[發明專利]一種利用玉米單倍體育種進行一步成系的方法

有效

• 申請號: 201310302454.X
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103340145A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 陳紹江;吳鵬昊;任姣姣
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及玉米遺傳育種領域，具體涉及一種獲得玉米加倍單倍體的方法。

背景技術

雜交種是玉米利用雜種優勢的形式，玉米育種過程中通過選育玉米自交系進而組配雜交種達到利用雜種優勢的目的。玉米自交系的培育須經過多代的自交和選擇，通常選育玉米自交系需要連續自交多代多年才能在遺傳上接近純合，需要消耗大量的人力、物力和財力。如何縮短育種進程、提高育種效率是育種家一直追求的目標。玉米單倍體是配子體無融合生殖的產物,包括孤雄生殖和孤雌生殖兩大類。對獲得的單倍體進行加倍，只需要一個世代就可以獲得純和二倍體，大大縮短了育種時間。

現代玉米單倍體育種廣泛使用高頻孤雌生殖誘導系作父本，與普通玉米材料雜交，雜交當代果穗上即可獲得一定比例的由母本孤雌生殖發育而來的籽粒。目前，通常認為這些由母本孤雌生殖發育所得籽粒的胚為單倍體，由其長成的植株一般具有葉片上沖長勢弱、高度不育等特點，需要經過種植進行自然或化學加倍才能獲得加倍單倍體（Doubled?Haploid）即DH系，加倍當代一般果穗小、自交結實率低；為了進一步利用該DH系進行育種，還需要至少一代的自交擴繁。而如果早期的田間植株具有長勢良好的二倍體表型，就會被認為是雜交種而直接去除。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用玉米單倍體育種進行一步成系的方法，具體為一種獲得玉米加倍單倍體的方法，包括如下步驟：以玉米A為父本、玉米B為母本進行雜交，從獲得的F1代中選擇由母本孤雌生殖發育而來的、且發生了自然加倍的籽粒或植株即所述玉米加倍單倍體。

在上述方法中，所述玉米A為玉米孤雌生殖誘導系，具體可為農大高誘1號或農大高誘5號；

所述玉米B為玉米雜交種或玉米自交系，具體可為鄭單958、鄭58、昌7-2、87-1、4F1、齊319、BY815、許178、B73或丹598。

在上述方法中，所述從獲得的F1代中選擇由母本孤雌生殖發育而來的、且發生了自然加倍的籽粒或植株的方法包括如下步驟：

從獲得的F1代中選擇具有二倍體表型、但不具有雜種優勢表型和單倍體表型的籽粒和/或植株，以及胚不具有父本特征性狀的籽粒且不具有父本特征性狀的植株。所述父本特征性狀為所述母本不具有的性狀或基因。

在上述方法中，所述雜種優勢表型表現為株高和穗位高均大于所述父本和所述母本；所述二倍體表型表現為株高和穗位高與所述父本和/或所述母本無顯著差異；所述單倍體表型表現為葉片上沖、窄小，株高和穗位高都顯著低于所述父本和/或所述母本。

在上述方法中，所述F1代中具有二倍體表型植株的散粉率、自交結實粒數、自交結實率、穗粗和穗長均高于具有單倍體表型植株。

本發明還提供一種玉米自交系選育的方法，包括從上述任一所述方法獲得的玉米加倍單倍體的自交1代中選擇具有目標性狀的純系獲得玉米自交系。

本發明保護任一所述方法及其獲得的玉米加倍單倍體或玉米自交系在玉米育種中的應用。所述玉米育種包括選育玉米純系選擇、配制玉米雜交組合、種子生產等步驟。

實驗證明，由母本孤雌生殖發育所得籽粒的胚及由其長成的植株不全都為單倍體，有的為加倍單倍體，具有正常二倍體的表型、但不具有雜種優勢、單倍體表型和父本特征性狀，其散粉率、自交結實數、穗粗和穗長均高于具有單倍體表型植株，且自交后代表型一致。本發明方法得到的加倍單倍體可作為玉米自交系直接進入玉米育種環節，免去了以往只選擇F1代單倍體表型植株由于其結實能力差而進行加代繁種的步驟，可一步成系，具有高效、低毒、投入成本低、等優點。

具體實施方式

下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。

下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。

下述實施例中所用的玉米自交系的信息如下：

鄭58：張發林.玉米優良自交系鄭58的育成和應用.作物雜志.2001,(4).

昌7-2：崔俊明.玉米自交系昌7-2.玉米科學.2010年第三期.

87-1和丹598：劉文國.78599系列自交系在吉林省玉米育種中的優缺點及對策.吉林農業科學.2003，28(1):18-19.

齊319：葉金才.育成我國首例對玉米南方銹病免疫系齊319.中國農業科學.2000年第4期.

許178：毛克舉.玉米自交系許178背景的綜3染色體單片段代換系的構建.河南農業大學學報.2013年第1期.