[發明專利]一種利用染色體消失法培育矮敗小麥改良后代DH新品系方法

在審

• 申請號: 202010660256.0
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111670803A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 劉瑩;王立峰;陳科海;余華強;趙翠榮;左珍喜;譚靖
• 申請（專利權）人: 襄陽市農業科學院
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04;A01H1/08;A01H4/00
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本發明屬于農作物品種選育技術領域，公開了一種利用染色體消失法培育矮敗小麥改良后代DH新品系的方法，利用矮敗小麥不需人工去雄即可充分實現群體內的大規模雜交，在群體中根據選育目標鎖定大量交流重組的優良可育株系，同時利用染色體消失法直接獲得純合的DH系。從育種實踐的成本和易操作性方面考慮，該發明不僅省去了常規雜交育種的去雄成本，而且比系譜選育法縮短了純系選育的年限，比直接從F1獲得純系增加了良種選育的概率。本發明比系譜選育法縮短了選育的年限5?8年，比誘導矮敗小麥不育株方法更易操作，良種選擇效率更高。

技術領域

本發明屬于農作物品種選育技術領域，尤其涉及一種利用染色體消失法培育矮敗小麥改良后代DH新品系方法。

背景技術

目前，小麥單倍體技術可以從單交組合雜交一代F1直接獲得純合的株系，大大加快了育種的進程，比常規選育法縮短了4-6年，在小麥新品種選育和遺傳基礎研究中具有重要的作用。現有技術研究表明，利用小麥玉米雜交的染色體消失法是目前產生小麥單倍體最有效的途徑。

上世紀70年代現有技術發現太谷核不育小麥，并于90年代研制出矮敗小麥新的小麥特異種質資源。矮敗小麥具有太古核不育小麥雄性敗育徹底、不育性穩定，異交結實率高的優點，同時標記了矮變一號的矮稈特性，使后代可育株和不育株通過株高的明顯差異一眼就能識別，使自花授粉的小麥實現了大規模的基因交流，提高了小麥雜交優勢利用的效率。

2011年襄陽農科院(《矮敗小麥高效育種技術平臺的研究》，安徽農業科學，2011)首次提出了將單倍體育種技術引入矮敗小麥高效育種技術體系的構想，從理論上建立了一套矮敗小麥高效育種生物技術新體系。

在劉等人的矮敗小麥高效育種技術體系中，矮敗小麥改良群體得到的優異株系主要通過系譜法進行品種選育，需要經歷多個世代才能得到穩定的品系。

2018年公布的CN108935082A《一種Ms2ms2基因型小麥的單倍體育種方法》，其主要針對矮敗小麥的不育株利用玉米花粉進行誘導，得到的植株有一半含有Ms基因，無法自交結實。該專利中對所有小麥加倍單倍體植株利用分子標記檢測和表型鑒定的方法篩選出含有Ms2基因的DH不育植株，這些篩選出來的不育植株經簡單剪穎整穗作為母本，再與普通小麥雜交，獲得含有Ms2基因的雜交F1代，再循環進行單倍體方法誘導。該發明盡管節省了玉米花粉與小麥雜交時的去雄時間成本，但后期不易區分不育植株，篩選成本較高，不適于工廠化應用。

綜上所述，現有技術存在的問題是：(1)現有技術中，沒有運用染色體消失法小麥單倍體技術，造成獲優良種子的培育篩選時間長。

(2)小麥是自花授粉作物，每年利用人工雜交創造變異的效率很低，從中選出突破性優良品種的概率很小。

(3)矮敗小麥的遺傳背景很復雜，利用傳統系譜選育法需要經歷很長的時間才能得到穩定的優良株系，周期太長；而且現有技術的優良種子的培育篩選中，后期不易區分不育植株，篩選成本較高，不適于工廠化應用。

(4)目前染色體消失法誘導小麥單倍體技術主要應用于小麥單交組合雜交一代F1植株中，針對某個大規模基因交流的矮敗小麥群體的應用未見詳細報道。利用單交組合誘導DH新品系，從中獲得突破性品系的概率很小，而針對大規模基因交流的矮敗小麥群體，由于矮敗小麥的天然異交特性，得到突破性重組后代的概率顯著提高，從中選育優良新品系的機會也更大。

(5)染色體消失法誘導小麥單倍體技術存在一定的技術壁壘，想要復制成功具有一定的難度，同時要想得到穩定的胚誘導率、成苗率和加倍成功率也有一定的難度。

解決上述技術問題的難度：解決上述技術問題的難度首先在于小麥的自花授粉特性，導致創造大量變異的難度較大；其次小麥屬于多倍體，有6套染色體組，導致目標性狀穩定下來需要很長的周期；三是快速獲得定向突變的穩定個體。育種家本質上就是要快速獲得具有目標性狀的純合品系，必須同時解決這三個難點。