需要经过至少五代以上的回交转育，才能获得稳定的不育系。而在生产上应用上述回交转育的不育系时，却发现其异交性能低，繁殖系数小，制种成本高，无法继续使用，将会导致大量时间、精力的浪费。因此，对可育材料入选杂交组合之前进行异交率性状的提前甄别，将加快杂交大豆育种的进程。现有技术大多通过测定雄性不育植株异交结实率来计算异交率，这种方法受到雄性不育株在生理和代谢缺陷上的影响，难以全面的反映正常大豆群体的异交率。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种鉴定自花授粉植物异交率的方法。该方法应用后代检测方法，根据子代抗除草剂的植株数量鉴定所述待测的自花授粉植物的异交率，可以对自花授粉植物进行异交率性状的评估，省去了多代回交转育不育系的中间环节，也避免了雄性不育植株由于生理和代谢缺陷上的差异导致异交结实率不准确从而无法全面的反映正常自花授粉植物的异交率，对可育材料入选杂交组合之前进行异交率性状的提前甄别，有利于加快杂交植物育种的进程，降低了制种成本。本专利技术是这样实现的：一种鉴定自花授粉植物异交率的方法，上述方法包括：选择待测的自花授粉植株作为母本，选择携带抗除草剂基因的自花授粉植株作为父本，在指定授粉昆虫或封闭条件下天然进行杂交，统计子代抗除草剂的植株数量，根据子代抗除草剂的植株数量鉴定待测的自花授粉植物的异交率。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述抗除草剂基因能抗除草剂。当喷施除草剂时，非异交自花授粉植物由于不含抗除草剂基因而代谢异常，进而枯萎，死亡，而异交自花授粉植物由于核基因组中通过杂交含有抗除草剂基因能够耐除草剂，正常存活，最后统计正常存活的自花授粉植株，计算得到待测自花授粉植株的异交率。待测的自花授粉植物的异交率通过如下公式计算：异交率＝子代抗除草剂的植株数量/子代总植株数。方法还包括：将杂交获得的种子培养至子叶期，喷施与抗除草剂基因相对应的除草剂，根据子代抗除草剂的植株数量鉴定待测的自花授粉植物的异交率。除草剂的喷施浓度为0.27％-0.59％；优选的，除草剂的喷施浓度为0.37％-0.59％；更优选的，除草剂的喷施浓度为0.59％。在本专利技术提供的除草剂喷施浓度范围内能够高效的筛分出异交自花授粉植物，若高于该喷施浓度，则正常的抗性异交自花授粉植物也会植株叶片枯萎，影响正常生长发育，无法筛分出异交自花授粉植物；若低于该喷施浓度，则非异交自花授粉植物叶片部分枯萎，甚至会在后续一段的培养时间通过植株的自身生理代谢耐受除草剂，恢复叶片颜色及正常的生长发育，导致无法区分出异交自花授粉植物。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述抗除草剂基因为epsps、ahas、GAT、gat4621、sxglr-11或其组合；优选的，所述抗除草剂基因为epsps。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述抗除草剂基因的组合可以是epsps和GAT的串联组合，epsps和gat4621的串联组合，epsps和sxglr-11的串联组合中的任意一种，也可以是抗除草剂基因epsps、GAT、gat4621、sxglr-1分别整合于不同的染色体上。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述携带抗除草剂基因的自花授粉植株也可以是通过化学诱变或辐射诱变选育的抗除草剂基因的自花授粉植株。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述待测的自花授粉植株选自大豆，油菜、水稻、芝麻、花生、绿豆、苏子、草莓或西红柿；优选的，所述待测的自花授粉植株选自大豆。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述携带抗除草剂基因的自花授粉植株为H03-06-4。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述当喷施除草剂4-7天后，调查植株叶片颜色，统计亲本子代抗除草剂植株数，并计算待测自花授粉植株的异交率。若调查统计植株叶片的颜色时间在7天后，部分非异交自花授粉植株可能恢复生长代谢，使叶片恢复颜色，不利于后续植株耐受除草剂的甄别。若调查统计植株叶片的颜色时间在4天内，部分非异交自花授粉植株可能尚未发生生理阻遏，叶片颜色也不易甄别。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述指定授粉昆虫为蜜蜂。通过提供蜜蜂对自花授粉植物进行授粉，有效提升了自花授粉植物杂交率。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述使用蜜蜂作为虫媒进行传粉时，设置24平方米放蜂1500只，设置72平方米放蜂3000只。此外，在大面积制种中，可以提高放蜂的数量。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述将父本和母本间隔种植，父本和母本的垄距为60-65cm，父本和母本的株距均为10-20cm。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种鉴定自花授粉植物异交率的方法，该方法利用抗除草剂基因能抗除草剂。当喷施除草剂时，非异交自花授粉植物由于不含抗除草剂基因而代谢异常，进而枯萎，死亡，而异交自花授粉植物由于核基因组中通过杂交含有抗除草剂基因能够耐除草剂，正常存活，最后统计正常存活的自花授粉植物，计算得到待测自花授粉植物的异交率。这种方法根据子代抗除草剂的植株数量鉴定所述待测的自花授粉植物的异交率，对于自花授粉植物异交率鉴定提供了新思路，省去了多代回交转育不育系的中间环节，降低了制种成本。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鉴定自花授粉植物异交率的方法，其特征在于，所述方法包括：选择待测的自花授粉植株作为母本，选择携带抗除草剂基因的自花授粉植株作为父本，在指定授粉昆虫或封闭条件下天然进行杂交，统计子代抗除草剂的植株数量，根据子代抗除草剂的植株数量鉴定所述待测的自花授粉植物的异交率。

【技术特征摘要】
1.一种鉴定自花授粉植物异交率的方法，其特征在于，所述方法包括：选择待测的自花授粉植株作为母本，选择携带抗除草剂基因的自花授粉植株作为父本，在指定授粉昆虫或封闭条件下天然进行杂交，统计子代抗除草剂的植株数量，根据子代抗除草剂的植株数量鉴定所述待测的自花授粉植物的异交率。2.根据权利要求1所述的鉴定自花授粉植物异交率的方法，其特征在于，所述待测的自花授粉植物的异交率通过如下公式计算：异交率＝子代抗除草剂的植株数量/子代总植株数。3.根据权利要求1或2所述的鉴定自花授粉植物异交率的方法，其特征在于，所述方法还包括：将杂交获得的种子培养至子叶期，喷施与所述抗除草剂基因相对应的除草剂，根据子代抗除草剂的植株数量鉴定所述待测的自花授粉植物的异交率。4.根据权利要求3所述的鉴定自花授粉植物异交率的方法，其特征在于，除草剂的喷施浓度为0.27％-0.59％。5.根据权利要求4所述的鉴定自花授粉植物异交率的方法，其特征在于，除草剂的喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫昊，张春宝，张伟，张井勇，张伟龙，赵丽梅，彭宝，王鹏年，丁孝羊，
申请(专利权)人：吉林省农业科学院，
类型：发明
国别省市：吉林,22