CN116671435A - 一种增强玉米单倍体诱导效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，属于遗传技术领域。本发明公开的一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，利用热带诱导系作为母本，温带诱导系作为父本，杂交组配产生温热诱导系间杂交种，利用温热诱导间的杂种优势来提高现有诱导系的农艺和产量性状，以满足玉米单倍体诱导系作为父本以制种的方式进行大规模诱导时对株高、花粉量、生育期等方面的要求，对玉米双单倍体(DH)技术的规模化推广运用具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及遗传技术领域，更具体的说是涉及一种增强玉米单倍体诱导效率的方法。
背景技术
传统的玉米自交系选育需要连续自交8-10代，需要4-5年的时间，育种周期长、成本高，而玉米双单倍体(DH)技术只需利用玉米单倍体诱导系作为父本对母本材料进行杂交诱导产生单倍体，再通过加倍的方式获得纯合的自交系2个步骤，将玉米自交系选育时间缩短为1-2年，可大幅提高育种效率，降低育种成本。
然而，目前我国现有的玉米单倍体诱导系几乎都是温带诱导系，如由中国农业大学选育的农大高诱5号(CAU5)在热带亚热带地区表现出适应性差，花粉量小，结实性差，植株较矮，难以扩繁等特点，无法被热带亚热带地区直接利用；热带玉米单倍体诱导系在抗病性，花粉量和适应性方面体现出突出优势，如由云南省农业科学院粮食作物研究所选育的云诱二号对灰斑病、白斑病、锈病等病害都具有突出抗性，自身结实性好，但生育期偏长，对于将诱导系作为父本的“制种式”大规模运用玉米单倍体诱导技术来说，二者在株高、花粉量、生育期等方面都满足不了“制种式”诱导系父本的需求。基于此，急需选育出适应性强、诱导率高、株高较高、花粉量大、生育期适中的温热结合的诱导系组合投入玉米单倍体育种和科研使用。
因此，提供一种增强玉米单倍体诱导效率的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种增强玉米单倍体诱导效率的方法。
杂种优势的利用已经成为作物育种和生产中提高作物产量和适应性的普遍方法，本发明利用抗病性强和结实性好的热带诱导系(例如云诱二号)作为母本，温带诱导系作为父本(例如CAU5)杂交组配温热诱导系间杂交种，利用诱导系杂交组合F1在诱导率、花粉量、结实率、抗病性、株高等方面的杂种优势来实现玉米单倍体诱导技术“制种式”大规模运用对诱导系作为父本的要求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，具体步骤如下：
(1)利用热带诱导系作为母本，温带诱导系作为父本杂交组配温热诱导系间杂交种，得到诱导系杂交组合F1；
(2)利用诱导系杂交组合F1作为父本，被诱导材料作为母本，进行“制种式”单倍体诱导；待母本抽雄时及时将母本行的雄花带一至两片叶拔除，让诱导系杂交组合F1的花粉自然散粉；父母本的播种间隔期根据双方开花期特点进行调节；
(3)收获时根据母本材料分开收获，写好标签提示牌；
(4)待母本果穗收获晾晒后，按传统玉米单倍体诱导系R1-nj遗传标记显色原理对单倍体进行规模化挑选，挑选胚乳显色，胚不显色的籽粒为准单倍体籽粒；
(5)将得到的准单倍体籽粒进行田间种植和自然加倍，经过套袋自交授粉得到加倍成功的玉米双单倍体果穗；
(6)将加倍成功的每个玉米双单倍体果穗进行脱粒并育苗移栽，将三叶期的幼苗按穗行法进行移栽，田间进行精细管理，整个生育期对穗行进行目标性状评价，并套袋自交留种，根据目标性状决定最终双单倍体穗行的留选。
进一步，所述热带诱导系为云诱二号。
进一步，所述温带诱导系为CAU5。
进一步，所述被诱导材料为云瑞6号、YML107、YML46、YML16。
进一步，步骤(2)采用父母本1：4-6的规格来进行“制种式”单倍体诱导。
进一步，步骤(2)采用父母本1：5的规格来进行“制种式”单倍体诱导。
进一步，步骤(2)所述父母本的播种间隔期根据双方开花期特点进行调节的具体操作如下：第一期父本播种时间按母本抽丝和父本散粉相差天数进行调节，第二期父本与母本同期播种，之后每隔3天播种一期父本，父本共播3-4期。
进一步，步骤(6)所述精细管理包括：浇水、除草、施肥和打虫药。
进一步，步骤(6)所述目标性状为：抗病性好、适应性强、自身产量高。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，本发明利用热带诱导系作为母本，温带诱导系作为父本，杂交组配产生温热诱导系间杂交种，利用温热诱导间的杂种优势来提高现有诱导系的农艺和产量性状，以满足玉米单倍体诱导系作为父本时对株高、花粉量、生育期等方面的要求，解决目前无论是温带或者是热带玉米单倍体诱导系都无法满足玉米单倍体诱导技术“制种式”大规模运用时对父本诱导系在诱导率、花粉量、结实率、抗病性、株高等方面的要求的技术难题，对玉米双单倍体(DH)技术的大规模工程化推广运用具有重要意义。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明利用抗病性强和结实性好的热带诱导系(例如云诱二号)作为母本，温带诱导系(例如CAU5)作为父本杂交组配温热诱导系间杂交种，利用诱导系杂交组合F1(云诱二号×CAU5)在诱导率、花粉量、结实率、抗病性、株高等方面的杂种优势来实现玉米单倍体诱导技术“制种式”大规模运用对诱导系作为父本的要求。
实施例1
一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，具体步骤如下：
(1)利用抗病性强和结实性好的热带诱导系(例如云诱二号)作为母本，温带诱导系(例如CAU5)作为父本杂交组配温热诱导系间杂交种，得到诱导系杂交组合F1(云诱二号×CAU5)，F1的种子量根据实际诱导规模而定；
(2)利用诱导系杂交组合F1(云诱二号×CAU5)作为父本，被诱导材料(云瑞6号、YML107、YML46、YML16)作为母本，采用父母本1：5的规格来进行“制种式”单倍体诱导，即待母本抽雄时及时将母本行的雄花带一至两片叶拔除，让诱导系杂交组合F1(云诱二号×CAU5)的花粉自然散粉，整个操作过程如同大田常规制种，无需人工辅助授粉，方便快捷，诱导率高，产量高，父母本的播种间隔期可根据双方开花期特点来调节：母本云瑞6号、YML107、YML46、YML16的抽丝期与父本散粉期相比，分别早5天，早3天，晚7天和晚5天，综合考虑所有母本抽丝和父本散粉相差天数进行调节：先早播第一期父本，5天后播种第二期父本和所有母本，之后每隔3天播种一期父本，父本共播4期，以确保父母本花期充分相遇；
(3)收获时根据母本材料分开收获，写好标签提示牌；
(4)待母本果穗收获晾晒4-5天后，按传统玉米单倍体诱导系R1-nj遗传标记显色原理对单倍体进行规模化挑选，即挑选胚乳显色，胚不显色的籽粒为准单倍体籽粒；
(5)将得到的准单倍体籽粒进行田间种植和自然加倍，经过套袋自交授粉得到加倍成功的玉米双单倍体(DH系)果穗；
(6)将加倍成功的每个玉米双单倍体(DH系)果穗进行脱粒并育苗移栽，将三叶期的幼苗按穗行法进行移栽，田间进行精细管理(浇水、除草、施肥和打虫药)，整个生育期对穗行进行目标性状(抗病性好、适应性强、自身产量高)评价，并套袋自交留种，根据目标性状决定最终的双单倍体(DH系)穗行的留选。
实施例2
依据实施例1的实施方案于2020年-2022年在云南省景洪市(冬季)和昆明市(春季)进行试验，种植密度4500株/亩，实验结果如表1-2所示。改良的具体步骤是冬季在景洪市，春季在昆明市交替进行，为一年当中的连续性操作。
表1一种增强玉米单倍体诱导效率的方法的具体实施步骤
表2一种增强玉米单倍体诱导效率的方法的诱导率效果比较
诱导率计算公式为：田间鉴定单倍体株数/总粒数×100％
平均诱导率计算公式为：不同被诱导材料的诱导率总和/被诱导材料个数
由表2可以看出，诱导系杂交组合(云诱二号×CAU5)与原始诱导系两亲本(云诱二号和CAU5)相比，在花粉量、诱导结实率、抗病性、株高、平均诱导率等方面均表现出杂种优势，说明(云诱二号×CAU5)更适合玉米单倍体诱导技术“制种式”大规模运用时对父本诱导系的要求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)利用热带诱导系作为母本，温带诱导系作为父本杂交组配温热诱导系间杂交种，得到诱导系杂交组合F1；
(2)利用诱导系杂交组合F1作为父本，被诱导材料作为母本，进行“制种式”单倍体诱导；待母本抽雄时及时将母本行的雄花带一至两片叶拔除，让诱导系杂交组合F1的花粉自然散粉；父母本的播种间隔期根据双方开花期特点进行调节；
(3)收获时根据母本材料分开收获，写好标签提示牌；
(4)待母本果穗收获晾晒后，按传统玉米单倍体诱导系R1-nj遗传标记显色原理对单倍体进行规模化挑选，挑选胚乳显色，胚不显色的籽粒为准单倍体籽粒；
(5)将得到的准单倍体籽粒进行田间种植和自然加倍，经过套袋自交授粉得到加倍成功的玉米双单倍体果穗；
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2.根据权利要求1所述的一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，其特征在于，所述热带诱导系为云诱二号。
3.根据权利要求1所述的一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，其特征在于，所述温带诱导系为CAU5。
4.根据权利要求1所述的一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，其特征在于，所述被诱导材料为云瑞6号、YML107、YML46、YML16。
5.根据权利要求1所述的一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，其特征在于，步骤(2)采用父母本1：4-6的规格来进行“制种式”单倍体诱导。
6.根据权利要求5所述的一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，其特征在于，步骤(2)采用父母本1：5的规格来进行“制种式”单倍体诱导。
7.根据权利要求1所述的一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，其特征在于，步骤(2)所述父母本的播种间隔期根据双方开花期特点进行调节的具体操作如下：第一期父本播种时间按母本抽丝和父本散粉相差天数进行调节，第二期父本与母本同期播种，之后每隔3天播种一期父本，父本共播3-4期。
8.根据权利要求1所述的一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，其特征在于，步骤(6)所述精细管理包括：浇水、除草、施肥和打虫药。
9.根据权利要求1所述的一种增强玉米单倍体诱导效率的方法，其特征在于，步骤(6)所述目标性状为：抗病性好、适应性强、自身产量高。
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Legal Events
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