[發明專利]一種將西洋參DNA導入水稻進行品種改良的方法

無效

• 申請號: 201210049953.8
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN103290022A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 廖富東
• 申請（專利權）人: 廖富東
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;A01H5/00;A01H1/04
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 于海東

技術領域

本發明涉及農作物育種領域，具體涉及一種將西洋參DNA導入水稻進行品種改良的方法。

背景技術

水稻是世界上主要的糧食作物之一，中國稻作面積約占世界稻作總面積的1/4，占全國糧食播種面積的1/3，產量約為世界上稻谷總產量的37％，近全國糧食總產量的45％，南自海南省，北至黑龍江省北部，東至臺灣省，西達新疆維吾爾自治區；低如東南沿海的潮田，高至西南云貴高原海拔2000多米的山區，都有水稻栽培。

水稻的產量是由每畝穗數、每穗粒數(穎花數)、結實率及粒重(千粒重)等因素組成的。近年來，我國水稻種植面積不斷擴大，產量相對穩定，但仍有許多地區病蟲害發生嚴重，空秕粒率較高，在氣候不正常或栽培技術不當的情況下，有些地區的空秕粒率達到了30％～40％，甚至更高，直接影響了水稻的品質和產量的進一步提高。因此，在水稻生產上除了爭取多穗大穗外，還要減少空秕粒，提高結實率，增加千粒重，保證水稻優質高產。

雜種優勢的成功利用使水稻產量得到了極大的提高，為解決世界范圍內的糧食危機做出了極大的貢獻。但是，自20世紀80年代以來，雜交水稻的產量就處理徘徊不前的局面。不斷提高水稻產量和改良其品質是當前水稻育種的重要任務，而單純依靠傳統的遺傳育種是難以實現的。

80年代產生的轉基因技術由于直接在基因水平上改造植物的遺傳物質、可定向改造植物的遺傳性狀、外源基因的轉入打破了物種之間的生殖隔離障礙、豐富了基因資源等優點而彌補了常規育種方法的不足，得到了前所未有的發展。

將外源基因轉入植物中的方法有多種，如農桿菌介導法、基因槍轉化法、PEG法、電激法、花粉管通道法等。花粉管通道法是在授粉后向子房注射合目的基因的DNA溶液，利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道，將外源DNA導入受精卵細胞，并進一步地被整合到受體細胞的基因組中，隨著受精卵的發育而成為帶轉基因的新個體。該方法于80年代初期由我國學者周光宇提出，由于可直接在田間進行、價格低廉、易于推廣等優勢，因此受到廣大育種工作者的極大重視。

西洋參(學名：Panax?quinquefolius)是人參的一種，又稱廣東人參、花旗參，用于氣虛陰虧，內熱，咳喘痰血，虛熱煩倦，消渴，口燥咽干，有中樞神經調節功能，可以保護心血管系統，提高免疫力，具有抗腫瘤，抗疲勞、抗氧化、抗應激、抑制血小板聚集、降低血液凝固性等作用，另外，對糖尿病患者還有調節血糖的作用。

本發明人采用孟德爾定律建立的花粉管通道技術，以異種遠緣物種中國醫學科學院藥用植物研究所的西洋參與水稻作為受體開展水稻育種研究，旨在培育優質、高產、具有藥用功能的新型水稻改良品種。

發明內容

本發明的首要目的是針對上述現有技術存在的問題建立一個適用于水稻的轉基因技術，將西洋參DNA導入水稻進行品種改良，以獲得優質、高產、具有藥用功能的新型水稻改良品種。

為了達到上述目的，本發明一方面提供一種將西洋參DNA導入水稻進行品種改良的方法，包括如下步驟：

A)提取西洋參總DNA，配制成西洋參總DNA溶液；

B)種植親本水稻，待水稻開花后，將西洋參總DNA溶液導入親本水稻中，繼續種植，收獲含有西洋參總DNA的水稻；

C)種植含有西洋參總DNA的水稻種子，在生育期觀察種植的水稻群體，從中選取與親本水稻相比具有一個或多個性狀差異的變異株，收獲變異株；

D)種植變異株種子，通過系統選育法選育出水稻改良品種。

其中，所述步驟A)包括：

A1)種植西洋參種子，至種子萌發產生幼葉時，剪下幼葉，采用常規的植物DNA提取方法提取西洋參總DNA；

A2)將西洋參總DNA加水配制成濃度為100-300μg/mL的西洋參總DNA溶液。

特別是，優選的導入親本水稻的西洋參總DNA溶液的濃度為300μg/mL。

其中，所述步驟B)中采用花粉管通道法將西洋參總DNA溶液導入親本水稻中。

特別是，所述花粉管通道法具體為：種植親本水稻，待水稻開花1-2小時后，用剪刀剪掉水稻穎殼，剪去1/3柱頭后，用微量注射器將西洋參總DNA溶液滴加于柱頭斷面，滴加完畢后在柱頭斷面上套袋，其中每朵親本水稻的穎花滴加10μL西洋參總DNA溶液。