CN104170722A - 一种高效鉴别玉米孤雌生殖单倍体的方法 - Google Patents

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李丽华
王振华
张新
张前进
鲁晓民
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Abstract

本发明公开了一种高效鉴别玉米孤雌生殖单倍体的方法，该方法包括如下步骤：(1)以目标诱导材料为母本，携带ACR-nj基因、ABPl基因和紫色中叶脉的BMR基因的stock6的衍生系为父本进行杂交；(2)选择紫顶白胚的杂交后代种子为拟单倍体子粒；(3)拟单倍体子粒单粒精播，在苗期剔除褐色中叶脉幼苗，剩余的幼苗即为单倍体。本发明鉴别方法具有操作简便、田间辨别直观、鉴定效率高的特点；为单倍体鉴定开辟了新的途径，大大减小了母本遗传背景影响，避免了判断错误而错误拔除单倍体和二倍体未剔除的现象，提高了单倍体鉴别的准确率，为提高育种效率提供了保证。

Description

一种高效鉴别玉米孤雌生殖单倍体的方法
技术领域
本发明涉及玉米育种技术，具体涉及一种高效鉴别玉米孤雌生殖单倍体的方法。
背景技术
利用单倍体技术进行玉米自交系的选育，对目标诱导材料进行重组与改良使其积累足够的有利基因位点，然后利用单倍体技术使优良的基因快速纯合，获得性状优良的纯系，只需1年，大大缩短自交系选育年限，这将极大地发挥单倍体育种技术的优势，极大提高玉米育种的效率。单倍体育种技术已经是国内外三大现代育种技术之一。单倍体育种的关键之一是单倍体的鉴别。
单倍体的鉴定方法主要有形态学鉴定法、解剖学鉴定法、细胞遗传学鉴定法、射线照射法、遗传标记法、分子标记法等。在玉米诱导产生单倍体的鉴定上主要利用形态学鉴定法和遗传标记法。利用形态学特征来鉴定单倍体是一种直观和便捷的方法，遗传标记法可减少根据形态差异筛选时常出现的误差。因此，利用遗传标记成为最可靠有效的单倍体鉴定方法。
在玉米中，著名的Navajo标记基因R-nj是利用较成功的，以籽粒的紫顶和紫胚为显性标记。1959年Coe发现了玉米单倍体诱导系Stock6，使玉米单倍体育种技术由设想过渡到实施。但是Stock6在诱导率(平均1％)、繁殖性能、抗逆性等各方面存在诸多缺陷，因此各国的育种家根据本国的实践，相继对Stock6进行了改良，选育出一批诱导率高、农艺性状良好的诱导系。
Coe发现的Stock6导入了籽粒Navajo标记的R-nj基因和紫色叶鞘标记的ABPl基因，以具有Navajo遗传标记系统玉米单倍体诱导系stock6作为父本，普通玉米群体作母本进行杂交。种子成熟收获后，根据籽粒表型性状(籽粒顶部和胚芽颜色)对单倍体作初步判断，其中紫顶白胚的籽粒为单倍体，紫顶紫胚的籽粒是正常杂交的二倍体，非紫顶白胚是受花粉污染的二倍体种子，另还有少量的无胚种子。并且可在田间根据植株ABPl紫色标记和幼苗长势对单倍体作进一步判断，凡幼苗叶鞘绿色者为单倍体，紫色且长势强壮者为杂交二倍体。
然而，上述方法还存在不足之处：(1)单倍体诱导系携带的控制子粒糊粉层和形成胚芽色素的ACR-nj基因和控制不定根、叶鞘和茎杆色素形成的ABPl基因的子粒和植株双显性遗传标记不太明显，挑取单倍体籽粒的效率不高；(2)许多玉米母本材料的植株叶鞘也是紫色给田间苗期剔除二倍体杂株带来了困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高效鉴别玉米孤雌生殖单倍体的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种高效鉴别玉米孤雌生殖单倍体的方法，包括如下步骤：
(1)以目标诱导材料为母本，以单倍体诱导系GY01为父本进行杂交；所述的单倍体诱导系GY01为携带胚芽色素的ACR-nj基因和褐色中叶脉的BMR基因的stock6的衍生系。
(2)根据ACR-nj基因显性遗传标记对收获的杂交后代种子逐粒鉴定，选择紫顶白胚的拟单倍体子粒。
(3)对入选的拟单倍体子粒，单粒精播，在苗期根据BMR基因显性遗传标记剔除褐色中叶脉幼苗的二倍体，剩余的幼苗即为单倍体。
步骤(1)中所述的单倍体诱导系GY01为携带胚芽色素的ACR-nj基因，控制不定根、叶鞘和茎杆色素的ABPl基因和褐色中叶脉的BMR基因三个显性遗传标记的stock6的衍生系。
本发明给现有诱导系加进一个褐色中叶脉的显性遗传标记，在田间苗期根据紫色叶鞘剔除二倍体时，观察到有褐色中叶脉的幼苗就是二倍体即可剔除而大大提高了鉴别单倍体的效率。
本发明相对于现有技术具有如下优点和效果：本发明鉴别方法具有操作简便、田间辨别直观、鉴定效率高的特点。本发明鉴别方法为单倍体鉴定开辟了新的途径，大大减小了母本遗传背景影响，避免了判断错误而错误拔除单倍体和二倍体未剔除的现象，提高了单倍体鉴别的准确率，为提高育种效率提供了保证。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述。应理解，下面的实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
利用携带胚芽色素的ACR-nj基因，控制不定根、叶鞘色素的ABPl基因的stock6和携带褐色中叶脉的BMR基因显性遗传标记的玉米植株杂交获取F1后代。F1代再与stock6回交，后代选取褐色中叶脉的植株，并同时测选留回交植株的诱导率，以保证选留植株的诱导率保持较高的水平。连续回交5-6代后自交得到携带ACR-nj基因、ABPl基因和BMR基因的单倍体诱导系GY01。
实施例2
采用不同杂种优势群的人工合成玉米群体四平头群(由常规玉米自交系昌7-2、Lx9801、黄早四混合授粉而成)、Reid群(由常规玉米自交系郑58、掖478、U8112混合授粉而成)、78599群(由常规玉米自交系齐319、沈137、X178混合授粉而成)，引进的热带玉米群体Pob28，国外玉米杂交种的F2分离群体X01(先玉335购自登海先锋种业自交获F2)、X02(KWS9724购自康地种业自交获F2)、X03(德美亚1号购自垦丰种业自交获F2)共7份作为母本，单倍体诱导系GY01为父本杂交，根据籽粒遗传标记挑取紫顶白胚的拟单倍体籽粒共3540粒，单粒播于大田，苗期调查紫叶鞘和褐色中叶脉株数，由于母本材料基本都是紫叶鞘，只剔除褐中叶脉二倍体，除去未出苗者获单倍体植株共2469株，抽雄散粉期调查育性，雄穗不散粉和部分散粉株记为单倍体，完全可育株收获种子，第二季播种看后代是否分离，有分离者即为杂株，不分离者为单倍体加倍而得。单倍体选取准确率接近100％，结果下下表。
母本材料 拟单倍体粒数 紫叶鞘植株数 褐中脉植株数 单倍体植株数
X01(F2) 698 695 208 487
X02(F2) 765 760 224 536
X03(F2) 313 313 93 220
四平头群 474 465 142 323
Reid群 510 499 142 357
78599群 281 281 84 197
Pob28群 499 487 138 349

Claims (2)

1.一种高效鉴别玉米孤雌生殖单倍体的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)以目标诱导材料为母本，以单倍体诱导系GY01为父本进行杂交；所述的单倍体诱导系GY01为携带胚芽色素的ACR-nj基因和褐色中叶脉的BMR基因的stock6的衍生系；
(2)根据ACR-nj基因显性遗传标记对收获的杂交后代种子逐粒鉴定，选择紫顶白胚的拟单倍体子粒；
(3)对入选的拟单倍体子粒，单粒精播，在苗期根据BMR基因显性遗传标记剔除褐色中叶脉幼苗的二倍体，剩余的幼苗即为单倍体。
2.根据权利要求1所述的高效鉴别玉米孤雌生殖单倍体的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的单倍体诱导系GY01为携带胚芽色素的ACR-nj基因，控制不定根、叶鞘和茎杆色素的ABPl基因和褐色中叶脉的BMR基因三个显性遗传标记的stock6的衍生系。
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