[發(fā)明專利]誘導(dǎo)玉米單倍體的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310314371.2
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104335889A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金危危;陳紹江;孫占勇;朱奇琳;徐小煒;趙鑫;徐麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué);北京德農(nóng)種業(yè)有限公司
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04;C07K19/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;任鳳華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及誘導(dǎo)玉米單倍體的方法。

背景技術(shù)

單倍體是指具有配子染色體數(shù)目的個體。由于單倍體的染色體條數(shù)僅為配子體染色體數(shù)目，一經(jīng)加倍，即可獲得純系，而純系選育是雜種優(yōu)勢利用中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此單倍體的利用價值無疑是巨大的。

單倍體育種指通過各種方法獲得單倍體，通過染色體加倍獲得純合二倍體，并在單倍體和二倍體水平上選擇，以便育成優(yōu)良的純系品種的途徑。1964年曼陀羅花藥培養(yǎng)成功獲得單倍體植株（Guha?and?Maheshwari，1964），隨后掀起了單倍體研究的熱潮，單倍體研究迅速發(fā)展。單倍體育種優(yōu)勢有以下幾點：1）縮短育種進程，常規(guī)育種中一般需要6到8個世代才能獲得穩(wěn)定的育種材料，而通過單倍體育種獲得純系只需要兩代；2）單倍體育種沒有基因互作效應(yīng)，與分子標記結(jié)合，可以提高選育的效率，以及選育的準確性（Geiger?and?Gordillo,2009）;3）單倍體育種有利于產(chǎn)量、抗性等數(shù)量性狀有利等位基因的快速聚合，經(jīng)過加倍得到的DH系，無分離現(xiàn)象，穩(wěn)定性強，可長期應(yīng)用；4）DH群體有豐富的遺傳類型，育種價值高。

單倍體產(chǎn)生方式有：

1、配子體培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體

應(yīng)用植物細胞全能性原理，主要是利用組織培養(yǎng)技術(shù)進行雌配子或雄性配子的誘導(dǎo)，常用的有花藥培養(yǎng)和小孢子培養(yǎng)，但由于此種方法操作不方便，生產(chǎn)成本高，另外在一些物種中利用離體培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體很難，包括玉米，所以商業(yè)化應(yīng)用價值不高。

2、雜交獲得單倍體

遠緣雜交產(chǎn)生單倍體在許多報道中出現(xiàn)過。用玉米或珍珠粟的花粉給小麥授粉，會刺激小麥形成單倍體（Laurie?and?Bennett,1988；Gernand?et?al.,2005）。用球莖大麥給大麥授粉也可以產(chǎn)生單倍體（Kasha?and?Sadasivaia,1971;Subrahmany?and?Kasha,1973）。通過胚拯救的方式可以增加單倍體的成活率。但同一物種相互雜交產(chǎn)生單倍體的現(xiàn)象比較少見，通常也是利用兩個倍性不同的植株雜交得到的。

3、玉米中單倍體的產(chǎn)生方式

遺傳誘導(dǎo)目前是誘導(dǎo)玉米單倍體的最有效的方法。Chase于1952年報道了玉米單倍體的自發(fā)頻率為0.1%左右。之后玉米遺傳學(xué)家發(fā)現(xiàn)了兩類特殊的玉米材料，可以用來誘導(dǎo)單倍體。利用誘導(dǎo)系誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體主要有兩種。一種是利用雌配子增生（indeterminate?gametophyte，ig）突變體作母本與普通玉米材料作父本進行雜交，在其后代中就有一定頻率的父本單倍體或母本單倍體的產(chǎn)生（Kermicle，1969；Evans，2007）。另一種是利用來源于Stock6的母本單倍體誘導(dǎo)系作父本與普通材料作母本進行雜交，來產(chǎn)生母本單倍體（Coe，1959）。這一自交系將玉米單倍體誘導(dǎo)率由自發(fā)突變的0.1%提高到了1%-2%。國內(nèi)外在選育優(yōu)良誘導(dǎo)系上有較大進展，如玉米單倍體誘導(dǎo)系WS14誘導(dǎo)率為2%-5%（Lashermes?et?al.,1988），玉米單倍體誘導(dǎo)系CAU5（Xu?et?al.,2013）的平均誘導(dǎo)率約為9%。雖然近年來選育出的單倍體誘導(dǎo)系在誘導(dǎo)率上逐漸提高，但進一步提高誘導(dǎo)率、改良誘導(dǎo)系性狀及增強篩選標記，對于單倍體育種的貢獻將是巨大的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高誘導(dǎo)率的誘導(dǎo)玉米單倍體的方法。

本發(fā)明所提供的誘導(dǎo)玉米單倍體的方法，包括用玉米單倍體誘導(dǎo)率高于玉米單倍體誘導(dǎo)系CAU5的玉米單倍體誘導(dǎo)系作父本給母本授粉，收獲雜交當代籽粒，得到玉米單倍體；

所述玉米單倍體誘導(dǎo)率高于玉米單倍體誘導(dǎo)系CAU5的玉米單倍體誘導(dǎo)系按照包括如下步驟的方法培育：

1）將著絲粒特異組蛋白突變體的編碼基因?qū)胗衩鬃越幌礖iIIA和玉米自交系HiIIB的雜交第一代植株中，得到含有所述著絲粒特異組蛋白突變體的轉(zhuǎn)基因玉米植株；所述著絲粒特異組蛋白突變體為a）或b）或c）：

a）著絲粒特異組蛋白與熒光蛋白融合得到的所述熒光蛋白在羧基端的融合蛋白；所述著絲粒特異組蛋白的氨基酸序列為SEQ?ID?No.1的第1-183位氨基酸殘基；

b)將SEQ?ID?No.1的第1-183位氨基酸殘基組成的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與著絲粒功能相關(guān)的的蛋白質(zhì)；