CN101743904B - 一种作物细胞育种的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及“一种作物细胞育种的新方法”，涉及植物遗传育种领域的新品种培育技术。本发明提供作物细胞育种的新途径，步骤如下：(1)选取若干作物基因型进行花药离体培养，筛选出高培养力的作物骨干亲本；(2)将作物骨干亲本与主栽品种杂交，采用花药离体培养，得到动态骨干亲本簇作物新品系；(3)将高培养力的作物骨干亲本与动态骨干亲本簇作物新品系杂交、诱变处理及复合杂交累加；所述作物为禾本科植物或十字花科植物。本发明方法利用高培养力动态骨干亲本簇进行复合杂交和花药培养，实现高产、优质、多抗基因的快速整合，大幅度提高作物育种效率。该技术适合水稻、小麦、大麦、玉米、油菜、白菜等其他粮食作物和十字花科植物。
Description
技术领域：
本发明涉及一种提高作物细胞育种效率的新方法，属植物遗传育种领域。
背景技术：
小麦是我国第二大主要粮食作物，小麦生产占我国粮食生产的22％左右。但目前生产上推广的小麦品种在品质、丰产性、抗病性方面还不能适应小麦生产发展的国内外市场需求，切实加强优质、高产、多抗小麦新品种选育意义重大。虽然常规育种方法在当前新品种选育方面仍然发挥着重要作用，但由于传统育种方法存在育种周期偏长、资源匮乏、选择效率低等限制因素，已经难以支撑现代农业发展对于小麦重大新品种培育的需求。
植物加倍单倍体技术(也称花药培养)能够使杂种在1个世代内纯合，有益的隐性性状在早代显现，同时还能够诱导变异，从而使丰富的遗传重组类型快速稳定和表达，提高选择效率，缩短育种周期，为小麦的遗传改良提供了一个新途径。因此，加倍单倍体技术已作为一种育种手段被广大育种工作者广泛应用(刘录祥，郑企成，农作物细胞工程育种——现状与未来，植物细胞工程与分子育种技术研究，中国农业科技出版社，2003，14-19)。目前已应用花药培养技术选育出一批小麦优良品种，并在生产上大面积种植，如陕农28、陕农78、济南18、花培3号和花培5号等。但是，由于小麦花药培养基因型间的培养力差异非常显著，在育种实践中仍有许多配组再生力极低甚至很难再生，限制了小麦花药培养加倍单倍体技术在育种中的应用。
一些研究者尝试通过改善培养基等培养条件来解决基因型障碍问题(王培，陈玉蓉，C17培养基在花药培养中应用的研究.植物学报，1986，28(1)：38-45；罗鹏，海燕，刘文轩等，播期对小麦花药愈伤组织诱导率的影响，河南农业科学，1999，(9)：3-4；李景琦，王成社，邹淑芳，BN-2在小麦花药培养中的应用，西北农业学报，2002，11(2)：79-81；I.Zamani，E.Gouli-Vavdinoudi，G.Kovacs et al.Effect of parental genotypes and colchicine treatment on theandrogenic response ofwheat F1 hybrids.Plant Breeding，2003，122，314-317)，结果只是减轻了基因型的影响，未能彻底消除基因型障碍问题。通过选择培养力较高的基因型做为桥梁亲本组配杂交组合，也被认为对提高育种效率具有重要的实践意义(刘建平，刘学馨，魏秀玲等，冬小麦常用亲本以及配组一代花药培养力的研究，华化农学报，1997，12(4)：17-22；张艳敏，郭北海，李洪杰等，小麦花药培养的基因型差异与杂交组合配制，华北农学报，2002，17(2)：16-19； 隋新霞，黄承彦，楚秀生等，易花药培养的早熟小麦新种质K35，山东农业科学，2007，1：116-117)。但同时发现，现有的一些高培养力基因型的主要农艺性状、品质性状较差，很难直接应用于小麦新品种选育。
发明内容
针对上述领域中的不足，本发明提供一种作物细胞育种的新方法，该法能使新的作物品种集合高培养力，高产、优质、多抗基因的特点。
一种作物细胞育种的新方法，包括如下步骤：(1)选取若干作物基因型花药离体培养，筛选出高培养力的作物骨干亲本，(2)将作物骨干亲本与主栽品种杂交，采用花药离体培养，得到动态骨干亲本簇作物新品系，(3)将高培养力的作物骨干亲本与动态骨干亲本簇作物作物新品系复合杂交得到新的动态骨干亲本簇，再复合杂交累加；所述作物为禾本科植物或十字花科植物。
所述方法还包括诱变处理，所述诱变处理为在杂交前后诱变处理种子或花药培养前诱变处理花药。
所述诱变处理包括核辐射诱变、航天诱变及化学制剂诱变。
所述禾本科植物为小麦，大麦，玉米或水稻，所述十字花科植物为油菜或白菜。
所述高培养力为愈伤组织诱导率高，绿苗分化率高，绿苗产率高。
所述高培养力的作物为小麦品系H60261。
所述花药离体培养的步骤如下：(1)选取适期小麦幼穗，湿布包裹于4℃下预处理24-48h；(2)剥出幼穗，用0.1％HgCl2消毒，无菌蒸馏水冲冼后置于诱导培养基上暗培养；(3)诱导出的愈伤组织长至直径1-2mm时，转入分化培养基于光照下进行分化培养；(4)分化苗高达3cm左右时转入绿苗促壮培养基，壮苗培养；(5)当花粉植株长至6-7cm时，转移至4℃下的冰箱中越夏至正季时节，移栽到大田中。
所述诱导培养基的组成为附表1，暗培养条件为32℃暗培养2d，然后27℃-29℃暗培养。
所述分化培养基的组成为附表2，分化培养条件为24℃-26℃，每天光照14-16h。
所述绿苗促壮培养基的组成为附表3，壮苗培养条件为24℃-26℃，每天光照14-16h。
我们在系统研究不同基因型小麦花药培养响应规律的基础上，选育出具有目前最高绿苗产率(30.7％)的高培养力小麦材料H60261，并首次提出高培养力动态骨干亲本簇这一概念，即利用具有高培养力的小麦材料与当前主栽品种杂交和连续累加，进一步利用小麦加倍单倍体技术培养出集合高培养力、高产、优质的动态骨干亲本簇。本发明不仅适用小麦，同样可适用禾本科植物如大麦，玉米、水稻等，还可适用于十字花科植物，如油菜等。利用本发明方法可实现高产、优质、多抗基因的快速整合，大幅度提高小麦育种效率。
同时本发明还可以结合利用核辐射诱变、航天诱变和化学诱变等增加变异性，显著提高作物育种效率。
本发明骨干亲本簇选育的基础为愈伤组织诱导率高，绿苗分化率高和，绿苗产率。在花药离体培养中，采用了三种培养基，诱导培养基、分化培养基和绿苗促壮培养基，这三种培养基对于我们选育的基础指标同等重要。诱导培养基为C17培养基的基础上附加了2.4-D 2.0mg/l，KT 0.5mg/l，Casein Hydrolysate 100.0mg/l；分化培养基为在MS培养基的基础上增加维生素B1的用量为0.4mg/l，附加NAA 1.0mg/l，KT 1.0mg/l；绿苗促壮培养基为大幅度降低大量元素的同时，减少NAA和KT的使用量。反复试验结果证实这些调整与改进对于提高愈伤组织诱导率及质量、绿苗分化能力、再生植株数量与质量均具有显著促进作用。
本发明采用花药离体培养选育出高培养力的骨干亲本簇，将其与现有的主栽品种杂交得到杂交品种动态骨干亲本簇，利用动态骨干亲本簇与高培养力的骨干亲本簇复合杂交，连续累加，快速整合出具有高培养力，高产、优质的新品种。
附图说明
图1花培绿苗产率年度分布
图2愈伤组织诱导效果
图3再生绿苗效果
具体实施方式：
一、小麦高花药培养力材料的创制与筛选
1.实验材料
以当前农业生产主栽品种和高代稳定品系等为主的92个小麦基因型。(上述材料本申请人的实验室均有保藏，可以免费向公众发放。)
2.取材时期
小麦花粉发育至单核中晚期。
3.实验方法
(1)田间选取适期小麦幼穗，湿纱布包裹置于4℃冰箱中预处理24-48h。
(2)剥出小麦幼穗，用0.1％HgCl2消毒10min，无菌蒸馏水冲洗3-4次，用镊子逐一取出花药置于诱导培养基(见附表1)上，每瓶培养基大约放100个花药。
(3)接种的花药置于培养室内，32℃暗培养2天，然后27-29℃暗培养。
(4)当诱导出的愈伤组织生长至直径1-2mm时，及时转入分化培养基(见附表2)，在温度24-26℃，每天光照14-16h条件下进行分化培养。
(5)分化苗高达到3cm左右时转入壮苗培养基(见附表3)，培养条件为24-26℃，每天光照14-16h。
(6)当花粉植株在培养室中长至6-7cm时，转移到4℃的冰箱中越夏，一般储藏时间为2个月，到秋分节时移栽至大田中。
(7)移栽前3d，将花粉植株从低温室中取出，置于常温条件下炼苗，使其逐渐适应自然环境。
(8)将幼苗从瓶中取出，洗净培养基，栽于大田中。移栽完毕后，立即浇足水，遮阴处理一周，使移栽苗逐步适应外界环境条件，15d后便可进行正常的田间管理。
4.数据统计：
出愈率(％)＝愈伤组织块数/接种花药数
绿苗分化率(％)＝绿苗数/转分化愈伤数
绿苗产率(％)＝绿苗数/接种花药数
5.实验结果
92个小麦基因型平均出愈率为7.27％，平均绿苗分化率为12.56％，平均绿苗产率为1.18％(见表1)。其中H60261、60148、德抗961、中优9701和LM2共5个基因型的绿苗产率超过5％，分别为30.70％、12.39％、7.61％、7.22％和6.27％。
H60261是由4个品种或品系复合杂交，经过辐射诱变和花药培养创制出的大穗型抗病抗倒伏小麦新品系，综合农艺性状优良。经检索，H60261的绿苗产率是目前国内外已知小麦材料中最高的(本实验室保存有该材料，可以对公众发放)。
表1小麦不同基因型的花药培养力
| 基因型 | 接种花 药数 | 愈伤组织 诱导率 ％ | 绿苗分 化率 ％ | 绿苗 产率 ％ | 基因型 | 接种 花药数 | 愈伤组 织诱导率 ％ | 绿苗分 化率 ％ | 绿苗 产率 ％ |
| 远丰99 | 800 | 0.33 | 0.00 | 0.00 | 烟辐188 | 800 | 0.56 | 16.67 | 0.17 |
| N9659 | 900 | 0.33 | 16.67 | 0.11 | 周麦16 | 900 | 5.78 | 14.15 | 0.78 |
| 远丰175 | 800 | 0.22 | 0.00 | 0.00 | 洛旱2号 | 800 | 9.33 | 0.00 | 0.00 |
| 鲁原7063 | 800 | 0.61 | 0.00 | 0.00 | 农大3338 | 800 | 1.94 | 56.94 | 1.06 |
| 山东914455 | 900 | 2.33 | 11.79 | 0.33 | 济麦20 | 800 | 3.78 | 0 | 0 |
| 沧麦119 | 800 | 0.61 | 0.00 | 0.00 | 农大3308 | 800 | 1.06 | 0.00 | 0.00 |
| 沧核030 | 800 | 2.06 | 10.90 | 0.22 | H01-1669 | 800 | 0.11 | 0.00 | 0.00 |
| 太原703 | 800 | 11.28 | 14.33 | 1.39 | 郑9023优 | 900 | 0.33 | 0.00 | 0.00 |
| 太原8003 | 800 | 3.39 | 6.06 | 0.33 | SP0225 | 800 | 2.22 | 13.33 | 0.22 |
| 郑麦004 | 800 | 52.22 | 6.59 | 3.28 | H029815 | 800 | 6.22 | 16.31 | 0.94 |
| 郑丰672 | 800 | 14.72 | 0.00 | 0.00 | H6756 | 900 | 1.00 | 0.00 | 0.00 |
| 郑2062 | 700 | 0.11 | 0.00 | 0.00 | H89 | 800 | 2.50 | 16.19 | 0.44 |
| 鄂麦11 | 800 | 3.89 | 0.00 | 0.00 | PH4133-2 | 800 | 3.83 | 11.11 | 0.56 |
| 川麦107 | 800 | 3.06 | 0.00 | 0.00 | 兰考13 | 800 | 18.22 | 1.62 | 0.22 |
| 衡96851 | 800 | 17.89 | 29.85 | 5.44 | 矮抗58 | 800 | 13.61 | 3.99 | 0.67 |
| 衡核一号 | 800 | 9.72 | 11.58 | 1.56 | 邯6172 | 800 | 12.44 | 30.45 | 4.11 |
| 豫同03152 | 800 | 0.17 | 0.00 | 0.00 | 偃展99(98) | 800 | 22.56 | 1.40 | 0.39 |
| 濮麦9号 | 800 | 2.28 | 0.00 | 0.00 | 兰考12号 | 700 | 2.94 | 0.00 | 0.00 |
| 皖麦44 | 900 | 7.56 | 1.04 | 0.11 | 兰考矮早8 | 800 | 5.17 | 34.44 | 1.72 |
| 小偃81-54 | 900 | 0.33 | 0.00 | 0.00 | 德抗961 | 800 | 12.17 | 65.75 | 7.61 |
| 皖麦50 | 800 | 2.28 | 8.89 | 0.44 | 烟优361 | 800 | 3.06 | 0.00 | 0.00 |
| C511 | 700 | 1.72 | 0.00 | 0.00 | 偃展4110 | 1400 | 3.97 | 0.00 | 0.00 |
| 西农928 | 800 | 0.56 | 0.00 | 0.00 | 周麦19 | 700 | 0.22 | 0.00 | 0.00 |
| 西农935 | 800 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | XM18 | 600 | 13.17 | 0 | 0 |
| 刑麦5号 | 800 | 63.11 | 6.68 | 4.61 | 陕623 | 800 | 1.06 | 33.33 | 0.50 |
| 刑麦6号 | 700 | 2.06 | 6.67 | 0.17 | F4357 | 800 | 8.56 | 14.96 | 1.06 |
| 刑麦4号 | 800 | 1.11 | 0.00 | 0.00 | 中麦22号 | 800 | 42.17 | 5.12 | 2.06 |
| 徐麦856 | 800 | 1.72 | 31.94 | 0.67 | LM2 | 800 | 41.72 | 7.17 | 6.27 |
| 晋太170 | 800 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 94815 | 700 | 1.61 | 0.00 | 0.00 |
| 晋太81 | 800 | 4.44 | 6.06 | 0.22 | 1778 | 800 | 2.17 | 0.00 | 0.00 |
| 60148 | 800 | 16.83 | 78.94 | 12.39 | 冀5108 | 800 | 0.17 | 0.00 | 0.00 |
| 藁优9409 | 600 | 12.20 | 10.93 | 1.33 | 京9428 | 800 | 2.33 | 38.89 | 0.50 |
| 太空6号 | 800 | 1.61 | 16.67 | 0.33 | 冀麦37 | 1000 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 烟H8029 | 700 | 1.67 | 30.56 | 0.61 | 新麦9817 | 800 | 0.11 | 0.00 | 0.00 |
| CA0175 | 800 | 1.44 | 22.22 | 0.28 | 莱州953 | 600 | 9.17 | 51.19 | 4.33 |
| 郑农18 | 1000 | 1.06 | 0.00 | 0.00 | Y2076 | 600 | 0.83 | 0 | 0 |
| 周麦18 | 800 | 12.61 | 0.67 | 0.11 | 良星99 | 600 | 4 | 8.57 | 0.33 |
| 烟农21 | 800 | 0.78 | 16.67 | 0.17 | 中原9号 | 600 | 7.17 | 41.34 | 2.83 |
| 矮丰66 | 600 | 0.50 | 11.11 | 0.17 | SP801 | 600 | 0.67 | 0 | 0 |
| 西农892513 | 700 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 观35 | 400 | 14.5 | 13.57 | 2 |
| 藁城8901 | 800 | 4.94 | 9.57 | 0.39 | 烟农23 | 600 | 7 | 14.77 | 1 |
| 96G4 | 800 | 7.44 | 35.61 | 2.67 | 轮选987 | 600 | 0 | 0 | 0 |
| 96G8 | 1200 | 5.42 | 59.04 | 2.83 | F4155 | 600 | 5 | 7.94 | 0.33 |
| 藁优9407 | 700 | 6.61 | 34.95 | 3.06 | 冀Z76 | 600 | 5.5 | 16.67 | 1.33 |
| 豫麦68 | 400 | 20.83 | 15.24 | 2.83 | 8724 | 900 | 1.17 | 0 | 0 |
| 中优9701 | 800 | 43.17 | 16.36 | 7.22 | H60261 | 600 | 92.0 | 79.58 | 30.70 |
二、小麦高培养力动态骨干亲本簇创制
1.实验材料
高培养力小麦新材料H60261，主栽小麦品种偃展4110和豫麦49。
2.实验方法
(1)杂交
利用H60261与3个主栽品种配制组合，H60261/偃展4110、H60261/豫麦49。
(2)杂种F1的花药培养及H1植株的种植
方法同上
(3)H2株系的花药培养力验证
方法同上
3.数据统计
(1)花药培养数据统计
方法同上
(2)农艺性状调查
在小麦成熟期，每个株系随机收获10株，室内测定各单株株高、穗长、有效穗数、穗粒数及千粒重5个性状，以10株平均值作为每个株系的观测值。
4.实验结果
(1)高培养力材料H60261骨干亲本簇的创制
A.杂种F1花药培养力
由高培养力材料H60261与生产上主栽品种偃展4110(花药培养力为0)、豫麦49(花药培养力为0)组合F1花药培养力结果可以看出(表2)，两个组合F1的愈伤诱导率和绿苗分化率虽不及高亲H60261，但显著高于主栽品种偃展4110和豫麦49，最终绿苗产率则分别提高 100％和261％。
表2基于H60261组合F1的花药培养力
| 组合/名称 | 花药数 | 愈伤诱导率 ％ | 绿苗分化率％ | 绿苗产率％ |
| H60261 | 600 | 92.00 | 79.58 | 30.70 |
| 偃展4110 | 1400 | 3.97 | 0.00 | 0.00 |
| H60261/偃展4110 | 4200 | 25.00 | 4.00 | 1.00 |
| H60261 | 600 | 92.00 | 79.58 | 30.70 |
| 豫麦49 | 800 | 0.33 | 0.33 | 0.00 |
| H60261/豫麦49 | 4100 | 41.51 | 6.29 | 2.61 |
B.H2株系花药培养力
由H60261/偃展4110组合H2代的25个株系花药培养力的统计结果可以看出(表3)，23个株系(占92％)的花培绿苗产率高于低培养力亲本，与偃展4110相比增加幅度为17％至727％，其中81821株系的绿苗产率最高7.27％。由H60261/豫麦49组合H2代的15个株系花药培养力的结果可以看出，有14个株系(占93％)的绿苗产率高于低培养力亲本豫麦49，增加幅度为11％至441％，其中81961株系的绿苗产率最高4.41％。
表3基于小麦高培养力材料H60261的杂交组合H2株系花药培养力
| 材料名称 | 接种花药数(个) | 愈伤组织诱导率(％) | 绿苗分化率(％) | 绿苗产率(％) |
| H60261 | 600 | 92.00 | 79.58 | 30.70 |
| 偃展4110 | 1400 | 3.97 | 0.00 | 0.00 |
| H60261/偃展4110 81807 | 400 | 10.83 | 10.83 | 0.33 |
| 81811 | 600 | 1.67 | 1.67 | 0.00 |
| 81813 | 800 | 32.28 | 32.28 | 0.78 |
| 81821 | 800 | 18.72 | 18.72 | 7.72 |
| 81822 | 800 | 19.44 | 19.44 | 0.72 |
| 81826 | 700 | 6.11 | 6.11 | 0.28 |
| 81833 | 700 | 14.44 | 14.44 | 0.78 |
| 81836 | 800 | 2.75 | 2.75 | 0.17 |
| 81837 | 300 | 14.67 | 14.67 | 0.00 |
| 81838 | 800 | 21.67 | 21.67 | 0.75 |
| 81839 | 600 | 16.00 | 16.00 | 1.00 |
[0072]
| 81841 | 600 | 12.00 | 12.00 | 0.83 |
| 81842 | 800 | 15.89 | 15.89 | 1.11 |
| 81843 | 600 | 7.44 | 7.44 | 0.78 |
| 81844 | 800 | 20.22 | 20.22 | 3.39 |
| 81849 | 600 | 23.00 | 23.00 | 5.33 |
| 81851 | 600 | 11.50 | 11.50 | 0.33 |
| 81856 | 700 | 19.56 | 19.56 | 3.61 |
| 81859 | 600 | 15.33 | 15.33 | 3.33 |
| 81862 | 500 | 20.50 | 20.50 | 1.83 |
| 81866 | 300 | 22.00 | 22.00 | 1.00 |
| 81870 | 700 | 14.17 | 14.17 | 2.50 |
| 81873 | 600 | 20.33 | 20.33 | 3.50 |
| 81876 | 800 | 19.00 | 19.00 | 1.17 |
| 81881 | 700 | 30.61 | 30.61 | 3.11 |
| H60261 | 600 | 92.00 | 79.58 | 30.70 |
| 豫麦49 | 800 | 0.33 | 0.33 | 0.00 |
| H60261/豫麦49 81961 | 700 | 10.56 | 10.56 | 4.11 |
| 81963 | 700 | 4.94 | 4.94 | 2.67 |
| 81965 | 800 | 3.33 | 3.33 | 0.00 |
| 81968 | 800 | 3.33 | 3.33 | 0.78 |
| 81973 | 700 | 2.78 | 2.78 | 1.83 |
| 81975 | 800 | 5.67 | 5.67 | 0.56 |
| 81977 | 700 | 10.28 | 10.28 | 1.83 |
| 81981 | 800 | 12.06 | 12.06 | 2.94 |
| 81984 | 800 | 3.06 | 3.06 | 0.17 |
| 81988 | 800 | 1.28 | 1.28 | 0.11 |
| 81999 | 600 | 1.50 | 1.50 | 0.33 |
| 82004 | 800 | 4.22 | 4.22 | 1.72 |
| 82007 | 700 | 2.50 | 2.50 | 2.33 |
| 82010 | 700 | 3.44 | 3.44 | 0.67 |
| 82012 | 700 | 7.61 | 7.61 | 1.28 |
C.骨干亲本簇主要农艺性状
小麦高培养力新材料H60261与生产上主栽品种偃展4110、豫麦49(均表现高产和综合性状优异，但花培力极低)组合的H2代株系中，81861、81873和82007表现突出(表4)。这3个株系可以做为偃展4110和豫麦49的骨干亲本簇加以直接利用或间接杂交利用。
表4小麦主栽品种偃展4110和豫麦49骨干亲本簇农艺性状
| 材料名称 | 绿苗产率(％) | 株高(cm) | 有效穗数(个) | 穗长(cm) |
| H60261 | 30.70 | 85.1 | 3.70 | 11.2 |
| 偃展4110 | 0.00 | 69.8 | 4.80 | 9.4 |
| 81861 | 3.33 | 77.8 | 4.20 | 10.4 |
| 81873 | 3.50 | 81.4 | 3.80 | 11.4 |
| H60261 | 30.70 | 85.1 | 3.70 | 11.2 |
| 豫麦49 | 0.00 | 70.6 | 3.57 | 8.1 |
| 82007 | 2.33 | 73.0 | 4.36 | 10.6 |
三、辐射诱变杂交种增加变异性
核辐照、航天飞行和化学制剂等诱变处理杂交及复合杂交F1代，既可诱发基因突变，又可促进基因重组，提高重组率，从而能够扩大和提高变异幅度与突变频率，增加选育综合性状优良突变体的几率，也被许多研究所证实(王琳清等，小麦突变育种学，北京：中国农业科学技术出版社，2004)。
我们先后用来源于H60261为亲本之一的10个杂交组合，对株高、穗长、穗粒数、粒重、抽穗期等5个性状的杂种辐射二代(F2M2)与杂种二代(F2)的变异频率进行了比较研究(表5)，结果表明，辐照杂种可扩大变异范围，可成倍提高有益变异频率。
表5基于H60261的10个杂交组合F2M2和F2突变频率(％)
| 组合类型 | 早熟突变 | 矮秆突变 | 穗型突变 | 总突变频率 |
| F2M2 | 0.52 | 1.00 | 1.55 | 3.07 |
| F2 | 0.40 | 0.30 | 0.42 | 1.12 |
| 增加值 | 0.12 | 0.70 | 1.13 | 1.95 |
四、基于高培养力动态骨干亲本簇的小麦新品种(系)培育
我们利用本技术创制的高培养力动态骨干亲本簇为基础亲本，结合杂交、诱变和花药培养技术，大幅度提高了作物花药培养绿苗产率。特别是2005年采用该项技术以来，由于在细胞育种程序中大幅度起用了高培养力作物材料H60261及其衍生的81861、81873、82007等动态骨干亲本簇品系，作物细胞育种效率显著提高(见图1、图2、图3)。
附表1小麦花药培养愈伤组织诱导培养基
单位：mg/l
| 一大量元素 KNO3 CaCl22H2O MgSO47H2O NH4NO3 KH2PO4 | 1400.0 150.0 150.0 300.0 400.0 |
| 二微量元素 MnSO44H2O ZnSO47H2O H3BO3 KI CuSO45H2O CoCl26H2O | 11.2 8.6 6.2 0.83 0.025 0.025 |
| 三有机生长素 肌醇 甘氨酸 B1盐酸硫胺素 B6盐酸吡哆醇 烟酸 | 100.0 2.0 1.0 0.5 0.5 |
| 四D-生物素 | 1.5 |
| 五铁盐 FeSO47H2O Na2EDTA | 27.9 37.3 |
| 六2，4--D | 2.0 |
| 七KT | 0.5 |
| 八Casein Hydrolysate | 100.0 |
| 九琼脂 | 7000.0 |
| 十蔗糖 | 90000.0 |
| 十一pH | 5.8 |
[0087] 附表2小麦花药培养绿苗分化培养基
单位：mg/l
| 一大量元素 NH4NO3 KNO3 CaCl22H2O MgSO47H2O KH2PO4 | 1650.0 1900.0 440.0 370.0 170.0 |
| 二微量元素 MnSO4H2O ZnSO47H2O H3BO3 KI Na2MoO42H2O CuSO45H2O CoCl26H2O | 22.3 8.6 6.2 0.83 0.25 0.025 0.025 |
| 三有机生长素 肌醇 烟酸 维生素B1(盐酸硫胺素) 维生素B6(盐酸吡哆醇) 甘氨酸(氨基乙酸) | 100.0 0.5 0.4 0.5 2.0 |
| 四铁盐 FeSO47H2O Na2EDTA 五NAA 六KT 七琼脂 八蔗糖 九pH | 27.9 37.3 1.0 1.0 7000.0 30000.0 5.8 |
[0090] 附表3小麦花药培养绿苗促壮培养基
单位：mg/l
| 一大量元素 NH4NO3 KNO3 CaCl22H2O MgSO47H2O KH2PO4 | 825.0 850.0 220.0 185.0 85.0 |
| 二微量元素 MnSO4H2O ZnSO47H2O H3BO3 KI Na2MoO42H2O CuSO45H2O CoCl26H2O | 22.3 8.6 6.2 0.83 0.25 0.025 0.025 |
| 三有机生长素 肌醇 烟酸 维生素B1(盐酸硫胺素) 维生素B6(盐酸吡哆醇) 甘氨酸(氨基乙酸) | 100.0 0.5 0.4 0.5 2.0 |
| 四铁盐 FeSO47H2O Na2EDTA 五NAA 六琼脂 七蔗糖 八pH | 27.9 37.3 0.2 7000.0 30000.0 5.8 |
Claims (1)
1.一种作物细胞育种的新方法，包括如下步骤：（1）选取若干作物基因型花药离体培养，筛选出高培养力的作物骨干亲本，（2）将作物骨干亲本与主栽品种杂交，采用花药离体培养，得到动态骨干亲本簇作物新品系，（3）将高培养力的作物骨干亲本与动态骨干亲本簇作物新品系复合杂交得到新的动态骨干亲本簇，再复合杂交累加；所述作物为禾本科植物或十字花科植物，
所述禾本科植物为小麦，大麦，玉米或水稻，所述十字花科植物为油菜或白菜，
所述高培养力为愈伤组织诱导率高、绿苗分化率高、绿苗产率高，
所述高培养力的作物为小麦品系H60261；
所述花药离体培养的步骤如下：（1）选取适期小麦幼穗，湿布包裹于4℃下预处理24-48h；（2）剥出幼穗，用0.1%HgCl2消毒，无菌蒸馏水冲冼后，用镊子逐一取出花药置于诱导培养基上暗培养；（3）诱导出的愈伤组织长至直径1-2mm时，转入分化培养基于光照下进行分化培养；（4）分化苗高达3cm左右时转入绿苗促壮培养基，壮苗培养；（5）当花粉植株长至6-7cm时，转移至4℃下的冰箱中越夏至正季时节，移栽到大田中，
所述诱导培养基pH5.8,组成为：大量元素：KNO31400.0mg/l,CaCl22H2O 150.0mg/l,MgSO47H2O 150.0mg/l,NH4NO3300.0mg/l,KH2PO4400.0mg/l;微量元素：MnSO44H2O 11.2mg/l，ZnSO47H2O8.6mg/l，H3BO36.2mg/l，KI 0.83mg/l，CuSO45H2O0.025mg/l，CoCl26H2O0.025mg/l；有机生长素：肌醇100.0mg/l，甘氨酸2.0mg/l,B1盐酸硫胺素1.0mg/l,B6盐酸吡哆醇0.5mg/l,烟酸0.5mg/l;D-生物素1.5mg/l；铁盐：FeSO47H2O 27.9mg/l,Na2EDTA37.3mg/l；2,4-D 2.0mg/l;KT 0.5mg/l;Casein Hydrolysate 100mg/l;琼脂7000mg/l;蔗糖90000mg/l;
所述暗培养的条件为32℃暗培养2天，然后27℃-29℃暗培养；
所述分化培养基的pH5.8,组成为：大量元素：NH4NO31650.0mg/l，KNO31900.0mg/l,CaCl22H2O 440.0mg/l,MgSO47H2O370.0mg/l,KH2PO4170.0mg/l；微量元素：MnSO4H2O22.3mg/l,ZnSO47H2O8.6mg/l,H3BO36.2mg/l,KI0.83mg/l,Na2MoO42H2O 0.25mg/l,CuSO45H2O0.025mg/l,CoCl26H2O0.025mg/l;有机生长素：肌醇100.0mg/l,烟酸0.5mg/l,盐酸硫胺素0.4mg/l,盐酸吡哆醇0.5mg/l,甘氨酸2.0mg/l；铁盐：FeSO47H2O27.9mg/l,Na2EDTA37.3mg/l；NAA1.0mg/l;KT 1.0mg/l;琼脂7000.0mg/l;蔗糖30000.0mg/l;
所述分化培养的条件为24℃-26℃，每天光照14-16h；
所述绿苗促壮培养基的pH5.8，组成为：大量元素：NH4NO3825.0mg/l，KNO3850.0mg/l,CaCl22H2O 220.0mg/l,MgSO47H2O185.0mg/l,KH2PO485.0mg/l；微量元素：MnSO4H2O22.3mg/l,ZnSO47H2O8.6mg/l,H3BO36.2mg/l,KI 0.83mg/l,Na2MoO42H2O 0.25mg/l,CuSO45H2O0.025mg/l,CoCl26H2O0.025mg/l;有机生长素：肌醇100.0mg/l,烟酸0.5mg/l,盐酸硫胺素0.4mg/l,盐酸吡哆醇0.5mg/l,甘氨酸2.0mg/l；铁盐：FeSO47H2O27.9mg/l,Na2EDTA37.3mg/l；NAA 0.2mg/l;琼脂7000.0mg/l;蔗糖30000.0mg/l;
所述壮苗培养的条件为24℃-26℃，每天光照14-16h。
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