一种利用谷胱甘肽提高玉米单倍体加倍效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用谷胱甘肽提高玉米单倍体加倍效率的方法。本发明专利技术所提供的玉米单倍体加倍的方法通过在幼胚加倍过程中外施谷胱甘肽，可有效提高秋水仙素处理加倍率，有效提高单倍加倍体散粉率和结实率，从而提高DH生产效率。为提高秋水仙素作用的单倍体幼胚加倍效率提供了一个可行的方案，可大大提升单倍体育种技术的效率。育种技术的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用谷胱甘肽提高玉米单倍体加倍效率的方法


[0001]本专利技术属于育种领域，具体涉及一种利用谷胱甘肽提高玉米单倍体加倍效率的方法。

技术介绍

[0002]玉米具有饲料、食用、食品加工及清洁能源等用途。近年来，随着玉米的种植规模和产量的不断提高，它已成为我国最重要的作物之一。选育优良的自交系尤为重要。目前，国内外选育自交系的方法主要有轮回选择法、回交改良法、二环系选育法和单倍体育种技术等。其中，单倍体育种技术是用单倍体诱导系诱导普通母本材料，在其后代杂交果穗上可获得一定比例的单倍体籽粒，而后对单倍体进行加倍形成双单倍体(DH)纯系。单倍体技术经过两个世代就可获得理论上的纯系，而利用传统选系方法，一般需要7代以上。相对而言，单倍体育种技术可以缩短育种年限，加快进程，节约人力物力。但无论那种方式获得的玉米纯系，均需要对其进行评价和组配，只有纯系之间进行有效组合，才能利用其产量、农艺性状等方面的杂种优势，进而对玉米生产产生重要意义。单倍体育种技术包括单倍体产生、鉴别、加倍、DH系评价与应用等环节，其中，单倍体的产生是基础，准确快速的鉴别和高效的加倍是关键，优良DH系的获得是目的。因此提高玉米单倍体加倍效率可有效提高单倍体育种效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是如何解决秋水仙素进行单倍体幼胚加倍时存在DH生产效率低的问题。
[0004]为解决上述技术问题，第一个方面，本专利技术提供应用，所述应用选自下述任一种：
[0005]A1)、谷胱甘肽在玉米单倍体幼胚加倍中的应用；
[0006]A2)、谷胱甘肽在制备玉米单倍体幼胚加倍剂的产品中的应用；
[0007]A3)、谷胱甘肽在玉米单倍体育种中的应用；
[0008]A4)、谷胱甘肽在制备玉米单倍体育种的产品中的应用；
[0009]A5)谷胱甘肽在提高玉米单倍体加倍效率中的应用；
[0010]A6)、谷胱甘肽在植物育种中的应用。
[0011]所述提高玉米单倍体加倍效率可为提高秋水仙素对玉米单倍体的染色体加倍效率。
[0012]为解决上述技术问题，第二个方面，本专利技术提供提高玉米单倍体加倍效率的方法，所述方法包括使用玉米单倍体加倍剂处理玉米单倍体幼胚，得到染色体加倍的玉米；
[0013]所述玉米单倍体加倍剂的活性成分包括秋水仙素、二甲基亚砜和谷胱甘肽。
[0014]进一步地，所述玉米单倍体加倍剂的活性成分可为秋水仙素、二甲基亚砜(DMSO)和谷胱甘肽。
[0015]进一步地，上述的方法中，使用玉米单倍体加倍剂对玉米单倍体幼胚加倍包括将
玉米单倍体幼胚接种于含有所述玉米单倍体加倍剂的培养基中培养的步骤。
[0016]进一步地，上述的方法中，所述含有玉米单倍体加倍剂的培养基中所述秋水仙素的含量为0.1g/L，所述DMSO的体积含量为20mL/L，所述谷胱甘肽的含量为1.0
‑
3.0mg/L。
[0017]进一步地，上述的方法中，所述含有玉米单倍体加倍剂的培养基组成为：MS盐的含量为3.0g/L、蔗糖的含量为30g/L、琼脂的含量为7.5g/L，所述秋水仙素的含量为0.1g/L、所述DMSO的含量为20mL/L，所述谷胱甘肽的含量为1.0
‑
3.0mg/L，其余为水。
[0018]进一步地，上述的方法中，所述将玉米单倍体幼胚接种于含有所述玉米单倍体加倍剂的培养基中进行培养的培养时间为24小时，所述培养条件为全光照、温度26℃，湿度60％。
[0019]第三个方面，本专利技术提供上述的玉米单倍体加倍剂。
[0020]第四个方面，本专利技术提供上述的玉米单倍体加倍剂的应用，所述应用选自下述任一种：
[0021]P1)、所述的玉米单倍体加倍剂在玉米单倍体幼胚加倍中的应用；
[0022]P2)、所述的玉米单倍体加倍剂在玉米单倍体育种中的应用；
[0023]P3)、所述的玉米单倍体加倍剂在植物育种中的应用。
[0024]所述玉米单倍体加倍剂为使玉米单倍体染色体加倍的组合物。
[0025]本专利技术所提供的一种利用谷胱甘肽提高玉米单倍体加倍效率的方法具体包括以下步骤：
[0026]首先获得具备高频化学加倍的种质，即利用化学药剂，例如秋水仙素，处理后易加倍的自交系。以该材料为被诱导材料，以携带R1
‑
nj颜色标记的诱导系为父本。取诱导系花粉与被诱导材料授粉，同时记录授粉时间。授粉后同一天取诱导杂交果穗，进行剥胚，分别放置于对照培养基和加倍培养基上进行处理。
[0027]加倍处理后，分别从对照培养基和加倍培养基中挑选盾片无色的单倍体幼胚，进行转录组测序，比较对照组与加倍组单倍体幼胚差异表达基因，并进行分析，从而挖掘影响单倍体加倍的关键物质。
[0028]结合转录组测序结果，对所挖掘可能影响单倍体加倍效率的关键物质与常规加倍剂相结合，对其他遗传背景材料单倍体幼胚进行处理，同时设置空白对照、不同含量梯度对照，对不同加倍剂处理的单倍体进行成苗，结合散粉率、结实率和DH生产率等重要指标，最终获得可用于提高单倍体加倍效率的加倍剂。
[0029]上述方法中，所述具备高频化学加倍的种质可为秋水仙素处理后易加倍的自交系，例如B73、齐319等自交系中的任一种。
[0030]上述方法中，所述单倍体诱导系父本可选自具有R1
‑
nj标记的单倍体诱导系中的任一种，例如CAU5。
[0031]上述方法中，所述用玉米单倍体加倍剂对玉米单倍体幼胚加倍包括以下步骤：
[0032]1)将玉米被诱导材料作为母本，以具有R1
‑
nj标记的单倍体诱导系作为父本进行人工授粉杂交；
[0033]2)授粉后第12
‑
20天取杂交果穗剥离幼胚，接种于所述含有所述玉米单倍体加倍剂的培养基及相应不含有加倍试剂的对照培养基中进行加倍处理；
[0034]3)在处理12小时
‑
72小时后的幼胚中挑选盾片颜色为无色的单倍体幼胚，进行成
苗培养，
[0035]4)将成苗培养所得的幼苗定植后，自交获得单倍体染色体加倍的玉米DH种子。
[0036]上述方法中，所述人工授粉杂交，为确保父母本花期相遇，可将母本种植一期，父本可围绕母本播期播种多期(例如2
‑
3期)。所述人工授粉杂交，母本花期去雄(剪去花丝)，雌穗严格套袋，取父本花粉人工过量授粉，记录授粉时间。
[0037]上述方法中，所述加倍处理的培养条件为全光照、温度26℃左右，湿度60％左右。
[0038]上述方法中，所述成苗培养采用常见植物组培的基础培养基，例如MS固体培养基、1/2MS固体培养基中的任一种。
[0039]上述方法中，所述成苗培养的时间可为2天
‑
7天，具体可为4天。
[0040]上述方法中，所述成苗培养的培养条件为16小时光期/8小时暗期交替、温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用，其特征在于：所述应用选自下述任一种：A1)、谷胱甘肽在玉米单倍体幼胚加倍中的应用；A2)、谷胱甘肽在制备玉米单倍体幼胚加倍剂的产品中的应用；A3)、谷胱甘肽在玉米单倍体育种中的应用；A4)、谷胱甘肽在制备玉米单倍体育种的产品中的应用；A5)谷胱甘肽在提高玉米单倍体加倍效率中的应用；A6)、谷胱甘肽在植物育种中的应用。2.提高玉米单倍体加倍效率的方法，所述方法包括使用玉米单倍体加倍剂处理玉米单倍体幼胚，得到染色体加倍的玉米；所述玉米单倍体加倍剂的活性成分包括秋水仙素、二甲基亚砜和谷胱甘肽。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：使用玉米单倍体加倍剂对玉米单倍体幼胚加倍包括将玉米单倍体幼胚接种于含有所述玉米单倍体加倍剂的培养基中培养的步骤。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述含有玉米单倍体加倍剂的培养基中所述秋水仙素的含量为0.1g/L，所述二甲基亚砜的体积含量为20mL/L，所述谷胱甘肽的含量为1.0
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琛，王元东，赵久然，付修义，张春原，张华生，陈传永，吴珊珊，段民孝，张雪原，张亮，郭成恩，彭研科，
申请(专利权)人：北京市农林科学院，
类型：发明
国别省市：