CN104472367A

CN104472367A - 一个大豆转EPSPS基因的ms1雄性不育轮回群体及其构建方法

Info

Publication number: CN104472367A
Application number: CN201410432432.XA
Authority: CN
Inventors: 张孟臣; 赵青松; 杨春燕; 赵双进; 陈强; 闫龙
Original assignee: Institute of Grain and Oil Crops of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences
Current assignee: Institute of Grain and Oil Crops of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2015-04-01

Abstract

本发明公开了一种转EPSPS基因的ms1大豆群体及其构建方法，引进赵双进改良的大豆ms1雄性不育轮回群体基础群体；通过常规PCR等分子生物学方法和田间表现型鉴定同时确定含有抗除草剂基因EPSPS的转基因材料；将来自不同品种的转EPSPS基因的材料种子按1∶1的比例混合；将混合的转基因籽粒与大豆ms1雄性不育轮回群体基础群体的籽粒按1∶1比例混合后种于田间，大豆成熟时，收获群体中不育株上所结种子。翌年种植不育株种子于田间通过喷施草甘膦筛选抗性株，成熟时混合收获抗性株群体初步构建完成。本发明同时集合了ms1雄性不育轮回群体遗传基础广泛的特性和转基因材料的抗除草剂的特性，通过天然杂交可聚合多个优异基因培育多抗优质大豆新品种。省去了多组合人工杂交和大豆转EPSPS基因遗传转化等工作。

Description

一个大豆转EPSPS基因的ms1雄性不育轮回群体及其构建方法

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，涉及一种转EPSPS基因的ms1大豆群体及其构建方法。

背景技术

5-稀醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(EPSPS)催化PEP合成芳香族氨基酸(色氨酸、苯丙氨酸和酷氨酸)。草甘膦是一种广谱除草剂，可作为竞争性抑制剂与EPSPS结合，形成EPSPS-S3P-草甘膦的复合物，从而抑制EPSP合酶活性导致分支酸合成受阻，进而阻断芳香族氨基酸的合成，扰乱生物体正常的氮代谢，最终导致生物死亡。通过转EPSPS基因，可提高EPSPS基因的表达水平，从而获得抗除草剂植株。抗除草剂大豆自投入商业化种植以来，由于杂草治理便利化和高效率带来潜在利润的增加使得它的种植面积持续扩大，处于4个主要商业化种植的转基因作物(大豆、玉米、棉花和油菜)之首。

农作物的自花授粉有利于保持优良基因型的个体，而不利于基因的重组，异花授粉有利于基因的广泛重组，但不利于保持具有优良基因型的个体。常规杂交育种是作物育种的主要方法，在自花授粉作物中，对实现近期目标相当有效，然而对日益多样化和高标准的育种目标常规杂交育种显得力所不及。常规杂交由于受成活率的限制，工作量大，费工费时，所能包含的亲本有限，从而出现了遗传基础狭窄的问题。理论上利用轮回群体选择育种可解决常规杂交存在的杂交困难、遗传基础狭窄等问题。国内外学者对大豆轮回群体进行了研究，证明轮回选择对熟期、蛋白质、脂肪、抗病有效。宋启建构建了我国第一个大豆ms1雄性不育轮回群体，在此基础上赵双进等改良构建完成我国第一个夏大豆ms1雄性不育轮回群体，并利用该群体培育出优良品种。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一个转EPSPS基因的ms1大豆群体及其构建方法。

该轮回群体即克服了常规杂交造成的费时费力，成活率低等缺陷，又最大限度的丰富了轮回群体的遗传基础。该群体中既包括了含有抗草甘膦除草剂基因的大豆不同熟期转基因材料冀K32、冀K331、冀K69和冀K964，也包括了适应本地区63个早熟、高产、大粒品种，和优异材料。

利用适宜的种植比例种植ms1和优良转基因品系混合群体，建立转EPSPS基因群体。其具体技术方案为：

一个转EPSPS基因的ms1大豆群体的构建方法，包括以下步骤：

步骤1：利用本单位构建的大豆ms1雄性不育轮回群体基础群体；

步骤2：通过常规PCR等分子生物学方法和田间表现型鉴定同时确定含有抗除草剂基因EPSPS的转基因材料；

步骤3：将含转EPSPS基因的材料种子按1∶1的比例混合；

步骤4：将混合的转基因籽粒与大豆ms1雄性不育轮回群体基础群体的籽粒按1∶1比例混合后种于田间。

步骤5：大豆成熟时，收获群体中不育株上所结种子。

步骤6：翌年种植不育株种子于田间，通过喷施草甘膦筛选抗性株，成熟时混合收获抗性株，群体初步构建完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明同时集合了ms1雄性不育轮回群体遗传基础广泛的特性和转基因材料的抗除草剂的特性，通过天然杂交可聚合多个优异基因培育多抗优质大豆新品种。省去了多组合人工杂交和大豆转EPSPS基因遗传转化等工作。

附图说明

图1是不育群体接受转基因花粉示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

1.混合种植方式下ms1群体接受转基因花粉规律研究

将转基因大豆品系冀K32、冀K331、冀K69、冀K964等不同熟期大豆按1∶1比例混合均匀，然后与非转基因ms1大豆群体分别按1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1五个比例种植。种植面积150平米。最后统计不育株上种子抗性。检测方法用400ml/亩剂量在大豆第一片大豆三出复叶期喷施大豆全株。存活苗复喷一次。最后统计存活率。结果表明，随转基因材料在总体中比例的增加，不育株接受转基因花粉的比例逐渐增加。与ms1原始群体的混合比例关系为1∶1时，转基因的花粉转入率为25.5％，2∶1时花粉的导入率为32.4％，当为5∶1时花粉的导入率为49.3％。在相同面积情况下1∶1混合比例可获得最多的抗性株数。

表1混合种植不育株接受转基因花粉比率

比例(转：非转)

面积

不育株种子数

抗性种子

转基因导

			数	入率％
					1∶1	150平米	1148	293	25.5
2∶1	150平米	859	278	32.4
					3∶1	150平米	650	235	36.2
4∶1	150平米	369	172	46.6
					5∶1	150平米	138	68	49.3

2.不育群体中不育株接受转基因花粉距离研究

将转基因大豆品系冀K32、冀K331、冀K69、冀K964等不同熟期大豆按1∶1比例混合均匀，在半径为2米的中心种植混合均匀的转基因材料，周围种植非转基因ms1轮回群体。收获时按同心方式收获，如图1。收获时分别收获与转基因等距离的不育株和可育株，间距4米。按上述方法进行种子的抗性鉴定。结果表明，ms1不育株主要接受近距离转基因大豆花粉。在4米以内，转基因花粉导入不育的频率为10.18％。4-8米范围内花粉的导入率为3.30％，8-12米转基因花粉导入率降至1.58％，12米以外降至1％以下。对于可育株，无论是距离远近，转基因花粉导入率均小于0.1％。

表2 ms1不育株接受转基因花粉距离

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种转EPSPS基因的ms1大豆群体的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用构建的大豆ms1雄性不育轮回群体基础群体；

步骤3：将来自不同品种的转EPSPS基因的材料种子按1∶1的比例混合；

步骤5：大豆成熟时，收获群体中不育株上所结种子；

步骤6：翌年种植不育株种子于田间通过喷施草甘膦筛选抗性株，成熟时混合收获抗性株，群体初步构建完成。