[發(fā)明專利]一種超聲波介導(dǎo)的秋水仙素加倍粳稻染色體的生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810348075.7
• 申請(qǐng)日: 2018-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN108617503B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬建;王云鵬;王寧寧;歷艷志;吳瑩;周洋;喬鈺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A01H1/08
• 分類號(hào): A01H1/08
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

本發(fā)明公開了一種超聲波介導(dǎo)的秋水仙素加倍粳稻染色體的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：水稻種子的滅菌及萌動(dòng)處理；采用超聲波輔助秋水仙堿處理水稻萌動(dòng)種子，得到染色體加倍的水稻苗；將水稻苗轉(zhuǎn)移到篩選培養(yǎng)基II上繼續(xù)培養(yǎng)，直到幼苗逐漸生根完成即進(jìn)行移栽。本發(fā)明成功實(shí)現(xiàn)了7個(gè)粳稻品系的染色體加倍，解決了傳統(tǒng)秋水仙素直接處理水稻種子方法的加倍效率低的問題，以及秋水仙堿處理水稻愈傷組織加倍染色體法依賴復(fù)雜的植物組織培養(yǎng)技術(shù)等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于染色體工程育種技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種超聲波介導(dǎo)的秋水仙素加倍粳稻染色體的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

多倍體化是高等植物進(jìn)化的顯著特征。伴隨染色體的加倍，植株的器官和細(xì)胞表現(xiàn)出“巨大型”，增大作物的營(yíng)養(yǎng)器官，如葉片、蓮稈和穗子等。同時(shí)多倍體化增強(qiáng)了對(duì)不利的自然環(huán)境的抗逆性及提高光合作用，降低蒸騰作用。多倍體植物在自然界中普遍存在。與人們生活息息相關(guān)的糧油棉，如小麥、棉花、大豆及煙草等經(jīng)濟(jì)作物都是自然加倍形成的多倍體。目前大約有50％的被子植物，75％的禾本科植物，80％的草類，18％的豆類是多倍體，故多倍體被認(rèn)為是推動(dòng)植物進(jìn)化的重要因素，是物種形成的途徑之一。而且多倍體有可能使一些作物的經(jīng)濟(jì)性狀發(fā)生有利的變化。因此，植物多倍體的研究和利用是育種工作中值得重視的途徑之一。

中國(guó)雜交水稻育種在繼20世紀(jì)70年代中期“三系法”獲得成功之后在20世紀(jì)90年代“兩系法”又取得了突破性進(jìn)展。然而，在“兩系法”雜交水稻育種已經(jīng)取得重大成果的前提下，采用常規(guī)的水稻育種方法進(jìn)一步提高單位面積產(chǎn)量的難度將更大。目前科技發(fā)展水平下，水稻多倍體化是其產(chǎn)量潛力的進(jìn)一步挖掘的最有效的技術(shù)路線。因此，大量水稻染色體加倍工作被水稻育種家們開展，但水稻染色體加倍的成功案例卻十分有限。盡管有水稻基因組加倍后出現(xiàn)的各種遺傳不穩(wěn)定性問題所導(dǎo)致的難以獲得可穩(wěn)定遺傳后代的原因，但最主要原因是水稻染色體加倍技術(shù)的不成熟導(dǎo)致的水稻加倍效率極低，沒有可供育種家選育和進(jìn)行深入的生物學(xué)研究的大量加倍后水稻群體材料。

傳統(tǒng)的秋水仙素直接處理水稻種子，盡管操作十分方便，但是加倍效率十分有限，對(duì)于遠(yuǎn)緣雜交稻的加倍效率通常在0.15～12％之間，而對(duì)于理論研究和種質(zhì)創(chuàng)新十分有意義的水稻自交系，特別是具有優(yōu)良食味和軟糯口感的粳稻品種的加倍效率遠(yuǎn)低于0.1％，甚至有些品種無(wú)法獲得多倍體植株。而另一種較為常見的水稻染色體加倍方法，即利用秋水仙素處理組織培養(yǎng)過程中獲得的水稻愈傷組織獲得水稻多倍體的方法，盡管能夠獲得更高的染色體加倍效率，通常情況下加倍效率能夠達(dá)到50％以上，但由于其嚴(yán)重依賴于組織培養(yǎng)技術(shù)。這就導(dǎo)致了利用該方法進(jìn)行水稻染色體加倍需要進(jìn)行組織培養(yǎng)所需的一系列儀器設(shè)備、無(wú)菌操作空間、人工光照培養(yǎng)系統(tǒng)等昂貴和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)條件。并且，該方法的操作難度較大，還需要對(duì)不同待加倍水稻材料分別建立與之配套的植物組織培養(yǎng)體系，而每種水稻材料又因其遺傳背景的差異導(dǎo)致的其在組織培養(yǎng)的愈傷組織誘導(dǎo)、繼代培養(yǎng)、誘導(dǎo)分化等過程中植物激素的濃度和種類差異較大，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多種水稻材料的加倍工作。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種操作簡(jiǎn)單、適用廣泛、加倍率高的超聲波介導(dǎo)的秋水仙素加倍水稻染色體的方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種超聲波介導(dǎo)的秋水仙素加倍粳稻染色體的生產(chǎn)方法，

包括以下步驟：

步驟1、水稻種子的滅菌及萌動(dòng)處理；

步驟2、采用超聲波輔助秋水仙堿處理水稻萌動(dòng)種子，獲得染色體加倍的水稻苗；

步驟3、將步驟2得到的水稻苗轉(zhuǎn)移到篩選培養(yǎng)基II上繼續(xù)培養(yǎng)，直到幼苗逐漸生根完成即進(jìn)行移栽。

可選地，所述的步驟1中的水稻種子的滅菌及萌動(dòng)處理具體按照以下步驟實(shí)施：