[發(fā)明專利]利用玉米異源多倍體培育玉米-摩擦禾單體附加系的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710053008.8
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106818458B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐祈林;王紅林;李曉鋒;李楊;趙艷麗;李靜;孫汝龍;謝孟林;嚴(yán)旭;何如鈺;馬行云;吳元奇;周樹峰
• 申請（專利權(quán)）人: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04
• 代理公司: 北京修典盛世知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11424
• 代理人: 胡長遠

本發(fā)明屬于植物遠緣雜交育種方法領(lǐng)域，本發(fā)明公開了利用玉米異源多倍體培育玉米?摩擦禾單體附加系的方法。該方法以玉米異源六倍體(Tripsazea creammaize T.；2n＝76)為非輪回親本，以玉米(Zea mays L.)為輪回親本雜交，對結(jié)實后代進行染色體數(shù)和染色體組成鑒定和選擇，最后獲得染色體總數(shù)為21，其中玉米染色體為20條、摩擦禾染色體數(shù)為1條的玉米?摩擦禾單體附加系。本發(fā)明為將摩擦禾的優(yōu)良基因?qū)氲接衩字刑峁┝艘环N有效途徑；其次，本發(fā)明為基因功能研究提供了良好的材料；本發(fā)明單體附加系染色體穩(wěn)定性好，可以穩(wěn)定地遺傳給后代；本發(fā)明方法簡單，時間短、效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物遠緣雜交育種方法領(lǐng)域，具體涉及利用玉米異源多倍體培育玉米-摩擦禾單體附加系的方法。

背景技術(shù)

作物近緣野生種具有許多可以供栽培作物利用的優(yōu)良的基因及特性，如抗病蟲性，抗逆性，高品質(zhì)等，但是由于生殖隔離，這些優(yōu)良基因和特性很難被栽培作物利用。為將這些外源基因?qū)氲皆耘嘧魑镏校梢幌盗械母郊酉担鷵Q系或易位系是豐富作物遺傳資源的一種重要手段。異源附加系是指物種原基因組中附加了外源種屬染色體的非整倍體材料。依據(jù)附加的染色體的數(shù)目及種類，異源附加系可分為：單體異源附加系、二體異源附加系、雙單體附加系、雙二體附加系和多重附加系等。其中最具有研究和使用價值的是單體異源附加系與二體異源附加系。異源單體附加系可以精確高通量地將標(biāo)記分配到單個外源染色體上，并且每個單體異源附加系可以被看作是相應(yīng)一個外源染色體文庫，可以比較外源染色體與各自的同源受體染色體之間的標(biāo)記位置，也便于研究同源染色體的滲入機制和配對狀態(tài)(譚光軒.HEREDITAS(Beijing)，2008,30(1):35-45)。目前已經(jīng)創(chuàng)制了許多植物的異源附加系，如洋蔥染色體導(dǎo)入到大蔥中(Masayoshi Shigyo*YT等.Genes GenetSys.1996,71:363–371)；藥用野生稻染色體導(dǎo)入到水稻中(Tan G等.Theoretical andapplied genetics.2005,111(8):1585-1595)；擬斯卑爾脫山羊草染色體導(dǎo)入到小麥中(Friebe B等.Theoretical and Applied Genetics.2000,101(1-2):51-58)；玉米染色體導(dǎo)入到燕麥中(Kynast RG等.Plant physiology.2001，125(3):1216-1227)。此外，在蕓薹屬物種間雜交過程中也獲得了大量的附加系(Struss D等,PlantBreeding.1991,106(3):209-214)。

普通栽培玉米(Zea mays L.)與其近緣物種之間由于生殖隔離造成遠緣雜交比較困難，因而難以將近緣物種的有益基因?qū)氲狡胀ㄔ耘嘤衩字小angelsdof等將二倍體或四倍體指狀摩擦禾與玉米的花粉混合后通過剪短花絲授在玉米雌穗上，所得到的雜種籽粒進行胚的培養(yǎng)，于1929年在世界上第一次成功獲得玉米-摩擦禾雜種F_l(Mangelsdorf PC等.Journal of Heredity.1931,22(11):329-343)。其后許多學(xué)者進行了摩擦禾染色體導(dǎo)入到玉米中的研究，其后代基本上都是通過胚拯救和誘導(dǎo)體細胞形成獲得(Molina MdC等.Electronic Journal of Biotechnology.2006,9(3):276-280)。因此，生殖隔離是造成玉米難以利用其近緣物種有益基因的主要因素。

MTF-1(Tripsazea creammaize T.2n＝76.)是四川農(nóng)業(yè)大學(xué)通過遠緣雜交育成的包含全套玉米染色體組(20條)、鴨茅狀摩擦禾染色體組(36條)和四倍體多年生類玉米染色體組(20條)的玉米異源六倍體(蘇月貴.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文，2009)，是一個自然界不存在的新物種。因MTF-1具有玉米、四倍體多年生類玉米和摩擦禾的全套染色體、且其雌性可育的特性，使MTF-1能與玉米、四倍體多年生類玉米或摩擦禾雜交結(jié)實，產(chǎn)生可育的雜交后代。利用MTF-1的這種特性，以MTF-1為橋梁材料與栽培玉米等雜交，可以克服遠緣雜交障礙，從而將玉米近緣種屬的優(yōu)良基因轉(zhuǎn)移到栽培玉米中。