一种诱导玉米单倍体的方法技术

本发明专利技术公开了一种适宜商业化诱导玉米单倍体的方法。该方法包括如下步骤：将玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II杂交，得到的后代记作诱导系杂交种；以所述诱导系杂交种为父本，与期望得到单倍体的母本材料进行杂交，收获当代杂交籽粒，取单倍体籽粒，即得到玉米单倍体；玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II不同。与传统方法相比，本方法在保持较高诱导率的基础之上，单倍体诱导中的父本(诱导系杂交组合)的农艺性状大大提高，尤其是植株长势、散粉量、散粉持续时间、适应性、抗性等得以大大提高，从而提高了单倍体诱导的效率，为高效单倍体诱导提供了保证，同时也为规模化单倍体诱导提供了可能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适宜商业化诱导玉米单倍体的方法。
技术介绍
自交系的选育是玉米育种中的重要环节，几乎决定着杂交品种选育的成败。由于玉米是雌雄同株异花、进行有性生殖的作物，因此在玉米育种工作中主要是利用玉米有性生殖的方式选育玉米自交系、配制玉米组合、筛选玉米杂交种。传统的玉米自交系的选育过程，必须经过多年多代的自交和选择，通常选育一个品种需要上十年的时间，不仅周期长，而且需要消耗大量的人力、物力和财力。因此如何缩短育种进程、提高育种效率是育种家们一直追求的目标。单倍体技术作为一项高新技术，为育种家快速选育、选择自交系带来广阔的前景。玉米单倍体是配子体无融合生殖的产物，包括孤雄生殖和孤雌生殖两大类。对获得的单倍体进行人工加倍，只需一个世代就可以获得纯合二倍体，大大缩短育种时间。自从 Guha(Guha S, Maheshwari S C.1n vitro production of embryos from anther ofDature[J].Nature，1964，204:497)经过花药培养单倍体而揭示了通过实验途径可以获得单倍体后，通过组培途径 选育自交系的方法被认为很有希望的方法。但是由于花药培养难度大，技术操作复杂，并且基因型依赖性很强，并且选育出的自交系不一定是优良的自交系，难以在生产中利用。另一种单倍体产生的主要途径是诱导系杂交诱导途径产生母本(雌性)单倍体，简称为孤雌生殖单倍体。孤雌生殖单倍体可以通过生物诱导和非生物诱导(如化学诱导)等途径产生，但非生物诱导的问题与花药组培一样存在很多困难，很难在育种上应用。生物诱导是利用生物诱导材料使诱导对象产生单倍体。Coe (Coe E H.Aline of maize withhigh haploid frequency [J].Am Nat, 1959,93:381_382)在 1959 年发现了玉米孤雌生殖诱导系Stock6。后来在其基础上不断改造,如转入Navajo (ACR-nj)遗传标记基因，通过籽粒颜色和植株颜色鉴定出单倍体，从而使杂交诱导单倍体进行单倍体育种成为了可能。但是在实践应用中也发现，Stock6的诱导率也很低(约为3% )，并且存在很多严重的缺陷，如雄花对温度敏感，自交结实性差，穗粒腐病严重，Navajo遗传标记较弱。因此，利用Stocke诱导单倍体的关键是要在保持其诱导能力的前提下克服上述缺点。国外在这方面起步较早，并已取得了较大进展，选育出了一些优良的诱导系，如法国的WS14(LashermesP, Beckert M.Genetic control of maternal haploidy in maize (Zea mays L.)andselection of haploid inducing lines[J].Theor Appl Genet,1988,76(3):405_410)、前苏联的KEMS (Shatskaya 0 A.et al,Mass induction of maternal haploids in corn [J].Maize Genet Coop Newslett, 1994,68:51),摩尔多瓦的 MHI (Chalyk S T.Creating newhap1id-1nducing lines of maize[J].Maize Genet Coop Newslett,1999, 73:53_54),德国的 RWS(F.K.Rober et al., In vivo haploid induction in maize-Performance ofnew inducers and significance of doubled haploid lines in hybrid breeding[J].Maydica，2005，50:275-283)等等。这些新选的诱导系不但适应当地的环境，而且其诱导率及遗传标记也进一步提高，利用价值已经大大超出了 Stock6。然而，尽管不同新选的诱导系其诱导率得以大大提高，但是在农艺性状上的表现仍不尽满意，尤其是散粉性和自交结实性不甚理想。因此，在保证诱导率的前提下如何提高诱导系的散粉性和自交结实性非常重要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供。本专利技术所提供的诱导玉米单倍体的方法，包括如下步骤:将玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II杂交，得到的后代记作诱导系杂交种；以所述诱导系杂交种为父本，与期望得到单倍体的母本材料进行杂交，收获当代杂交籽粒，取单倍体籽粒，即得到玉米单倍体；玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II不同。上述方法中，所述玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II杂交中，所述杂交的方式为正交或反交。上述方法中，所述以诱导系杂交种为父本，与期望得到单倍体的母本材料进行杂交中，所述杂交的方法为人工授粉或自然授粉。上述方法中，所述自然授粉中，种植的方式如下:将所述父本与母本相间种植，并且使种植区域与周围隔离，在父本散粉前对母本进行去雄，再依靠自然力使父本的花粉到达母本，进而实现授粉。上述方法中，所述玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II均选自:玉米单倍体诱导系CAUHO1、玉米单 倍体诱导系UH400、玉米单倍体诱导系CAU079和玉米单倍体诱导系 CAU5。 上述方法中，所述母本为符合育种目标的自交系、基础群体或杂交种。上述方法中，所述基础群体是由多个自交系或品种混合授粉后形成的玉米群体。上述方法中，所述杂交种为单交种、三交种或者双交种。玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II是两个不同的都具有诱导能力的诱导系；自然授粉是指以一定比例错期相间种植母本材料和诱导系杂交种，四周隔离，在散粉前对母本材料人工去雄，从而依靠风力传播父本的花粉达到授粉的目的以进行单倍体诱导。上述一定比例可以为4: 2或6: 3或其他比例，其中母本材料的行数多于诱导系杂交种，此比例可根据不同的杂交种散粉量的大小适当调整；上述错期种植指的是根据母本材料吐丝早晚以及诱导系杂交种的散粉早晚安排父本和母本的种植时间，以保证母本材料的花丝能正常受粉；上述相间种植指的是父本和母本按上述比例相间种植，并且保证父本杂交种通行种植以便去雄等田间操作；上述四周隔离指的是四周至少200米无其他玉米种植以保证隔离效果；母本材料可为符合育种目标或研究需要的自交系、基础群体或杂交种。上述基础群体指由多个自交系或品种按一定方式混合授粉后形成的玉米群体。上述杂交种指单交种、三交种或者双交种。本专利技术的突出优点在于:(I)诱导系杂交种的诱导率与两亲本相比，仍然保持了较高的诱导率，甚至有的组合的诱导率高于双亲；(2)在保持较高诱导率的基础之上，诱导系杂交种的农艺性状得以大大提高:田间生长情况良好；抵御不良自然环境的能力更强，适应性更广；散粉性能大大提高，花粉量更大，持续时间更长；(3)由于诱导系的长势普遍较弱，当和其他母本材料(如杂交种)相间种植时诱导系往往无法正常生长；而诱导系杂交种在保持较高诱导率的前提下其农艺性状大大提高(如植株长势、散粉量、散粉持续时间、适应性、抗性等)，可以满足与其他育种材料隔行种植的要求，为高效单倍体诱导提供了保证，从而为规模化进行单倍体诱导提供了可能。(4)将母本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种诱导玉米单倍体的方法，包括如下步骤：将玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II杂交，得到的后代记作诱导系杂交种；以所述诱导系杂交种为父本，与期望得到单倍体的母本材料进行杂交，收获当代杂交籽粒，取单倍体籽粒，即得到玉米单倍体；玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II不同。

【技术特征摘要】
1.一种诱导玉米单倍体的方法，包括如下步骤:将玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II杂交，得到的后代记作诱导系杂交种；以所述诱导系杂交种为父本，与期望得到单倍体的母本材料进行杂交，收获当代杂交籽粒，取单倍体籽粒，即得到玉米单倍体；玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II不同。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述玉米单倍体诱导系I和玉米单倍体诱导系II杂交中,所述杂交的方式为正交或反交。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述以诱导系杂交种为父本，与期望得到单倍体的母本材料进行杂交中，所述杂交的方法为人工授粉或自...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绍江，黎亮，徐小炜，李浩川，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：