[發(fā)明專利]一種花藥培養(yǎng)與離體染色體加倍結(jié)合快速選育水稻新品系的方法

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• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111528089A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 宋兆建;賀文婷;王杰;屈天歌;蔡得田;劉俊朋;王維;張獻華;何玉池;劉育華
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北大學;武漢多倍體生物科技有限公司
• 主分類號: A01H4/00
• 分類號: A01H4/00
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 丁齊旭

本發(fā)明公開了一種花藥培養(yǎng)與離體染色體加倍結(jié)合快速選育水稻新品系的方法，其步驟包括：a.不同水稻品種間雜交獲得雜種；b.雜種種植及花藥培養(yǎng)取材；c.材料低溫預處理；d.花藥培養(yǎng)獲得愈傷組織；e.愈傷組織離體染色體加倍；f.加倍后愈傷組織恢復培養(yǎng)；g.愈傷組織分化出苗；h.芽苗生根培養(yǎng)；i.試管苗移栽；j.倍性鑒定；k.綜合性狀鑒定。與傳統(tǒng)經(jīng)花藥培養(yǎng)成愈傷組織、愈傷組織分化形成植株，再對鑒定確認的單倍體植株活體染色體加倍的選育方法相比耗時短、效率高。本發(fā)明直接利用愈傷組織進行離體染色體加倍，愈傷組織分化獲得植株后，能高效快速獲得所需性狀的純合水稻新品系。為利用花藥培養(yǎng)途徑培育水稻新品系走出了一條新路。

技術領域

本發(fā)明涉及一種花藥培養(yǎng)與離體染色體加倍結(jié)合快速選育水稻新品系的方法，它是通過雜種植株花藥培養(yǎng)獲得愈傷組織，而后直接對愈傷組織進行染色體加倍，快速獲得加倍單倍體，經(jīng)過鑒定選擇獲得純合水稻新品系的方法，屬于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的作物遺傳育種技術領域。

背景技術

單倍體(haploid)是指具有配子體染色體數(shù)的孢子體(植物個體)。單倍體在遺傳育種及基礎遺傳研究中具有重要作用。主要表現(xiàn)在：(1)縮短育種時間，提高選擇效率；(2)突變體選育；(3)通過遠緣雜種花藥培養(yǎng)獲得染色體異附加系和代換系；(4)用于基礎遺傳研究，如基因功能研究、構(gòu)建遺傳作圖群體、基因組測序等；(5)作為遺傳工程受體(李樹賢，2008；蓋鈞鎰，2006；謝從華和柳俊，2004)。尤其在“縮短育種時間，提高選擇效率”方面表現(xiàn)突出，水稻、小麥、玉米、油菜、煙草等作物中均有很多經(jīng)單倍體育種選育出的優(yōu)良新品種，在生產(chǎn)上發(fā)揮著重要作用(張獻龍和唐克軒，2004；張?zhí)煺妫?011)。獲得單倍體的途徑主要有：(1)單性生殖，即自發(fā)或誘導產(chǎn)生孤雌生殖、孤雄生殖、無配子生殖、半配生殖等；(2)染色體消除，如球莖大麥法、玉米法；(3)細胞和組織離體培養(yǎng)。其中細胞和組織離體培養(yǎng)是目前獲得單倍體的主要途徑，它又包括花藥或花粉培養(yǎng)、未授粉子房或胚珠培養(yǎng)，前者由于單倍體細胞數(shù)量更多、取材方便而成為誘導單倍體的主要方法(孫其信，2016；席章營等，2014)。

目前，水稻單倍體育種的主要程序是先將兩親本雜交后獲得F₁，然后對F₁植株進行花藥培養(yǎng)，誘導產(chǎn)生單倍體植株，再對單倍體植株進行染色體加倍獲得加倍單倍體(純合二倍體)，再對加倍單倍體的性狀加以系統(tǒng)鑒定，選育出符合育種目標的優(yōu)良新品系(張?zhí)煺妫?011)。具體操作時，需先通過(1)雜種花藥培養(yǎng)形成愈傷組織、(2)愈傷組織分化形成植株、(3)單倍體植株的鑒定、(4)對單倍體植株進行活體染色體加倍獲得加倍單倍體、(5)加倍單倍體的選育等步驟。其中愈傷組織需要先分化形成植株后，而后再對鑒定確認的單倍體植株進行加倍，這要耗費很長的時間；此外，傳統(tǒng)染色體加倍一般采用活體加倍的方法，存在效率低、容易形成嵌合體等缺點。本發(fā)明則通過對雜種植株進行花藥培養(yǎng)獲得愈傷組織，進而直接利用愈傷組織進行離體染色體加倍，愈傷組織分化獲得植株后，經(jīng)鑒定獲得所需性狀的純合水稻新品系。本發(fā)明的主要創(chuàng)新之處在于：(1)通過花藥培養(yǎng)獲得愈傷組織后，直接對愈傷組織進行染色體加倍；(2)采用離體染色體加倍方法，加倍效率比傳統(tǒng)活體染色體加倍大幅提高，且很少形成嵌合體。因此，能夠更加高效快速地選育出符合育種目標的優(yōu)良新品系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種花藥培養(yǎng)與離體染色體加倍結(jié)合快速選育水稻新品系的方法，解決了目前水稻單倍體育種耗時長、效率低的問題，為水稻遺傳育種及基礎遺傳研究提供材料基礎。

本發(fā)明的技術方案為：a.不同水稻品種間雜交獲得雜種；b.雜種種植及花藥培養(yǎng)取材；c.材料低溫預處理；d.花藥培養(yǎng)獲得愈傷組織；e.愈傷組織離體染色體加倍；f.加倍后愈傷組織恢復培養(yǎng)；g.愈傷組織分化出苗；h.芽苗生根培養(yǎng)；i.試管苗移栽；j.倍性鑒定；k.綜合性狀鑒定。

本發(fā)明的具體過程為：

a.不同水稻品種間雜交獲得雜種