CN110036908A - 一种加速玉米自交系选育的方法 - Google Patents

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孙文涛
孙丽芳
高树仁
郭永霞
肖瑶
付志强
张晓宇
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Heilongjiang Huayu Hechuang Biotechnology Co Ltd
Heilongjiang Bayi Agricultural University
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Heilongjiang Huayu Hechuang Biotechnology Co Ltd
Heilongjiang Bayi Agricultural University
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • A01G22/20—Cereals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H4/00—Plant reproduction by tissue culture techniques ; Tissue culture techniques therefor
    • A01H4/008—Methods for regeneration to complete plants

Abstract

本发明公开了一种加速玉米自交系选育的方法。本发明提供的方法包括如下步骤：从Fn代雌穗中分离幼胚进行组织培养至获得幼苗；将所述幼苗田间培育至收获Fn+1代种子。本发明使用玉米授粉后正常发育的幼胚，省去传统玉米自交系生长发育完成种子成熟，干燥脱水，待收获之后，再通过播种发芽等过程再发育成下一代幼苗的一系列中间的过程，可以直接经幼胚发育长成下一代的幼苗，如果有大棚或者温室条件结合南繁，本发明可以应用在每个自交世代，一年内可以繁育3‑4代种子，大大的缩短了玉米自交系培育的时间，有效地加速玉米自交系的培育，从而加快了玉米育种的进程。

Description

一种加速玉米自交系选育的方法
技术领域
本发明涉及一种加速玉米自交系选育的方法。
背景技术
玉米作为我国的主要粮食作物之一，在粮食安全、畜牧业发展和食品加工业中具有重要的战略地位。杂交种是玉米利用杂种优势的形式，玉米育种过程中通过选育玉米自交系进而组配杂交种达到利用杂种优势的目的。提高玉米产量，关键在于优良杂交种的培育，而自交系的选育不仅是培育玉米优良杂交种的前提和必要条件，也是玉米育种创新工作的核心内容。因此，做好自交系的选育是培育优良玉米种质的基本保证。由于玉米是雌雄同株，异花授粉，有性生殖的作物，通过常规育种选育一个自交系需要通过连续自交多代(5-8代)和多年选育才能在遗传上接近纯合。这个过程需要消耗大量的人力、物力和财力。如何利用新的技术来缩短育种时间、提高育种效率是育种家一直追求的目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种加速玉米自交系选育的方法，从而达到缩短玉米自交系培育时间的目的。
本发明提供一种玉米自交系选育的方法，包括如下步骤：从授粉后得到的Fn代雌穗中分离幼胚进行组织培养至获得幼苗；将幼苗田间培育至收获Fn+1代种子。
所述组织培养包括将幼胚接种于1/2MS液体培养基中，温度26℃，16小时光照/8小时黑暗培养。
本发明还保护一种玉米自交系选育的方法，包括如下步骤：
(1)将玉米自交系A和玉米自交系B进行杂交，培育获得F1代雌穗；
(2)从步骤(1)获得的雌穗中分离幼胚，在培养基中培养至获得幼苗；
(3)将步骤(2)获得的幼苗田间培育至收获F2代种子。
本发明还保护一种玉米自交系选育的方法，包括如下步骤：
(1)将玉米自交系第n代自交，培育获得n+1代雌穗；
(2)从步骤(1)获得的雌穗中分离幼胚，在培养基中培养至获得幼苗；
(3)将步骤(2)获得的幼苗田间培育至收获n+2代种子。
所述步骤(2)中，所述培养基为1/2MS液体培养基。
所述步骤(2)中，所述培养条件为：26℃、16小时光照/8小时黑暗。
以上任一所述方法中，所述雌穗具体可为授粉后培育12-18天(更具体可为14天)得到收获的雌穗。
以上任一所述方法中，所述幼苗具体可为培养6-8天收获的幼苗。
以上任一所述方法中，田间培育前先将幼苗运到大棚、温室或田间进行炼苗一周。
本发明还保护以上任一所述方法在加速玉米自交系培育进程中的应用。
本发明还保护以上任一所述方法在玉米育种中的应用。
本发明使用玉米授粉后正常发育的幼胚，省去传统玉米自交系生长发育完成种子成熟，干燥脱水，待收获之后，再通过播种发芽等过程再发育成下一代幼苗的一系列中间的过程，可以直接经幼胚发育长成下一代的幼苗，如果有大棚或者温室条件结合南繁，本发明可以应用在每个自交世代，一年内可以繁育3-4代种子，大大的缩短了玉米自交系培育的时间，有效地加速玉米自交系的培育，从而加快了玉米育种的进程。
附图说明
图1为分离幼胚在培养1天，3天，5天和7天后胚发芽及幼苗生长发育的过程。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
AC001组合：以玉米品种“黄C”为父本，玉米品种“178”为母本杂交得到玉米品种“农大108”。
AC002组合：以玉米品种“C228”为父本，玉米品种“C1116”为母本杂交得到玉米品种“中农大616”。
HJ012组合：以玉米品种“昌7-2”为父本，玉米品种“郑58”为母本杂交得到玉米品种“郑单958”。
HP008组合：以玉米品种“京92”为父本，玉米品种“京724”为母本杂交得到玉米品种“京科968”。
AE012组合：以玉米品种“HD586”为父本，玉米品种“郑58”为母本杂交得到玉米品种“中单909”。
上述玉米品种均为主栽玉米品种，可以在种子经销商处买到种子。
上述玉米品种相应信息均为从历年国家玉米审定公告查询到。
实施例1、玉米自交系选育方法的建立
一、杂交授粉和收获幼胚的时间对幼胚成苗的影响
1、选取AC001，AC002，HJ012，HP008，AE012五组遗传背景不同的玉米育种材料组合，在日光温室大棚根据父母本的生育期分期进行播种，正常管理和杂交授粉，授粉后大约14天选择收获5/10/2018，6/11/2018和6/21/2018授粉产生F 1代雌穗。
2、取步骤1收获的F 1代雌穗去除苞叶和花丝，然后用25％的84消毒液进行表面消毒30分钟，在无菌超净工作台分离幼胚，分离后的幼胚置于1/2MS液体培养基中培养。培养条件：温度26℃，16小时光照/8小时黑暗处理，6-8天幼胚发育成正常幼苗(其中，部分幼胚在以上培养条件下1天，3天，5天和7天幼胚发芽和幼苗的生长发育状况见图1)。
3、将步骤2培育的正常幼苗运到大棚、温室或田间进行炼苗一周左右，然后再将幼苗移栽到田间正常培育得到F2代种子。
统计玉米组合与幼胚成苗的关系，结果见表1。
统计收获幼穗日期与幼胚正常成苗的关系，结果见表2。
表1玉米测试组合与幼胚正常成苗的关系
表2：收获幼穗日期与幼胚正常成苗的关系
从表1可见，AC001，AC002，HJ012，HP008，AE012五个杂交组合平均正常成苗分别为96.2％，95.6％，95.7％，94.9％，和93.5％，五个杂交组合之间没有显著差异。同一基因型不同收获日期之间也没有显著差异。从表2可见，5/27/2018，6/24/2018和7/4/2018三次收获的幼胚的正常成苗分别为95.1％，95.5％，和95.2％，表明杂交授粉和收获幼胚的时间都不影响幼胚发育成正常的幼苗。幼苗经炼苗、移栽到日光温室大棚后正常生长，抽雄，吐丝均与常规材料没有差别，自交得到果穗大小和种子数量也与常规材料自交结果没有差别。
二、玉米自交系选育方法的建立
本发明提供一种幼胚拯救成苗法加速玉米育种的方法，步骤如下：
1、选取玉米自交系A和玉米自交系B进行杂交，正常管理，约在12-14天收获F1代雌穗。
2、取步骤1收获的F1代雌穗去除苞叶和花丝，然后用25-50％的84消毒液进行表面消毒30分钟，在无菌超净工作台分离幼胚，分离后的幼胚置于1/2MS液体培养基中培养。培养条件：温度26℃，16小时光照/8小时黑暗处理，6-8天幼胚发育成正常幼苗。
3、将步骤2培育的正常幼苗运到大棚、温室或田间进行炼苗一周左右，然后再将幼苗移栽到田间正常培育得到F2代种子。
如果在任何自交世代需要加速，可以参照如下步骤：
1、开花后进行自交，正常管理，约在12-14天收获雌穗。
2、取步骤1收获的雌穗去除苞叶和花丝，然后用25-50％的84消毒液进行表面消毒30分钟，在无菌超净工作台分离幼胚，分离后的幼胚置于1/2MS液体培养基中培养。培养条件：温度26℃，16小时光照/8小时黑暗处理，6-8天幼胚发育成正常幼苗。
3、将步骤2培育的正常幼苗运到大棚、温室或田间进行炼苗一周左右，然后再将幼苗移栽到田间正常培育得到下一代种子。
三、与现有育种方法时间进程的比较
本发明使用玉米授粉后正常发育的幼胚，省去传统玉米自交系生长发育完成种子成熟，干燥脱水，待收获之后，再通过播种发芽等过程再发育成下一代幼苗的一系列中间的过程，可以直接经幼胚发育长成下一代的幼苗。
表3以东北地区120天左右成熟的玉米为例来比较，本发明的方法和传统自交系选育法的时间进程。本发明的方法可以利用大棚或温室设施提前一个月播种，于九月中旬本发明的方法可以比传统自交系选育法多收获一代种子。如果有大棚或者温室条件，在F2代和F3代都可以使用本发明的方法加速玉米自交系的培育，结合南繁，一年内可以繁殖四代种子，进而大大的缩短了玉米自交系培育的时间，有效地加速玉米自交系的培育，从而加快了玉米育种的进程。
表3：以东北地区120天左右成熟的玉米为例来比较说明

Claims (7)

1.一种玉米自交系选育的方法，包括如下步骤：从授粉后得到的Fn代雌穗中分离幼胚进行组织培养至获得幼苗；将幼苗田间培育至收获Fn+1代种子。
2.一种玉米自交系选育的方法，包括如下步骤：
(1)将玉米自交系A和玉米自交系B进行杂交，培育获得F1代雌穗；
(2)从步骤(1)获得的雌穗中分离幼胚，在培养基中培养至获得幼苗；
(3)将步骤(2)获得的幼苗田间培育至收获F2代种子。
3.一种玉米自交系选育的方法，包括如下步骤：
(1)将玉米自交系第n代自交，培育获得n+1代雌穗；
(2)从步骤(1)获得的雌穗中分离幼胚，在培养基中培养至获得幼苗；
(3)将步骤(2)获得的幼苗田间培育至收获n+2代种子。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述培养基为1/2MS液体培养基。
5.如权利要求2至4任一所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述培养条件为：26℃、16小时光照/8小时黑暗。
6.权利要求1至5所述的方法在加速玉米自交系培育进程中的应用。
7.权利要求1至5所述的方法在玉米育种中的应用。
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