本申请涉及育种技术领域，特别涉及自交不亲和的双单倍体马铃薯及其选育方法和杂交马铃薯及其制种方法。该选育方法包括如下步骤：将携带杂合自交亲和基因的二倍体马铃薯与单倍体诱导系进行杂交，从杂交后代中筛选单倍体后代；从单倍体后代中筛选不含有自交亲和基因的单倍体后代；对不含有自交亲和基因的单倍体后代进行染色体加倍，获得自交不亲和的双单倍体马铃薯。采用该自交不亲和的双单倍体马铃薯作为母本进行制种，不仅可以避免去雄，而且还可实现杂交种不结果实，提高马铃薯产量。提高马铃薯产量。提高马铃薯产量。
【技术实现步骤摘要】
自交不亲和的双单倍体马铃薯品系及其选育方法和杂交马铃薯及其制种方法
[0001]本专利技术涉及育种
，特别涉及自交不亲和的双单倍体马铃薯品系及其选育方法和杂交马铃薯及其制种方法。
技术介绍
[0002]马铃薯是全球第四大主粮。但是相对于水稻、玉米等作物，马铃薯的遗传增益有限，主要是其四倍体的特性决定的。栽培马铃薯主要是同源四倍体，基因组高度杂合，遗传分析困难，导致育种周期长，品种更新慢。另外，现有马铃薯主要采用薯块进行无性繁殖，存在繁殖系数低、储运成本高、易感染病虫害等问题。为了解决马铃薯产业面临的结构性障碍，许多科学家呼吁开展杂交马铃薯育种，即用二倍体替代四倍体育种，加快育种速度，用杂交种子替代薯块繁殖，降低生产成本并减少病虫害传播，因此杂交育种将变革马铃薯的育种和繁殖方式(Jansky et al.,2016；Lindhout et al.,2011；Stokstad,2019；Zhang et al.,2021)。
[0003]杂交马铃薯育种的主要流程是首先选择合适的二倍体起始材料，打破自交不亲和，然后通过多代自交获得基因组高度纯合的自交系，最后将不同的自交系进行杂交产生F1杂交组合，从中筛选出性状优良的杂交种。因为作为杂交亲本的自交系是自交亲和的，不同自交系之间杂交时需要将母本去雄，以避免母本自交的种子混进杂交种中，造成杂交种纯度不够，影响了商品性。目前，由于马铃薯自交系自交亲和的特性，柱头极易沾染雄蕊花粉，马铃薯杂交制种仍然采用人工去雄的方法，尚未有公开报道的方法可以避免杂交制种过程中去雄且避免杂交种结实的方法。马铃薯去雄过程是非常费时费力的，造成杂交种生产成本过高，而且人工去雄存在一定的偏差，可能发生去雄不及时或不彻底的问题，导致最终出现一定的假杂种率。另外，不同自交系杂交产生的杂交种也是自交亲和的，在实际生产过程中，也会发生地上部分天然大量结实的情况，地上果实和地下薯块竞争养分，在一定程度上影响了地下块茎的产量(Zhang et al.,2021)。因此，寻找一种制种过程中不用去雄且杂交种不结果实的方法是十分必要且紧迫的。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了自交不亲和的双单倍体马铃薯品系及其选育方法和杂交马铃薯及其制种方法。采用该自交不亲和的双单倍体马铃薯作为母本进行制种，不仅可以避免去雄，而且还可实现杂交种不结果实，提高马铃薯产量。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种自交不亲和的双单倍体马铃薯品系的选育方法，包括如下步骤：
[0007](1)将携带杂合自交亲和基因的二倍体马铃薯与单倍体诱导系进行杂交，从杂交后代中筛选单倍体后代；
[0008](2)从单倍体后代中筛选不含有自交亲和基因的单倍体后代；
[0009](3)对不含有自交亲和基因的单倍体后代进行染色体加倍，获得自交不亲和的双单倍体马铃薯品系。
[0010]在本申请之前，由于马铃薯的有害突变积累了太多、效率太低，因此育种家主要依靠通过自交获得有活力的纯合系的方案，将自交不亲和视为一种育种的不利性状进行打破，以便于通过自交获得纯合系。而本专利技术跳出了固有思维，在育种的不同阶段灵活利用马铃薯自交亲和和不亲和的性状，最终组合创造出了一种简单、高效的马铃薯制种方法，并且可以提高薯块产量。
[0011]在本专利技术提供的具体实施例中，自交亲和基因包括但不限于S
S11
基因和/或Sli基因。
[0012]在本专利技术提供的具体实施例中，杂合自交亲和基因的二倍体马铃薯为包含两个处于杂合状态的自交亲和基因的二倍体马铃薯。但本专利技术并非仅限于此，含有一个及以上的处于杂合状态的自交亲和基因的二倍体马铃薯均可实现本专利技术技术效果。
[0013]在本专利技术提供的具体实施例中，单倍体诱导系包括但不限于利用PLA1/MTL/NLD和DMP等单倍体诱导(HI)基因获得的单倍体诱导系。
[0014]具体的，所述单倍体诱导系包括但不限于单倍体诱导系PL4和/或利用马铃薯StDMP基因获得的单倍体诱导系。所述马铃薯StDMP基因是Soltu.DM.05G005100.1基因(可在http://spuddb.uga.edu/中查询具体信息)的简称。所述利用马铃薯StDMP基因获得的单倍体诱导系记载于CN202210109081.3中。
[0015]作为优选，筛选单倍体后代的方法包括种子外形特征标记、分子标记、荧光标记或流式细胞术中的一种或几种。
[0016]在本专利技术提供的具体实施例中，种子外形特征标记为有无胚斑。种子有胚斑，则种子为二倍体杂交种，需要淘汰；种子无胚斑，则可能为单倍体，需要保留做进一步检测。但种子外形特征标记并非仅限于此，本领域技术人员认可的外形特征标记均在本专利技术保护范围之内。
[0017]所述分子标记、荧光标记或流式细胞术筛选单倍体后代的方法可参考Zhong et al.,2020和/或CN202210109081.3中的相关记载(Zhong,Y.,et al."ADMP
‑
triggered in vivo maternal haploid induction system in the dicotyledonous Arabidopsis."Nature Plants 6.5(2020):466
‑
472)。
[0018]在本专利技术中，携带杂合自交亲和基因的二倍体马铃薯作为母本，母本是自交亲和的，有可能由于去雄不及时或不彻底产生一定概率的自交种子，这些种子也是不含有胚斑的，可以通过分子标记来淘汰这部分种子。在本专利技术提供的具体实施例中，分子标记引物序列包括：
[0019]1)chr01_623388：
[0020]正向引物：5
’‑
TACAAATATTCAGCGAAGGG
‑3’
；
[0021]反向引物：5
’‑
GCTCAATTGTCTTCTTCAATCC
‑3’
。
[0022]2)chr02_112634：
[0023]正向引物：5
’‑
TCCTCCATCTCAGATTCACT
‑3’
；
[0024]反向引物：5
’‑
GGGTACGATTGTGAACATCT
‑3’
。
[0025]3)chr03_265493：
[0026]正向引物：5
’‑
CTATAATTTGGGCACGTGAT
‑3’
；
[0027]反向引物：5
’‑
CTAGTTGCATTCAGCCTTCT
‑3’
。
[0028]4)chr06_537151：
[0029]正向引物：5
’‑
CAGAGACAGGAACAGAAAATG
‑3’
；
[0030]反向引本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自交不亲和的双单倍体马铃薯品系的选育方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将携带杂合自交亲和基因的二倍体马铃薯与单倍体诱导系进行杂交，从杂交后代中筛选单倍体后代；(2)从所述单倍体后代中筛选不含有自交亲和基因的单倍体后代；(3)对所述不含有自交亲和基因的单倍体后代进行染色体加倍，获得自交不亲和的双单倍体马铃薯品系。2.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述自交亲和基因包括S
S11
基因和/或Sli基因。3.根据权利要求1或2所述的选育方法，其特征在于，所述筛选单倍体后代的方法包括种子外形特征标记、分子标记、荧光标记或流式细胞术中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的选育方法，其特征在于，所述种子外形特征标记包括有无胚斑。5.根据权利要求1至4中任一项所述的选育方法，其特征在于，所述后代选自种子、植株、组织细胞中的一种或几种。6.根据权利要求1至5中任一项所述的选育方法，其特征在于，所述染色体加倍的方法包括化学诱导方法、低温诱导方法、愈伤组织再生方法中的一种或几种；优选的，所述染色体加倍的方法为化学诱导方法；所述化学诱导方法包括利用秋水仙素、细胞松弛素B和/或富民农中的一种或几种对单倍体后代进行处理；优选的，利用秋水仙素对单倍体后代进行处理。7.一种自交不亲和的双单倍体马铃薯品系，其特征在于，所述双单倍体马铃薯品系的植物不含有自交亲和基因，且该植物可育。8.根据权利要求7所述的双单倍体马铃薯品系，其特征在于，所述双单倍体马铃薯品系的植物进一步包含一个或多个有益的等位基因，优选的，所述有益的等位基因包括：Yellow Leaf 1(YL1)等位基因，Floral Bud Abortion 1(FBA1)等位基因，和/或Yellow(Y)等位基因。9.根据权利要求7所述的双单倍体马铃薯品系，其特征在于，所述双单倍体马铃薯品系的植物进一步不含有一个或多个有害的等位基因，优选的，所述有害的等位基因包括：floral bud abortion 1(fba1)等位基因，yellow leaf 1(yl1)等位基因，和/或large
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【专利技术属性】
技术研发人员：张春芝，黄三文，王培，朱炎辉，靖鑫宇，
申请(专利权)人：中国农业科学院深圳农业基因组研究所，
类型：发明
国别省市：
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