本发明专利技术公开了一种具备强化颜色标记与高频单倍体诱导率的诱导系选育方法及其应用。本发明专利技术提供了一种玉米单倍体诱导系的选育方法，通过将颜色标记进行聚合，强化诱导系颜色标记，并对诱导系选育材料自交颜色标记与诱导率提前筛选，在诱导系自交当代对颜色标记和自交诱导率进行选择，提前淘汰颜色标记弱和诱导率偏低的候选单株，有效降低后续单倍体诱导测验工作量，从而提高诱导系选育的效率。另外结合单倍体诱导基因分子标记辅助选择、幼胚培养、单倍体加倍等技术，可大大缩短选育周期。最终实现选育具备强化颜色标记与高频单倍体诱导率的诱导系的目的。率的诱导系的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种具备强化颜色标记与高频单倍体诱导率的诱导系选育方法及其应用
[0001]本专利技术涉及生物
，具体涉及一种具备强化颜色标记与高频单倍体诱导率的诱导系选育方法及其应用。
技术介绍
[0002]玉米商业化育种的关键在于纯系的制备，常规育种即自交或回交以及单倍体育种即DH(doubled haploid)技术被广泛应用于纯系选育中。而单倍体育种以其可以大大缩短育种年限的优势，应用范围不断扩大。据CIMMTY估计，目前北美和欧洲主要种子公司，生产的玉米新品种亲本中，大约70％到80％含有一个或多个DH系，以DH为基础的玉米杂交种覆盖全球面积约6.0到7.5亿亩(CIMMTY，2015)。单倍体育种技术主要包括诱导、鉴别、加倍和DH评价四个方面。其中单倍体的诱导作为单倍体育种技术的首要环节被广泛关注。目前玉米单倍体育种技术主要基于孤雌生殖诱导系完成，因此单倍体诱导系的选育直接影响单倍体育种技术的应用与效率。针对单倍体诱导系选育年限长、工作量大的问题，提供缩短育种年限，减少工作量的方法，可有效提高具备高频、强化标记单倍体诱导系选育效率。
技术实现思路
[0003]为解决单倍体诱导系选育年限长，工作量大的问题，本专利技术提供了一个可行的方案，可大大提高单倍体育种技术的效率。
[0004]第一方面，本专利技术要求保护一种选育玉米单倍体诱导系的方法。
[0005]本专利技术所要求保护的选育玉米单倍体诱导系的方法，可包括如下步骤：先对候选群体内单株的自交或回交后代进行颜色标记的强化和诱导率评价，在利用测验种进行杂交检验；所述候选群体由携带纯合单倍体诱导基因和纯合颜色标记基因的若干单株组成。
[0006]在本专利技术的一些案例中，所述方法可包括如下步骤：
[0007](A1)父本和母本杂交获得F1代；所述父本和所述母本中至少一个为携带单倍体诱导基因和颜色标记基因的单倍体诱导系；
[0008](A2)将(A1)所得F1代进行自交或者与诱导系亲本回交，从自交或回交后代中选择携带纯合所述单倍体诱导基因和纯合所述颜色标记基因的若干单株组成单株群1；
[0009]该步骤可通过分子标记进行筛选。
[0010](A3)将所述单株群1中的单株进行自交或与诱导系亲本回交，所得自交或回交后代中含有单倍体和二倍体，对其中的单倍体进行加倍，对加倍成功的单倍体和所述二倍体的着色情况、和/或单倍体诱导性能进行鉴定，从中筛选出着色相对较深、和/或单倍体诱导性能相对较好的若干单株组成单株群2；
[0011](A4)将所述单株群2中的单株与测验种进行杂交，对所得杂交后代的着色情况、和/或单倍体诱导性能进行鉴定，从所述单株群2中筛选能够与所述测验种杂交产生着色相对较深、和/或单倍体诱导性能相对较好的杂交后代的单株，作为候选单株；
[0012]该步骤中，所述测验种不含有(A1)中所述的颜色标记基因。进一步地，所述测验种中不含有任何颜色标记基因。
[0013](A5)若(A4)所得候选单株来自于(A3)中所述的加倍成功的单倍体，则所述候选单株为候选诱导系DH系；若(A4)所得候选单株来自于(A3)中所述的二倍体，则将所述候选单株继续重复步骤(A3)和步骤(A4)的步骤直至纯合稳定(完成背景纯化)，得到候选诱导系。
[0014]该步骤中，候选单株中二倍体利用幼胚培养与筛选的方式，可以实现一年3
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4代，快速纯化背景。
[0015](A6)从(A5)得到的所述候选诱导系DH系和所述候选诱导系中筛选得到目的玉米单倍体诱导系。
[0016]进一步地，对(A5)得到的所述候选诱导系DH系和所述候选诱导系进行单倍体诱导性能和农艺性状评价，筛选得到所述目的玉米单倍体诱导系(具备强化颜色标记与高频单倍体诱导率)。
[0017]该步骤中，所述农艺性状可包括但不限于株高、穗位、雄穗分支数、单穗结实数。
[0018]该步骤中，剔除雌雄不协调，不抗倒伏，雄穗偏小，花药稀少，自交结实差等不利性状的单株。重点记录紫色等有色单株性状，其诱导产生单倍体植株正常颜色，杂合二倍体为紫色等，可作为单倍体植株鉴别辅助标记，进一步强化诱导系颜色标记。
[0019]在所述方法中，经过步骤(A3)，淘汰了自交显色及单倍体诱导性能差的候选单株，大大减少候选系后续步骤(A4)诱导杂交单倍体诱导与鉴别工作量。
[0020]进一步地，步骤(A1)中，当所述父本和所述母本均为携带纯合所述单倍体诱导基因和纯合所述颜色标记基因的单倍体诱导系时，跳过或不跳过步骤(A2)。此时的所述F1代即为携带纯合所述单倍体诱导基因和纯合颜色标记基因的若干单株(即所述单株群1)。
[0021]进一步地，所述单倍体诱导性能可体现为幼胚单倍体诱导率、成熟籽粒单倍体诱导率和/或单穗单倍体数等。
[0022]进一步地，所述着色情况可为幼胚着色和/或成熟籽粒着色和/或芽鞘着色和/或叶片着色和/或植株着色等。
[0023]在本专利技术的一些案例中，对幼胚着色情况进行鉴定以及对幼胚单倍体诱导率进行鉴定均是在授粉后15
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20天(如15天)时进行鉴定的。
[0024]在本专利技术的一些案例中，所述颜色标记基因具体为R1
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nj。所述单倍体诱导基因具体为Zmpla1和Zmdmp。
[0025]在本专利技术的一些案例中，步骤(A3)中，对所述单倍体进行加倍为对单倍体幼胚进行加倍。进一步地，对所述单倍体幼胚进行加倍和对所述幼胚着色情况进行鉴定是按照如下操作同步进行的：将幼胚置于含有0.1g/L秋水仙素的培养基(如MS培养基)上光照培养12
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48h(如24h)，实现所述单倍体幼胚的加倍并进行幼胚着色情况评价。
[0026]在本专利技术的一些案例中，所述着色相对较深的单株为按照颜色从深到浅的顺序排列，排名前10％的单株。
[0027]对于幼胚而言，所述着色相对较深也可以理解为幼胚显色程度为4级或5级。幼胚显色程度划分级数的原则如下：幼胚连续培养24h后，根据幼胚显色情况分为1
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5级，具体分级标准如下：1级，幼胚不显色或显色极弱；2级，幼胚为淡紫色且显色面积较小；3级，幼胚均显色为淡紫色或紫色；4级，幼胚均显紫色；5级，幼胚呈紫黑色。
[0028]在本专利技术的一些案例中，所述单倍体诱导性能相对较好的单株为将所述单倍体诱导性能按照从优到劣的顺序排列，排名前10％的单株。
[0029]在本专利技术的一些案例中，步骤(A1)中，所述父本和所述母本均为携带纯合所述单倍体诱导基因和纯合所述颜色标记基因的单倍体诱导系。进一步地，所述父本和所述母本为玉米单倍体诱导系CHOI4和CAU6。步骤(A4)中，所述测验种为京科999。
[0030]第二方面，本专利技术要求保护如下任一应用：
[0031](B1)由前文第一方面所述方法得到的玉米单倍体诱导系在玉米育种中的应用；
[0032](B2)前文第一方面所述方法在提高玉米单倍体诱导本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种选育玉米单倍体诱导系的方法，包括如下步骤：先对候选群体内单株的自交或回交后代进行颜色标记的强化和诱导率评价，再利用测验种进行杂交检验；所述候选群体由携带纯合单倍体诱导基因和纯合颜色标记基因的若干单株组成。2.一种选育玉米单倍体诱导系的方法，包括如下步骤：(A1)父本和母本杂交获得F1代；所述父本和所述母本中至少一个为携带单倍体诱导基因和颜色标记基因的单倍体诱导系；(A2)将(A1)所得F1代进行自交或者与诱导系亲本回交，从自交或回交后代中选择携带纯合所述单倍体诱导基因和纯合所述颜色标记基因的若干单株组成单株群1；(A3)将所述单株群1中的单株进行自交或与诱导系亲本回交，所得自交或回交后代中含有单倍体和二倍体，对其中的单倍体进行加倍，对加倍成功的单倍体和所述二倍体的着色情况、和/或单倍体诱导性能进行鉴定，从中筛选出着色相对较深、和/或单倍体诱导性能相对较好的若干单株组成单株群2；(A4)将所述单株群2中的单株与测验种进行杂交，对所得杂交后代的着色情况、和/或单倍体诱导性能进行鉴定，从所述单株群2中筛选能够与所述测验种杂交产生着色相对较深、和/或单倍体诱导性能相对较好的杂交后代的单株，作为候选单株；(A5)若(A4)所得候选单株来自于(A3)中所述的加倍成功的单倍体，则所述候选单株为候选诱导系DH系；若(A4)所得候选单株来自于(A3)中所述的二倍体，则将所述候选单株继续重复步骤(A3)和步骤(A4)的步骤直至纯合稳定，得到候选诱导系；(A6)从(A5)得到的所述候选诱导系DH系和所述候选诱导系中筛选得到目的玉米单倍体诱导系。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(A1)中，当所述父本和所述母本均为携带纯合所述单倍体诱导基因和纯合所述颜色标记基因的单倍体诱导系时，跳过或不跳过步骤(A2)。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述单倍体诱导性能体现为幼胚单倍体诱导率、成熟籽粒单倍体诱导率和/或单穗单倍体数。5.根据权利要求1
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4中任一所述的方法，其特征在于：所述着色情况为幼胚着色和/或成熟籽粒着色和/或芽鞘着色和/或叶片着色和/或植株...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈琛，王元东，赵久然，付修义，陈传永，吴珊珊，张华生，张春原，张亮，王志浩，彭研科，郭成恩，孙玉和，
申请(专利权)人：北京市农林科学院，
类型：发明
国别省市：
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