CN112841027B - 一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法及应用 - Google Patents
一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂，然后套回纸袋；玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。本发明采用聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂对玉米进行诱导处理，可提高玉米的诱导率，加快玉米自交系的选育速度，且能保证种质资源遗传的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于玉米育种技术领域，尤其涉及一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法及应用。
背景技术
玉米是世界上重要的粮食作物、饲料作物、能源和加工原料。玉米是我国第一大粮食作物，在保障我国粮食安全过程中发挥着不可替代的作用，育种家们在提高其产量上付出了巨大努力，尤其是在自交系的选育上。
玉米自交系选育的常规方法中，完成一个自交系至少要经过7代以上的连续自交，对于遗传背景复杂的材料甚至要10代以上。为了加快选育速度，国内外有采用stock 6等诱导系遗传诱导法，从诱导后代中挑选出单倍体种子，再用秋水仙素等化学试剂进行加倍处理，获得二倍体种子；也有用秋水仙素、氟乐灵等化学试剂处理花丝，获得二倍体种子。
常规育种发存在育种周期长、费时、费工的问题；stock 6等诱导系遗传诱导法存在挑选单倍体种子工作量大、显色不明显时难以辨认、加倍率低以及加倍后代花粉量小等问题；用秋水仙素诱导法存在试剂剧毒、致癌性强的问题；用氟乐灵等化学试剂诱导法存在诱导率相对较低，需加大处理量、工作量大的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法及应用，旨在解决背景技术中指出的现有技术存在的问题。
本发明的第一个目的是要提供一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
S1、配制10umol/L-400umol/L的聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂；
S2、在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂，然后套回纸袋；
S3、玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
作为本发明的进一步优选方案，每个雌穗注入1.5-2.5ml的用纯水稀释300-500倍的诱导剂。
作为本发明的进一步优选方案，吐丝3-5天后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝。
作为本发明的进一步优选方案，吐丝4天后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝。
本发明的第二个目的是要提供一种上述育种方法在糯质玉米育种中的应用。
本发明的第三个目的是要提供一种上述育种方法在普通玉米育种中的应用。
本发明采用聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂对玉米进行诱导处理，可提高玉米的诱导率，加快玉米自交系的选育速度，且能保证种质资源遗传的稳定性，对于普通玉米的平均诱导株率达到34.5％，对于糯质玉米的平均诱导株率达到38.3％；本发明在实际操作过程中可实现全天候作业，操作简单、处理速度快、适合规模化应用，育种成本可大大降低。
附图说明
图1为不同诱导剂处理对普通玉米品种TK601的诱导株率的影响结果示意图。
图2为不同诱导剂处理对糯玉米品种万糯2000的诱导株率的影响结果示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例1
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以10umol/L的聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂；
以普通玉米品种TK601为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝3后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入1.5ml的用纯水稀释300倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
实施例2
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以400umol/L的聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂；
以普通玉米品种TK601为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝5后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2.5ml的用纯水稀释500倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
实施例3
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以200umol/L的聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂；
以普通玉米品种TK601为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝4后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2ml的用纯水稀释400倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
实施例4
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以10umol/L的聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂；
以糯玉米品种万糯2000为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝3后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入1.5ml的用纯水稀释300倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
实施例5
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以400umol/L的聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂；
以糯玉米品种万糯2000为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝5后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2.5ml的用纯水稀释500倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
实施例6
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以200umol/L的聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂；
以糯玉米品种万糯2000为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝4后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2ml的用纯水稀释400倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例1
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以10umol/L的秋水仙素作为诱导剂；
以普通玉米品种TK601为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝3后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入1.5ml的用纯水稀释300倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例2
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以400umol/L的秋水仙素作为诱导剂；
以普通玉米品种TK601为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝5后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2.5ml的用纯水稀释500倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例3
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以200umol/L的秋水仙素作为诱导剂；
以普通玉米品种TK601为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝4后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2ml的用纯水稀释400倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例4
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以10umol/L的秋水仙素作为诱导剂；
以糯玉米品种万糯2000为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝3后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入1.5ml的用纯水稀释300倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例5
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以400umol/L的秋水仙素作为诱导剂；
以糯玉米品种万糯2000为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝5后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2.5ml的用纯水稀释500倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例6
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
以200umol/L的秋水仙素作为诱导剂；
以糯玉米品种万糯2000为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝4后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2ml的用纯水稀释400倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例7
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
配制10umol/L的氟乐灵作为诱导剂；
以普通玉米品种TK601为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝3后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入1.5ml的用纯水稀释300倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例8
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
配制400umol/L的氟乐灵作为诱导剂；
以普通玉米品种TK601为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝5后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2.5ml的用纯水稀释500倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例9
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
配制200umol/L的氟乐灵作为诱导剂；
以普通玉米品种TK601为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝4后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2ml的用纯水稀释400倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例10
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
配制10umol/L的氟乐灵作为诱导剂；
以糯玉米品种万糯2000为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝3后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入1.5ml的用纯水稀释300倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例11
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
配制400umol/L的氟乐灵作为诱导剂；
以糯玉米品种万糯2000为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝5后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2.5ml的用纯水稀释500倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
对比实施例12
该实施例提供了一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，包括以下步骤：
配制200umol/L的氟乐灵作为诱导剂；
以糯玉米品种万糯2000为实验对象，在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝4后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂(每个雌穗注入2ml的用纯水稀释400倍的诱导剂)，然后套回纸袋；
玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系。
在田间进行分区，分为相同大小的A区、B区、对照A区、对照B区、对照C区、对照D区；在A区、B区、对照A区、对照B区、对照C区、对照D区分别按照实施例3、实施例6、对比实施例3、对比实施例6、对比实施例9、对比实施例12的方法对玉米进行诱导，收获时逐穗检查结实情况，统计处理株数、结实株数和每穗结实粒数；诱导效果以诱导株率表示，即结实株数占处理株数的百分比。
通过实施例3和对比实施例3、对比实施例6对普通玉米品种TK601的诱导，通过统计可得：使用聚乙烯亚胺对普通玉米品种TK601的诱导株率为17.8-53.3％，平均诱导株率34.5％；秋水仙素对普通玉米品种TK601的诱导株率为8.9-52.2％，平均诱导株率25.7％；氟乐灵对普通玉米品种TK601的诱导株率为23.3-42.5％，平均诱导株率31.0％。聚乙烯亚胺的最高诱导率和平均诱导率均高于秋水仙素和氟乐灵；其统计结果如图1所示。
通过实施例6和对比实施例9、对比实施例12对糯玉米品种万糯2000的诱导，通过统计可得：使用聚乙烯亚胺对糯玉米品种万糯2000的诱导株率为30.4-51.0％，平均诱导株率38.3％；秋水仙素对糯玉米品种万糯2000的诱导株率为13.9-28.5％，平均诱导株率21.7％；氟乐灵对糯玉米品种万糯2000的诱导株率为27.4-47.6％，平均诱导株率37.1％。聚乙烯亚胺的最高诱导率和平均诱导率均高于秋水仙素和氟乐灵；其统计结果如图2所示。
综述，本发明采用聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂对玉米进行诱导处理，可提高玉米的诱导率，加快玉米自交系的选育速度，且能保证种质资源遗传的稳定性，对于普通玉米的平均诱导株率达到34.5％，对于糯质玉米的平均诱导株率达到38.3％；本发明在实际操作过程中可实现全天候作业，操作简单、处理速度快、适合规模化应用，育种成本可大大降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配制10umol/L-400 umol/L的聚乙烯亚胺水溶液作为诱导剂；
S2、在吐丝前对玉米雌穗套袋，吐丝后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝，当感觉到苞叶内花丝被掐断时，慢慢拔出花丝形成空腔，注入诱导剂，然后套回纸袋；
S3、玉米成熟后收获果穗，获得基因型纯合的二倍体玉米种子；下一季单粒播种，套袋自交，鉴定真伪得到纯系；将收获的玉米果穗下一季按照单穗种成穗行，根据穗行表现进行淘汰，选择符合育种目标的优良穗行收获，得到纯系；
每个雌穗注入1.5-2.5ml的用纯水稀释300-500倍的诱导剂。
2.根据权利要求1所述的利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，其特征在于：吐丝3-5天后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝。
3.根据权利要求2所述的利用聚乙烯亚胺诱导玉米无融合生殖的育种方法，其特征在于：吐丝4天后，在苞叶顶端处用尖嘴钳夹切花丝。
4.一种如权利要求1-3任一所述的育种方法在糯质玉米育种中的应用。
5.一种如权利要求1-3任一所述的育种方法在普通玉米育种中的应用。
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2021
- 2021-03-08 CN CN202110251495.5A patent/CN112841027B/zh active Active
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
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Also Published As
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