CN107667849A - 一种转基因大豆的育种方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转基因大豆的育种方法，包括以下步骤：S1、选取种植地并进行锄地、灌溉和施肥处理，设置隔离区；S2、选取种植时间；S3、分别以大豆品种合丰42号、黑河22号、黑河19号、黑河38号、北疆九1号与大豆九引02‑319为组合亲本，进行有性杂交，选出抗药性杂交植株；S4、对最优抗药性杂交植株进行回交，选出最优回交抗药性植株；S5、将最优回交抗药植株进行自交，并进行品系的抗药性试验，完成转基因大豆的育种。本发明提出的育种方法，可以培育出含有cp4 epsp基因的转基因大豆，对草甘膦除草剂具有100％抗药性，可以在大豆田中使用草甘膦大豆除草剂，除草效果好，使用成本低，环境污染小。

Description

一种转基因大豆的育种方法
技术领域
本发明涉及大豆种植技术领域，尤其涉及一种转基因大豆的育种方法。
背景技术
大豆中含有丰富的营养成分，其中蛋白质含量约占40％、脂肪20％、碳水化合物30％。大豆制成的产品种类繁多，比如水豆腐、干豆腐、豆油等，在人们日常生活中的应用较为频繁。而且由于大豆中不含胆固醇，且大豆中的碳水化合物主要是乳糖、蔗糖和纤维素，淀粉的含量极少，所以特别适合血脂、血糖高的人使用。
目前大豆在种植过程中常会伴随着杂草的生长，与大豆种苗争抢土壤中的营养成分，影响大豆种苗的生长，导致种苗的成活率低，种植的大豆产量低。为了避免种植过程中杂草对大豆种苗的影响，通常会在种植过程中使用除草剂，在众多的除草剂中草甘膦大豆除草剂的除草效果最好，但普通的大豆品种对草甘膦大豆除草剂没有抗药性，会对大豆种苗产生一定的损害，虽然对杂草的去除效果好，但也会影响大豆种苗的生长，因而限制了草甘膦大豆除草剂的使用范围；为了保证普通大豆种苗的正常生长，同时又抑制杂草的生长，就需要对种苗、土壤施用大量的其他种类的除草剂，而大量的其他种类的除草剂，既会在大豆种苗中有残留，影响大豆的品质，同时又会在土壤中有大量的残留，对环境造成污染。基于此，本发明提出一种具有抗草甘膦性能的转基因大豆的育种方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种转基因大豆的育种方法。
一种转基因大豆的育种方法，包括以下步骤：
S1、选取种植地并进行预处理：选取适宜pH值的土壤为种植地，并对土壤进行锄地、灌溉和施肥，至种植地土质疏松且含水量和肥力充足，并在选取的种植地四周设置隔离区；
S2、选取种植时间：每年5月上旬，气温在15～25℃为大豆最佳的种植时间；
S3、有性杂交：分别以合丰42号、黑河22号、黑河19号、黑河38号、北疆九1号与九引02-319为组合亲本，进行有性杂交，得到杂交果，第二年种植杂交果，并对有性杂交植株进行优势及抗药性筛选，选出最优杂交抗药植株；
S4、回交育种：分别以合丰42号、黑河22号、黑河19号、黑河38号、北疆九1号作为轮回亲本，对S3步骤筛选出的最优杂交抗药植株进行4次回交，得回交后代植株，并对得到的回交后代植株进行优势及抗药性筛选，选出最优回交单株；
S5、自交育种：将S4步骤培育的最优回交抗药单株进行自交，并对自交后的单株进行抗药性测试，筛选出自交后代抗草甘膦的株行，即为具有抗草甘膦功效的转基因大豆，再进行品系鉴定、抗药性鉴定试验，完成转基因大豆的育种。
优选的，所述土壤的pH值范围为5.5～7.5，且土壤的pH值范围优选为6～7，若土壤的pH在5.5～6或7～7.5则用pH调节剂进行调节。
优选的，所述pH调节剂为酸性调节剂或碱性调节剂，所述酸性调节剂为质量浓度为1～10mol/L的柠檬酸、山梨酸、磷酸或苹果酸中的任意一种，所述碱性调节剂为质量浓度为1～10mol/L的氢氧化钠、碳酸氢钠、磷酸氢二钠中的任意一种。
优选的，所述S3步骤中的九引02-319为国外抗草甘膦大豆材料。
优选的，所述回交育种时间为4年。
优选的，所述自交育种的时间为2～3年。
优选的，所述育种方法培育出的具有抗草甘膦功效的转基因大豆品种为九科08-2012、九科10-2021、九科10-2042、九科11-2033和九科11-2055，且九科08-2012、九科10-2021、九科10-2042、九科11-2033和九科11-2055中均含有cp4epsp基因。
优选的，所述有性杂交、回交育种和自交育种过程中，种植密度为25～35万株/公顷，并在育种过程中进行磷酸二铵、尿素和氯化钾施肥操作，所述磷酸二铵的施肥量为230～250公斤/公顷，所述尿素的施肥量为60～80公斤/公顷，所述氯化钾为40～60公斤/公顷。
本发明提出的育种方法，可以培育出含有cp4epsp基因的转基因大豆，该品种的转基因大豆对草甘膦除草剂具有100％抗药性，可以在该品种的大豆田中使用草甘膦大豆除草剂，既达到对田间杂草高效广谱的除草效果，同时又降低了农药的使用成本，避免了使用其它种类除草剂对环境的过度污染，而且使用的草甘膦大豆除草剂可以高效、快速降解，对环境污染小；除此之外，本发明提出的育种方法在进行育种前对种植地和种植时间进行合理的筛选，保证转基因大豆育种的顺利进行，为大豆提供了适宜的生长环境，提高了植株的成活率；在种植地四周设置隔离区，防止抗草甘膦基因的漂移而对大豆品种资源产生污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种转基因大豆的育种方法，包括以下步骤：
S1、选取种植地并进行预处理：选取的种植地pH值为6.5，对土壤进行锄地、灌溉和施肥，至种植地土质疏松且含水量和肥力充足，并在选取的种植地四周设置隔离区；
S2、选取种植时间：每年5月上旬，气温在15～25℃为大豆最佳的种植时间；
S3、有性杂交：以合丰42号和九引02-319为亲本组合，进行有性杂交，得到杂交果，秋天收获杂交果，下一年种植杂交果，并对有性杂交植株进行优势及抗药性筛选，选出最优杂交植株；
S4、回交育种：以合丰42号作为轮回亲本，对S3步骤筛选出的最优杂交植株进行4次回交，得回交后代，并对得到的回交后代进行优势及抗药性筛选，选出最优回交抗药性单株；
S5、自交育种：将S4步骤培育的最优回交抗药性单株进行自交育种，自交育种的时间为2～3年，并对自交后的株行进行抗药性测试，筛选出抗草甘膦稳定的株行，即为具有抗草甘膦功效的转基因大豆，再进行品系鉴定、抗药性鉴定试验，完成转基因大豆的育种，经品系鉴定试验转基因大豆品种为九科08-2012。
实施例二
本发明提出的一种转基因大豆的育种方法，包括以下步骤：
S1、选取种植地并进行预处理：选取的种植地pH值为7，对土壤进行锄地、灌溉和施肥，至种植地土质疏松且含水量和肥力充足，并在选取的种植地四周设置隔离区；
S2、选取种植时间：每年5月上旬，气温在15～25℃为大豆最佳的种植时间；
S3、有性杂交：以黑河22号和九引02-319为亲本组合，进行有性杂交，得到杂交果，秋天收获杂交果，下一年种植杂交果，并对有性杂交植株进行优势及抗药性筛选，选出最优杂交植株；
S4、回交育种：以黑河22号作为轮回亲本，对S3步骤筛选出的最优杂交植株进行4次回交，得回交后代，并对得到的回交后代进行优势及抗药性筛选，选出最优回交抗药性单株；
S5、自交育种：将S4步骤培育的最优回交抗药性单株进行自交育种，自交育种的时间为2～3年，并对自交后的株行进行抗药性测试，筛选出抗草甘膦稳定的株行，即为具有抗草甘膦功效的转基因大豆，再进行品系鉴定、抗药性鉴定试验，完成转基因大豆的育种，经品系鉴定试验转基因大豆品种为九科10-2021。
实施例三
本发明提出的一种转基因大豆的育种方法，包括以下步骤：
S1、选取种植地并进行预处理：选取的种植地pH值为7.5，使用质量浓度为3mol/L的磷酸水溶液对土壤的pH值进行调节，调至pH值为6～7，再对土壤进行锄地、灌溉和施肥，至种植地土质疏松且含水量和肥力充足，并在选取的种植地四周设置隔离区；
S2、选取种植时间：每年5月上旬，气温在15～25℃为大豆最佳的种植时间；
S3、有性杂交：以黑河19号和九引02-319为亲本组合，进行有性杂交，得到杂交果，秋天收获杂交果，下一年种植杂交果，并对有性杂交植株进行优势及抗药性筛选，选出最优杂交植株；
S4、回交育种：以黑河19号作为轮回亲本，对S3步骤筛选出的最优杂交植株进行4次回交，得回交后代，并对得到的回交后代进行优势及抗药性筛选，选出最优回交抗药性单株；
S5、自交育种：将S4步骤培育的最优回交单株进行自交育种，自交育种的时间为2～3年，并对自交后的株行进行抗药性测试，筛选出抗草甘膦稳定的株行，即为具有抗草甘膦功效的转基因大豆，再进行品系鉴定、抗药性鉴定试验，完成转基因大豆的育种，经品系鉴定试验转基因大豆品种为九科10-2042。
实施例四
本发明提出的一种转基因大豆的育种方法，包括以下步骤：
S1、选取种植地并进行预处理：选取的种植地pH值为5.5，使用5mol/L的碳酸氢钠水溶液对土壤进行pH值调节，调至pH值为6～7，再对土壤进行锄地、灌溉和施肥，至种植地土质疏松且含水量和肥力充足，并在选取的种植地四周设置隔离区；
S2、选取种植时间：每年5月上旬，气温在15～25℃为大豆最佳的种植时间；
S3、有性杂交：以黑河38号和九引02-319为亲本组合，进行有性杂交，得到杂交果，秋天收获杂交果，下一年种植杂交果，并对有性杂交植株进行优势及抗药性筛选，选出最优杂交植株；
S4、回交育种：以黑河38号作为轮回亲本，对S3步骤筛选出的最优杂交植株进行4次回交，得回交后代，并对得到的回交后代进行优势及抗药性筛选，选出最优回交抗药性单株；
S5、自交育种：将S4步骤培育的最优回交单株进行自交育种，自交育种的时间为2～3年，并对自交后的株行进行抗药性测试，筛选出抗草甘膦稳定的株行，即为具有抗草甘膦功效的转基因大豆，再进行品系鉴定、抗药性鉴定试验，完成转基因大豆的育种，经品系鉴定试验转基因大豆品种为九科11-2033。
实施例五
本发明提出的一种转基因大豆的育种方法，包括以下步骤：
S1、选取种植地并进行预处理：选取的种植地pH值为5.8，使用2mol/L的磷酸氢二钠水溶液对土壤进行pH值调节，调至pH值为6～7，再对土壤进行锄地、灌溉和施肥，至种植地土质疏松且含水量和肥力充足，并在选取的种植地四周设置隔离区；
S2、选取种植时间：每年5月上旬，气温在15～25℃为大豆最佳的种植时间；
S3、有性杂交：以北疆九1号和九引02-319为亲本组合，进行有性杂交，得到杂交果，秋天收获杂交果，下一年种植杂交果，并对有性杂交植株进行优势及抗药性筛选，选出最优杂交植株；
S4、回交育种：以北疆九1号作为轮回亲本，对S3步骤筛选出的最优杂交植株进行4次回交，得回交后代，并对得到的回交后代进行优势及抗药性筛选，选出最优回交抗药性单株；
S5、自交育种：将S4步骤培育的最优回交单株进行自交育种，自交育种的时间为2～3年，并对自交后的株行进行抗药性测试，筛选出抗草甘膦稳定的株行，即为具有抗草甘膦功效的转基因大豆，再进行品系鉴定、抗药性鉴定试验，完成转基因大豆的育种，经品系鉴定试验转基因大豆品种为九科11-2055。
上述实施例一～五中，所述有性杂交、回交育种和自交育种过程中，种植密度为25～35万株/公顷，并在育种过程中进行磷酸二铵、尿素和氯化钾施肥操作，所述磷酸二铵的施肥量为230～250公斤/公顷，所述尿素的施肥量为60～80公斤/公顷，所述氯化钾为40～60公斤/公顷。
对上述实施例一～五培育的转基因大豆进行抗药性试验，且实施例一为试验一组，实施例二为试验二组，实施例三为试验三组，实施例四为试验四组，实施例五为试验五组，以普通大豆品种作为对照组，同时向试验组和对照组内喷洒草甘膦大豆除草剂，并计算试验组和对照组中大豆植株的死亡率，结果如下：
实验结果显示，实施例一～五培育的转基因大豆均对草甘膦大豆除草剂具有优异的抗药性，且死亡率均为0％，而普通大豆品种的死亡率为100％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种转基因大豆的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取种植地并进行预处理：选取适宜pH值的土壤为种植地，并对土壤进行锄地、灌溉和施肥，至种植地土质疏松且含水量和肥力充足，并在选取的种植地四周设置隔离区；
S2、选取种植时间：每年5月上旬，气温在15～25℃为大豆最佳的种植时间；
S3、有性杂交：分别以合丰42号、黑河22号、黑河19号、黑河38号、北疆九1号与九引02-319为组合亲本，进行有性杂交，得到杂交果，下一年种植杂交果，并对杂交植株进行优势及抗药性筛选，选出最优杂交植株；
S4、回交育种：分别以合丰42号、黑河22号、黑河19号、黑河38号、北疆九1号作为轮回亲本，对S3步骤筛选出的最优杂交植株进行4次回交育种，得回交后代，并对得到的回交后代进行优势及抗药性筛选，选出最优回交单株；
S5、自交育种：将S4步骤培育的最优回交单株进行自交，并对自交后的株行进行抗药性测试，筛选出自交后代抗草甘膦的株行，即为具有抗草甘膦功效的转基因大豆，再进行品系鉴定、抗药性鉴定试验，完成转基因大豆的育种。
2.根据权利要求1所述的一种转基因大豆的育种方法，其特征在于，所述土壤的pH值范围为5.5～7.5，且土壤的pH值范围优选为6～7，若土壤的pH在5.5～6或7～7.5则用pH调节剂进行调节。
3.根据权利要求2所述的一种转基因大豆的育种方法，其特征在于，所述pH调节剂为酸性调节剂或碱性调节剂，所述酸性调节剂为质量浓度为1～10mol/L的柠檬酸、山梨酸、磷酸或苹果酸中的任意一种，所述碱性调节剂为质量浓度为1～10mol/L的氢氧化钠、碳酸氢钠、磷酸氢二钠中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种转基因大豆的育种方法，其特征在于，所述S3步骤中的九引02-319为国外抗草甘膦大豆材料。
5.根据权利要求1所述的一种转基因大豆的育种方法，其特征在于，所述回交育种的时间为4年。
6.根据权利要求1所述的一种转基因大豆的育种方法，其特征在于，所述自交育种的时间为2～3年。
7.根据权利要求1所述的一种转基因大豆的育种方法，其特征在于，所述育种方法培育出的具有抗草甘膦功效的转基因大豆品种为九科08-2012、九科10-2021、九科10-2042、九科11-2033和九科11-2055，且九科08-2012、九科10-2021、九科10-2042、九科11-2033和九科11-2055中均含有cp4 epsp基因。
8.根据权利要求1所述的一种转基因大豆的育种方法，其特征在于，所述有性杂交、回交育种和自交育种过程中，种植密度为25～35万株/公顷，并在育种过程中进行磷酸二铵、尿素和氯化钾施肥操作，所述磷酸二铵的施肥量为230～250公斤/公顷，所述尿素的施肥量为60～80公斤/公顷，所述氯化钾为40～60公斤/公顷。
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