[發明專利]一種重離子束輻射水稻幼苗突變創制的方法

有效

• 申請號: 202210072603.7
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114375831B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 周利斌;許超麗;杜艷;金文杰;余麗霞;曲穎
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: A01H1/06
• 分類號: A01H1/06;A01G31/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 吳愛琴

本發明公開了一種重離子束輻射水稻幼苗突變創制的方法。該方法包括種子消毒、幼苗制備、輻射處理、種植篩選和突變鑒定。本發明選用萌發數天的水稻幼苗進行重離子束誘變處理，可節約重離子束照射機時，同時可有效誘發水稻發生變異，豐富重離子束輻射誘發水稻突變創制技術。

技術領域

本發明屬于水稻育種技術領域，具體涉及一種重離子束輻射水稻幼苗突變創制的方法。

背景技術

重離子束輻射誘變育種已經在基因資源拓展、種質創新和作物育種等領域發揮著重要作用并取得了豐碩的成果。植物經高能重離子束輻射處理，關鍵靶分子DNA受到單鏈、雙鏈以及DNA團簇損傷，錯誤修復導致細胞在個體基因型上發生遺傳變異，經篩選最終形成植物新品種或優良親本材料。重離子束輻射作為一種高效的物理誘變源，其單位劑量的誘變效率較X射線、γ射線、電子束等低傳能線密度(Linear Energy Transfer,LET)射線高出10倍，具有相對生物學效應高的特征，在實際育種過程中表現出突變率高、突變譜廣、育種周期相對短等優勢。重離子束誘變效應也受到傳能線密度、輻射劑量、離子種類等因素的影響，同一種材料，不同的樣品狀態能較大程度上影響誘變的效應。

水稻(Oryza sativa)屬于禾本科、稻屬，作為世界上最主要的糧食作物之一，其新品種選育的突破與創新對我國以及世界的糧食安全都有重要的作用和意義。育種技術的快速發展，為我國水稻遺傳育種準備了大量的有重要利用價值的基因資源，水稻育種正邁向設計育種的新時代。在此背景下，獲取水稻各類突變體格外重要，無論是對基因功能解析還是新品種培育，突變體都提供著重要的材料基礎。

重離子束誘變因使用大型粒子加速器，使用成本非常昂貴，若能有效誘發突變的同時節約照射機時，將大幅降低使用成本。目前重離子束輻射植物誘變育種最常用的處理對象是干種子，尚無應用種子萌發數天后的幼苗進行誘變的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種重離子束輻射水稻幼苗突變創制的方法，本發明為水稻育種技術提供新的思路和途徑，以克服水稻輻射育種的樣品狀態單一的缺陷。

本發明所提供的重離子束輻射水稻幼苗的突變創制方法，包括以下步驟：

(1)水稻種子消毒

(2)幼苗制備：將消毒后的水稻種子培養5天，得到水稻幼苗；

(3)輻射處理：將步驟(2)中得到的水稻幼苗在潤濕條件下進行輻射誘變；

(4)種植篩選：將步驟(3)中輻射處理后的水稻幼苗進行水培，插秧種植，形成第一代的群體。

上述方法步驟(1)中，所述種子消毒具體可為：將干水稻種子置于濃度(質量濃度為3％的過氧化氫溶液中，消毒20-40分鐘后用去離子水沖洗；

所述種子為無病蟲害、飽滿度一致且同一批次的水稻種子；

所述水稻種子的品種為Kitaake(Oryza sativa ssp japonica)；

上述方法步驟(2)中，所述培養在用水濕潤的培養皿中進行，

所述培養的過程為：第1天至第4天置于無光照恒溫培養箱中萌發，后移至光照培養間中生長1天，得到水稻幼苗；

其中，所述萌發的溫度可為32℃；

所述光照培養間的條件為：溫度為28-30℃，光周期為14小時光照、10小時黑暗，光強為250μmol/m²·s，

所述水稻幼苗為5日齡水稻幼苗；所述5日齡水稻幼苗的根長2-3cm；

上述方法步驟(3)中，所述輻射誘變所用的射線種類為重離子束；

所述重離子束可包括碳離子、氧離子、氖離子、氬離子和鐵離子多種類型(10MeV/u以上)；