[發明專利]一種玉米單倍體植株染色體組加倍的方法

有效

• 申請號: 201310497188.0
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103749291A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 吳永升;黃開健;蘇治軍;譚華;黃愛花;韋新興;鄭德波;鄒成林;莫潤秀
• 申請（專利權）人: 廣西壯族自治區農業科學院玉米研究所
• 主分類號: A01H1/08
• 分類號: A01H1/08
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 彭曉玲

技術領域

本發明屬于農業育種領域，特別涉及一種玉米單倍體植株染色體組加倍的方法。

背景技術

傳統的玉米育種中常采用雙單倍體育種（Doubled?haploid,DH）技術來利用孤雌生殖誘導系誘導產生單倍體，再經加倍形成二倍體，一般只需經過2個世代就可得到100%的純合系，其被稱為DH（Doubled?Haploid）系，育種進程較快。

玉米單倍體植株由于只含1套染色體組，一般生長勢較弱，多數表現出高度不育，生產中直接應用效率極低。只有將單倍體加倍后使其植株散粉得到DH系，才能在育種中大規模應用。玉米單倍體加倍技術的限制是當前玉米單倍體育種技術規模化應用的主要限制因素。

目前實現單倍體加倍主要有兩種途徑：單倍體自然加倍或單倍體人工加倍。

單倍體自然加倍由于不借助任何藥劑，是較經濟實惠的方法。然而自然加倍只適用于自然加倍率高的背景材料，同時要積極創造能提高單倍體自然加倍率的地理、生態、氣候條件，該方法受遺傳背景影響較大且加倍成功率低。

單倍體人工加倍是獲得DH系較有效的方法，最常用的是化學藥劑法，其原理是使用化學藥劑破壞細胞有絲分裂時紡錘絲的形成，使2個子細胞染色體在有絲分裂后期不移向兩極，從而改變細胞染色體倍性，實現染色體的化學加倍，目前，主要利用的化學藥劑有秋水仙素和除草劑。在國內，利用秋水仙素加倍單倍體的方法已較為成熟，秋水仙素是一種高毒致癌物，在實際操作中常常添加二甲基亞砜（DMSO）作為助滲劑來提高加倍效率。化學藥劑法在實際使用時又分為浸泡法和滴定法：浸泡法一般是使用0.06%～0.5%的秋水仙素溶液浸泡玉米種子、幼芽或幼苗根部，浸泡時間為12～48小時，再將材料清洗干凈后轉入溫室培養或移入田間栽種，加倍率可達到20～50%，該方法因加倍效率高而被廣泛應用，但是該方法需要使用秋水仙素溶液長時間浸泡玉米材料，而后又要清洗、移栽，高毒致癌物-秋水仙素長時間處于開放環境，科研人員在浸泡、清洗、移栽的過程中要長時間接觸秋水仙素，身體健康安全受到了威脅；滴定法是用滴管將0.06%～0.5%的秋水仙素溶液滴在子葉、幼苗的生長點，由于溶液滴流、蒸發后藥效降低，需要每隔6～8小時滴定一次，如此反復數日，該方法需要科研人員反復定時滴定，程序繁瑣，工作量大，并且在反復滴定操作過程中科研人員暴露在秋水仙素開放的環境里，身體健康受到損害。

因此，目前急需一種加倍成功率高，又使科研人員的身體健康得到保障的玉米單倍體植株染色體組加倍方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種既能提高加倍成功率，又對科研人員的健康傷害較小的玉米單倍體植株染色體組加倍的方法。

本發明所提供的一種玉米單倍體植株染色體組加倍的方法，包括以下步驟：

（a）配置秋水仙素溶液，并加入助滲劑混合均勻得到注射液；

（b）將步驟(a)所得的注射液80～100微升注射入單倍體玉米植株莖尖生長點；

（c）對接受注射后的玉米植株進行常規護理，收獲染色體組加倍的種子。

其中，步驟(a)中所述的秋水仙素溶液的質量百分比濃度為0.3%～0.8%，優選地，所述水仙素溶液的質量百分比濃度為0.5%。

其中，步驟(a)中所述的助滲劑為二甲基亞砜，其添加量優選為為按質量百分比加入2%～3%，最優選地，所述二甲基亞砜的添加量為按質量百分比加入2.5%。

其中，步驟(b)中所述的單倍體玉米植株優選為2～3葉期的單倍體玉米植株。

其中，在步驟(b)中注射入單倍體玉米植株莖尖生長點的注射液的注射量優選為100微升。

為使本發明達到更好的技術效果，所述單倍體玉米植株為將單倍體玉米種子在溫室大棚中播種種植而得，在所述步驟(b)完成以后，再將玉米植株移栽至大田。

本發明所提供的技術方案，實現了以下有益效果：

（1）通過注射的方法將秋水仙素精準注射入玉米幼苗的莖尖生長點，使秋水仙素的效果達到最大化，加倍成功率可提高到30～50%，高于使用自然加倍法的10%～20%的加倍率，降低了科研人員的工作量，縮短了育種時間；

（2）本發明的方法比傳統的化學藥劑法簡單、快捷，科研人員只需要配置秋水仙素溶液后進行注射操作，程序簡單、時間短，無需長時間暴露在秋水仙素污染的環境中，身體受到的損害大為減少，健康安全得到保障。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。在不背離本發明精神和本質的情況下，對本發明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發明的范圍。