一种提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法技术

本发明专利技术提供一种提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法，属于农作物育种技术领域。该方法通过在田间种植小麦，在人工温棚中种植玉米，使玉米花期与小麦花期相遇；然后用玉米花粉对人工去雄后的小麦授粉，授粉的小麦经单倍体诱导、单倍体胚剥离、幼胚培养得到小麦成苗。通过在单倍体诱导中用包含1

【技术实现步骤摘要】
一种提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法


[0001]本专利技术属于农作物育种
，尤其涉及小麦育种
，具体涉及一种提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法。

技术介绍

[0002]在长期的育种实践中，大量研究利用系谱法、复合杂交法、回交法和轮回选择法等育种手段培育了不同作物适应不同生态环境的优良品种。但这些常规育种方法一直存在育种周期长和育种效率低的缺点。单倍体育种技术只需2代便可得到纯合的双单倍体(Doubled Haploid，DH系)，极大缩短了育种周期，提高了育种效率。利用远源杂交诱导母本单倍体已成为现代作物育种的关键核心技术。目前，限制这项技术大规模应用的主要是诱导产生单倍体的频率较低。玉米中一个高频单倍体诱导系Stock6作为父本可以诱导母本获得单倍体，诱导率为1～2％，经过对Stock6进行了改良，获得了7～15％的诱导率。小麦和玉米杂交获得小麦单倍体胚关键技术经过研究者多年大量的进行改进和简化，平均得胚率为20％左右。
[0003]小麦单倍体育种常用的方法是用甜糯玉米花粉与小麦进行远源杂交。授粉后的幼胚从颖果中剥离，放在培养基中离体培养，胚胎发育过程中玉米染色体逐渐消失，从而获得单倍体的小麦植株。但是该过程中涉及步骤较多，田间去雄小麦授玉米花粉后难以保持合适的温度和湿度，致使小麦颖果黄廋干瘪，小麦颖果收集、消毒和解剖时效率极低。常在单倍体胚剥离的过程中产生培养基污染，导致培养基中的幼胚不能发育成单倍体的小麦植株。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法，显著提高了小麦单倍体胚的得胚率、幼胚萌发率和成苗率。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术具体采用如下技术方案：
[0006]一种提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、种植小麦和玉米
[0008]将小麦材料在10月25日～11月14日在田间进行分期播种；
[0009]将玉米材料在12月15日～翌年1月19日在人工温棚中进行分期播种，按如下程序分时段调控温度：6:00～10:00为20～26℃，10:00～16:00为22～28℃，16:00
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20:00为20～26℃，20:00～6:00为20～24℃；控制湿度为40～60％；控制光照的照度为3000～5000Lux，光照周期为14h光照/10h黑暗；每期方法相同；
[0010]小麦材料和玉米材料种植期间分别做好水肥管理和病虫害防治；
[0011]S2、小麦去雄、授粉
[0012]小麦在散粉前1～2天进行人工去雄并套不同颜色纸袋做好去雄时间标记；待小麦
柱头张开，收集同一天去雄的小麦的麦穗用玉米花粉授粉，然后套袋隔离；玉米花粉在授粉前一天傍晚提前去掉失去活力的花粉，并将不同品种的玉米花粉混合后过滤；
[0013]S3、小麦单倍体诱导
[0014]将授粉后的小麦置于离体培养液中，然后置于人工气候室中培养；在小麦授粉后的第24h、48h分别用处理液各处理一次；所述处理液包含2,4
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二氯苯氧乙酸和1
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十二烷基氮杂环庚烷
‑2‑
酮；
[0015]S4、小麦单倍体胚剥离和培养成苗
[0016]在小麦授粉后第14～16天，剥取小麦颖果；对颖果进行灭菌后剥离出小麦幼胚；将小麦幼胚置于幼胚培养基中培养至成苗；所述幼胚培养基中包含1/2MS培养基和阿拉伯半乳糖聚糖蛋白。
[0017]本专利技术中种植玉米时通过人工调控温湿度、光照强度和光照周期，保证玉米的花期和小麦花期相遇的时间尽可能延长。
[0018]小麦的茎秆、颖壳和柱头上有蜡质，将植物生长剂喷洒在麦株上时容易形成水滴，不利于植物生长剂发挥作用，因此，需要频繁喷施植物生长剂，一方面造成植物生长剂浪费，另一方面即使多次喷施也很难显著提高植物生长剂的作用。本专利技术中采用含有1
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十二烷基氮杂环庚烷
‑2‑
酮的处理液对授粉后的麦株进行处理，1
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十二烷基氮杂环庚烷
‑2‑
酮能够使植物生长剂在麦株上附着时间更长并同时促进麦株对生长剂的吸收，从而显著提高植物生长剂发挥作用的程度，进而提高了小麦单倍体胚的获得率。
[0019]阿拉伯半乳糖聚糖蛋白(arabinogalactan proteins，AGP)是高等植物细胞组成的主要糖蛋白，在植物的发育尤其是胚胎发生和组织培养中起着非常重要的作用。本专利技术中在小麦的幼胚培养基中添加了阿拉伯半乳糖聚糖蛋白，能显著提高小麦幼胚的再生率，从而提高了小麦单倍体胚的萌发率和成苗率。
[0020]优选的，所述幼胚培养基中阿拉伯半乳糖聚糖蛋白的浓度为0.5～1.5g/L；所述1/2MS培养基中包含如下成分：30g/L蔗糖，7.5g/L琼脂或2.3～2.4g/L结冷胶(CAS号：71010
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1)，pH值为5.8。
[0021]本专利技术中通过实验发现，幼胚培养基中阿拉伯半乳糖聚糖蛋白的浓度为0.5～1.5g/L时，小麦单倍体胚的萌发率和成苗率随着阿拉伯半乳糖聚糖蛋白的浓度的增加而提高。当浓度超过1.5g/L时，随着浓度继续增加，小麦单倍体胚的萌发率和成苗率提高程度不明显。
[0022]进一步优选的，所述幼胚培养基中阿拉伯半乳糖聚糖蛋白的浓度为1.0～1.5g/L。
[0023]优选的，所述处理液中2,4
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二氯苯氧乙酸的浓度为0.1g/L，1
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十二烷基氮杂环庚烷
‑2‑
酮的浓度为1～3mL/L。
[0024]进一步优选的，所述处理液中2,4
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二氯苯氧乙酸的浓度为0.1g/L，1
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十二烷基氮杂环庚烷
‑2‑
酮的浓度为2～3mL/L。
[0025]进一步优选的，所述处理液的配制方法如下：称取0.1g 2,4
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二氯苯氧乙酸于烧杯中，加入50～60mL浓度为0.1mol/L的NaOH搅拌至完全溶解得到溶液A；将1～3mL氮酮加入到2～4mL二甲基亚砜中完全溶解得到溶液B，将溶液A和溶液B混合，用蒸馏水定溶至1L，摇匀。
[0026]优选的，所述处理液中2,4
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二氯苯氧乙酸的浓度为0.1g/L，1
‑
十二烷基氮杂环庚烷
‑2‑
酮的浓度为2mL/L；所述幼胚培养基中阿拉伯半乳糖聚糖蛋白的浓度为1.5g/L。
[0027]优选的，步骤S1中小麦材料每7天播种一期，播种时间分别为10月25日、11月1日、11月8日、11月15日；玉米材料每7天播种一期，播种时间分别为12月15日、12月22日、12月29日、1月5日、1月12日、1月19日。
[0028]优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、种植小麦和玉米将小麦材料在10月25日～11月14日在田间进行分期播种；将玉米材料在12月15日～翌年1月19日在人工温棚中进行分期播种，按如下程序分时段调控温度：6:00～10:00为20～26℃，10:00～16:00为22～28℃，16:00
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20:00为20～26℃，20:00～6:00为20～24℃；控制湿度为40～60％；控制光照的照度为3000～5000Lux，光照周期为14h光照/10h黑暗；每期方法相同；小麦材料和玉米材料种植期间分别做好水肥管理和病虫害防治；S2、小麦去雄、授粉小麦在散粉前1～2天进行人工去雄并套不同颜色纸袋做好去雄时间标记；待小麦柱头张开，收集同一天去雄的小麦的麦穗用玉米花粉授粉，然后套袋隔离；玉米花粉在授粉前一天傍晚提前去掉失去活力的花粉，并将不同品种的玉米花粉混合后过滤；S3、小麦单倍体诱导将授粉后的小麦置于离体培养液中，然后置于人工气候室中培养；在小麦授粉后的第24h、48h分别用处理液各处理一次；所述处理液包含2,4
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二氯苯氧乙酸和1
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十二烷基氮杂环庚烷
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酮；S4、小麦单倍体胚剥离和培养成苗在小麦授粉后第14～16天，剥取小麦颖果；对颖果进行灭菌后剥离出小麦幼胚；将小麦幼胚置于幼胚培养基中培养至成苗；所述幼胚培养基中包含1/2MS培养基和阿拉伯半乳糖聚糖蛋白。2.根据权利要求1所述的提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法，其特征在于，所述幼胚培养基中阿拉伯半乳糖聚糖蛋白的浓度为0.5～1.5g/L；所述1/2MS培养基中包含如下成分：30g/L蔗糖，7.5g/L琼脂或2.3～2.4g/L结冷胶，pH值为5.8。3.根据权利要求1所述的提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法，其特征在于，所述处理液中2,4
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二氯苯氧乙酸的浓度为0.1g/L，1
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十二烷基氮杂环庚烷
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酮的浓度为1～3mL/L。4.根据权利要求3所述的提高小麦和玉米杂交后小麦单倍体胚得率和成苗率的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，王立峰，黄大明，刘倩倩，张小娟，
申请(专利权)人：襄阳市农业科学院襄阳市农产品质量安全检验检测中心，农业部植物新品种测试襄阳分中心，
类型：发明
国别省市：