本发明专利技术公开了利用玉米异源多倍体培育非整倍体多年生饲草品种的方法，属于玉米远缘杂交领域。本发明专利技术以四川农业大学育成的MTF-1（Tripsazea?creammaizeT.2n=76）为母本，以大刍草为父本杂交，然后对杂交后代从多年生、越冬性、分蘖数以及染色体数和染色体构成进行选择，选出多年生的异源非整倍体饲草品种。本发明专利技术方法将异源非整倍体作为饲草品种应用，创造性地拓宽了玉米近缘属种的应用范围，为玉米近缘属种材料利用开辟了一个新的途径；其次，利用本发明专利技术方法育成的材料作为桥梁材料具有极大的利用价值；此外，本发明专利技术可通过无性繁殖方式固定杂种优势，且多年生，生产成本很低，但是产量和营养价值高，经济效益大。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，属于玉米远缘杂交领域。本专利技术以四川农业大学育成的MTF-1（Tripsazea?creammaizeT.2n=76）为母本，以大刍草为父本杂交，然后对杂交后代从多年生、越冬性、分蘖数以及染色体数和染色体构成进行选择，选出多年生的异源非整倍体饲草品种。本专利技术方法将异源非整倍体作为饲草品种应用，创造性地拓宽了玉米近缘属种的应用范围，为玉米近缘属种材料利用开辟了一个新的途径；其次，利用本专利技术方法育成的材料作为桥梁材料具有极大的利用价值；此外，本专利技术可通过无性繁殖方式固定杂种优势，且多年生，生产成本很低，但是产量和营养价值高，经济效益大。【专利说明】
本专利技术属于玉米远缘杂交育种领域，具体涉及。
技术介绍
大刍草与栽培玉米是同一属中不同亚属或同一种中的不同亚种。在玉蜀黍属 (Gemus Zea)中，除了栽培玉米亚种(ssp.mays)外的其余7个种或亚种统称为“大会草” (Teosintes)0在玉米近缘植物中，大刍草与玉米的亲缘关系最近，与玉米杂交能够获得有育性的后代。不同类型的大刍草生活在不同的生态环境中，具有独特的特性，是扩宽玉米种质资源最直接的外缘基因库。大刍草中，四倍体多年生大刍草(亦称四倍体多年生类玉米)(Zea Perennis, 2n=40)、二倍体多年生大会草(Zea diploperennis, 2n=20)、繁茂玉米 (Zealuxurians, 2n=20)等近缘种具有多年生、分蘖力强、营养体繁茂等特点，是培育禾本科饲草的种质资源。四倍体多年生大会草(Zea Perennis)是大会草中唯--个染色体数为40(2n=40)的多年生大刍草，可忍耐重霜冻，在寒冷、潮湿等不利条件下生存多年，具有发达的根状茎，形似竹鞭的根状茎始终保持着分生能力，地上部已开花结实，甚至完成一个生命周期，地下根茎仍不断生成分蘖，单株分蘖数十个，多者可达数百个(李冬郁等。玉米科学.2001.9(2):11-13)，具有作为多年生饲草的潜质。但是，由于四倍体多年生大刍草茎杆易倒伏，根状茎具有扩张性、侵略性，且种子成熟后自然脱落、四周扩散，易造成生物入侵，限制其直接作为多年生饲草的利用。四川农业大学利用四倍体多年生大刍草染色体的玉米代换系(2n=20)与四倍体多年生大刍草(2n=40)杂交选育出了具有产量及营养价值高、分蘖力强、多年生、再生性和适应性强等特点的饲草玉米(2n=30)(任勇等.作物学报? 2007 (08): 1360-1365 ;陈柔 ill乞等? Agricultural Science & Technology.2008(5):74-77)。指状摩擦禾(又称鸭茅状摩擦禾，TripsacumdactyloidesL.,2n=72)属于摩擦禾属(TripsacumL.),是一种暖季多年生的丛生牧草。由于其根系发达、生长繁茂、多年生、生育周期长、持绿期长、适口性良好，在美洲常作为一种优质牧草(Eubanks等.Maize Genetics Cooperation Newsletter.1993.67:41)。此外，由于再生能力强、适应性广，能在酸性、盐碱性及潮湿的土壤及环境条件下生长，摩擦禾又可作为一种优良的土壤改良及水土保持 植物(Jack R 等? Proceedings of the National Academy of Sciences.1977.74(8):3494-3497)。然而，由于其天然种质稀少、结实率低、易脱粒、质量差、种子休眠性等问题使种苗生产不足，极大地影响了摩擦禾的推广利用。指状摩擦禾具有无融合生殖特性。二倍体摩擦禾为有性生殖，多倍体为兼性无融合生殖，主要是二倍体孢子生殖的形式，即胚珠内的孢原或大孢子母细胞减数分裂受阻后经正常有丝分裂形成未减数胚囊，而后直接发育形成胚，再经假受精形成胚乳，最终发育成种子(Kindiger等.Crop science.1996.36(2):250-255)。这种兼性无融合生殖的特性除产生母性后代外，还有少数的(1-6%)有性杂交后代,且部分有性后代仍可进行无融合生殖(Grimanelli等.Apomixis Newsl.1995.8:35-37)，这就为摩擦禾牧草品种改良以及将其优良特性转移入栽培玉米的实现提供了可能(Petrov.Proc.Acad.Sc1., Russia.1957.112 (5):954-957)。在玉蜀黍族(ZeaL.)中，摩擦禾属与玉蜀黍属的亲缘关系最近。玉米(n=10)与摩擦禾染色体基数(n=18)不同,杂交不亲合,杂交极难成功。Manglsdorf等将玉米与摩擦禾的混合花粉授于剪短花丝的玉米雌穗上，通过胚拯救技术，首次成功获得玉米与摩擦禾的杂种 F1 (Mangelsdorf 等? Journal of Heredity.1931.22 (11): 329-343)。玉米-摩擦禾杂种 F1 代抗玉米根螟虫(Branson.J.Econ.Entomol.1972.65:195-196),对 NaCl 胁迫的抗性及抗寒性表现出超亲优势(Garcia 等? Maize Genetics Cooperation Newsletter.2000 (74):41-42 ；Pesqueira 等.Spanish Journal of Agricultural Research.2003.1(2): 59-63 ;Jatimliansky 等? Biologia Plantarum.2004.48 (4): 561-567),杂种后代杆粒含有很高的赖氨酸、蛋氨酸和多聚不饱和脂肪酸，其植株茎叶组织中蛋白质含量高，且动物的纤维消化率也较高，因此以它们用做食用和饲用作物品种选育的种质材料无疑具有很大的优势(Sokolov, et al.，2005)。但无论是玉米与摩擦禾的杂种F1、还是杂种F1随后的回交、自交等各类型材料都是一年生或弱多年生，制约了摩擦禾在多年生饲草中的直接利用。有关玉米、大刍草和摩擦禾三物种的三元杂交文献报道较少。Garcia等用四倍体玉米(2n=40)和指状摩擦禾(Tripsacum dactyloides, 2n=72)杂交获得杂种 F1 (2n=56), 然后分别用玉米、二倍体多年生大刍草(Zea diploperennis, 2n=20)、四倍体多年生大刍草 (Zea Perennis, 2n=40)花粉与其杂交，经检测，杂交获得的后代是由无融合生殖特性而获得的自身杂种，植株染色体数仍为56条，玉米、大刍草和摩擦禾三物种的远缘杂交未获成功(Garcia, et al.，2000)。Eubanks (1993)报道,用二倍体多年生大会草与摩擦禾杂交可获得杂种F1，获得的杂种F1染色体数2n=20，植株可育，再用玉米花粉与杂种F1杂交，获得了摩擦禾、二倍体多年生大刍草和玉米的三物种杂交材料，通过该材料选育出了具有摩擦禾优良性状的玉米自交系(Eubanks，1995，1998)，并申请了多项专利进行其杂交方法与材料的保护。但是，该研究成果一经报道，立即引起9位世界著名玉米遗传与进化研究学者质疑(Bennetzen 等? Latin American Antiqu本文档来自技高网...
【技术保护点】
利用玉米异源多倍体培育非整倍体多年生饲草品种的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）、在初春，当地温升至10℃以上时，对MTF?1（Tripsazea?creammaizeT.2n=76；苏月贵，四川农业大学硕士论文，2009）进行分蔸、扦插或其他无性繁殖方式获得种苗，按株行距为2m×2m进行单株种植；同时，按照株行距为2m×2m种植大刍草；（2）、在吐丝散粉期，以MTF?1为母本、以大刍草为父本进行杂交，成熟时收获杂交种子；其中所述杂交的授粉方式是人工套袋授粉或者开放授粉；（3）、将步骤（2）所得的杂交种子种植在人工气候室的营养钵中，在温度为28℃、湿度为70%的条件下进行催芽，待幼苗生长至3叶1心时，按照株行距为2m×2m在大田进行单株种植；选择茎秆直立、分蘖数为10～200个、每茎叶片数为20～35片、无病害、抗寒能力强，且能安全越冬（最低温?4℃）具有多年生特性的植株；（4）、对步骤（3）所选的能安全越冬的植株的根尖进行染色体数鉴定，每株鉴定30～50个细胞，当所观察的80%以上的细胞为同一染色体数时，即确定为该植株的染色体数，选择细胞染色体数为53～95条的植株；然后采用基因组原位杂交(GISH)和荧光原位杂交（FISH）（Han?F等,Genome2003(46):490?495;J.C.Lamb等,Genetics,2006(173):1007?1021.）对所选植株的染色体构成进行鉴定，选择摩擦禾染色体数目13～35条的非整倍体植株；（5）、对步骤（4）所选的植株采用分蔸繁殖、扦插繁殖或其他无性繁殖方式获得种苗，以四倍体多年生类玉米（Zea?perennis，2n=40）为对照连续进行两年品比实验；其中第2年品比试验所用的材料是在第1年刈割收获后当年再生，第2年在再生的基础上继续分蘖生长而来的；选择为株高≥250cm、分蘖数≥10个、叶片数≥20、越冬率≥90%、蛋白质含量≥8.5%、中性洗涤纤维≤60%、酸性洗涤纤维≤40%且鲜草产量高于对照15%以上的品系，即为新育成的异源非整倍体多年生饲草品种。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐祈林，荣廷昭，李华雄，郑名敏，程明军，苏月贵，周树峰，吴元奇，曹墨菊，蒋伟，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：
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