CN116868888A - 一种转抗旱基因棉花筛选的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种转抗旱基因棉花筛选的方法。一种转抗旱基因棉花筛选的方法，为：将转抗旱基因棉花播种种植，在蕾期形成天然旱棚的条件，进行干旱耐受检测，通过表型和农艺性状筛选与鉴定转抗旱基因棉花材料。本发明所述的一种转抗旱基因棉花筛选的方法，可以快速准确筛选与鉴定转抗旱基因棉花材料，有效降低育种花费，加快转基因抗旱育种周期；并且方法操作简单，成本较低，准确度较高，将对转基因抗旱育种具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于农业领域，具体涉及一种转抗旱基因棉花筛选的方法。
背景技术
棉花是世界上最重要的经济作物，我国是世界上植棉大国之一，其中新疆是我国重要的优质棉主产区。棉花是我国的非起源作物，我国棉花种质资源狭窄更为严重，随着棉花育种向聚合多抗方向发展，传统的纯系育种和有性杂交的方法越来越难以满足现代育种的要求。利用遗传转化技术将有用的外源功能基因导入受体材料并使其稳定表达，为增加棉花的遗传多样性提供了广阔的前景。基因工程育种可以打破物种间的遗传障碍，实现优良目的基因的定向转移，同时具有后代易于稳定，育种周期短等优点，为棉花纤维产量和品质的改良提供了新的有效途径。
前人的研究表明，通过基因工程技术在棉花纤维中特异表达功能蛋白是棉花纤维遗传改良的有效途径。抗虫、抗除草剂转基因棉花的商业化和产业化的成功，可谓是基因工程应用的典范。随着新的有用外源功能基因的不断挖掘以及转基因技术的日益完善，遗传转化技术在棉花新种质创制及新品种选育等方面将发挥越来越重要的作用。
环境胁迫不但是植物生长发育、更是农作物产量的主要限制因素，而干旱胁迫在这些环境胁迫中占据重要份额，增强耐旱性状是改良农作物抗逆性的一个重要方面，尤其在目前水资源匮乏和环境条件越来越恶化的情况下，通过转基因技术培育抗逆广适棉花新品种显得越来越重要。
棉花转基因育种筛选与鉴定工作繁杂而且漫长，尤其是抗旱棉花育种。广大分子育种工作者受限于试验栽培条件限制，无法准确而迅速的筛选和鉴定出优良抗旱材料。
有鉴于此，本发明提供一种新的、快速而准确的转抗旱基因棉花的筛选与鉴定方法，对转基因抗旱育种具有十分重要的研究意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转抗旱基因棉花筛选的方法，利用自然条件进行转抗旱基因棉花育种筛选与鉴定，从而可以用于棉花转基因抗旱育种。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种转抗旱基因棉花筛选的方法，包括以下步骤：
将转抗旱基因棉花播种种植，在蕾期形成天然旱棚的条件，进行干旱耐受检测，通过表型和农艺性状筛选与鉴定转抗旱基因棉花材料。
进一步的，所述转抗旱基因棉花为通过基因工程手段获得的具有、或不具有抗旱功能的转基因棉花株系和/或品系。
进一步的，所述的天然旱棚的条件为：该试验区在自然条件下，蒸发量远高于降水量。
再进一步的，所述的试验区为具有大陆性干旱或半干旱气候。
进一步的，所述的天然旱棚的形成过程为：在蕾期停止人工补水，形成天然旱棚的条件。
进一步的，所述的转抗旱基因棉花播种后，滴灌出苗水或苗期补水。
进一步的，所述的方法用于转基因抗旱育种。
再进一步的，所述的方法为：检测待测转抗旱基因棉花材料的表型和农艺性状，若为高抗性，则进行育种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的方法可对待选转基因棉花进行早期筛选，有效的缓解实际生产中的选优良种时间长的问题，降低育种费用，减少了育种工作量。
2、本发明的检测方法操作简单，费用低，准确度高，在转基因棉花抗旱育种方面具有很高的应用价值。
附图说明
图1为2019年转抗旱基因棉花田间筛选；
图2为2020年转抗旱基因棉花田间筛选。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种转抗旱基因棉花筛选的方法，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种转抗旱基因棉花筛选的方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
下面将结合具体的实施例，对本发明一种转抗旱基因棉花筛选的方法做进一步的详细介绍：
本发明所述的一种转抗旱基因棉花筛选的方法，将获得的转抗旱基因棉花材料播种于新疆试验田间，滴灌出苗水或苗期补水，保证棉花苗期发育，蕾期停止人工补水，利用新疆干旱性气候形成的“天然旱棚”自然条件对转抗旱基因棉花材料进行筛选与鉴定。利用本发明快速准确筛选与鉴定转抗旱基因棉花材料，有效降低育种花费，加快转基因抗旱育种周期。本发明的技术方案为：
一种转抗旱基因棉花筛选的方法，包括以下步骤：
将转抗旱基因棉花播种种植，在蕾期形成天然旱棚的条件，进行干旱耐受检测，通过表型和农艺性状筛选与鉴定转抗旱基因棉花材料。
优选的，所述转抗旱基因棉花为通过基因工程手段获得的具有、或不具有抗旱功能的转基因棉花株系和/或品系。
优选的，所述的天然旱棚的条件为：该试验区在自然条件下，蒸发量远高于降水量。
进一步优选的，所述的试验区为具有大陆性干旱或半干旱气候。
上述的技术方案中，新疆试验田为具有大陆性干旱或半干旱气候的棉花试验区。
优选的，所述的天然旱棚的形成过程为：在蕾期停止人工补水，形成天然旱棚的条件。
优选的，所述的转抗旱基因棉花播种后，滴灌出苗水或苗期补水。
上述的技术方案中，表型和农艺性状分析包括播种后灌水或苗期补水和蕾期停止人工补水两个步骤。
播种后灌水或苗期补水目的为保证转抗旱基因棉花苗期发育。
蕾期停止人工补水目的为利用“天然旱棚”条件对转抗旱基因棉花材料进行干旱耐受，通过以利于表型和农艺性状筛选与鉴定转抗旱基因棉花材料。
优选的，所述的方法用于转基因抗旱育种。
进一步优选的，所述的方法为：检测待测转抗旱基因棉花材料的表型和农艺性状，若为高抗性，则进行育种。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中的转基因棉花为本实验室转化所得，该生物材料是在农业部准许下进行研究相关实验所用。
实施例1：2019年相关转基因材料田间筛选试验
1、试验地点
新疆石河子大学试验地位于石河子市，该市地势由东南向西北倾斜，分别为山地、平原和沙漠。
1)、地理位置：石河子地区位于43°20′N～45°20′N,84°45′～86°40′之间，海拔高度差异较大。无霜期为168～171天。≥0℃的活动积温为4023℃～4118℃，≥10℃的活动积温为3570℃～3729℃。
2)、气候特点：石河子地区主要以农业为主，各地年平均气温在6.5～7.2℃之间，南部地区气温低，北部高。一年中的最高气温出现在7月，平均气温25.1～26.1℃，其中以北地区高于以南地区；最低气温出现在1月，平均气温-18.6～-15.5℃，其中以北地区低于以南地区。
石河子地区为灌溉农业区，年降水量为125.0～207.7mm之间，一年中降水较多的月份，以北地区主要出现在12月、2月、1月和7月，降水量13.0～20.0mm；以南地区出现在2月、12月、4月和11月，降水量21.7～27.6mm。
石河子地区日照充沛，年日照时数为2721～2818小时，北部地区日照时数多于南部地区。各地历年平均最多日照出现在7月。非常适宜棉花的生长。
2、田间试验设计
试验种植转基因材料35S-HRD-25、35S-HRD-15和受体对照R15及耐旱对照材料新陆早33号三种材料，每点三个重复，随机区组设计，每个样本小区面积为22.5m2(7.5m*3m，7.5m含走道0.5m)，每种材料3个重复需要67.5m2共计0.4亩。
3、田间干旱试验
在4月18日全部人工播种，在4月22日种植后浇一次出苗水25方/亩，5月15日补水20方/亩，然后实行全生育期自然干旱，8月16日拍照记录(图1)，同时调查相关农艺性状(表1)。9月25日收获产量(表1)。
4、结果与分析
8月16日拍照记录(图1)。35S-HRD-25相对于受体对照R15和耐受对照新陆早33号来说，其萎蔫程度较轻，叶片较平展，植株较高，铃大，具有明显的抗旱性。而35S-HRD-15与受体对照R15来说，其萎蔫程度相似，植株矮小，明显受旱严重。同样，农艺性状和产量统计也表明：转基因棉花株系35S-HRD-25具有较高的抗旱性，而转基因棉花35S-HRD-15株系则不具有抗旱性。
表1转基因棉花与对照抗旱筛选农艺性状与产量
实施例2：2020年相关转抗旱基因材料田间筛选试验
1、试验地点
新疆石河子市石河子大学试验田。石河子市地势由东南向西北倾斜，分别为山地、平原和沙漠。
1)、地理位置：石河子地区位于43°20′N～45°20′N,84°45′～86°40′之间，海拔高度差异较大。无霜期为168～171天。≥0℃的活动积温为4023℃～4118℃，≥10℃的活动积温为3570℃～3729℃。
2)、气候特点：石河子地区主要以农业为主，各地年平均气温在6.5～7.2℃之间，南部地区气温低，北部高。一年中的最高气温出现在7月，平均气温25.1～26.1℃，其中以北地区高于以南地区；最低气温出现在1月，平均气温-18.6～-15.5℃，其中以北地区低于以南地区。
石河子地区为灌溉农业区，年降水量为125.0～207.7mm之间，一年中降水较多的月份，以北地区主要出现在12月、2月、1月和7月，降水量13.0～20.0mm；以南地区出现在2月、12月、4月和11月，降水量21.7～27.6mm。
石河子地区日照充沛，年日照时数为2721～2818小时，北部地区日照时数多于南部地区。各地历年平均最多日照出现在7月。非常适宜棉花的生长。
2、田间试验设计
试验种植转基因材料35S-PaKatA-1、35S-PaKatA-6和受体对照R15及耐旱对照材料新陆早33号三种材料，每点三个重复，随机区组设计，每个样本小区面积为22.5m2(7.5m*3m，7.5m含走道0.5m)，每种材料3个重复需要67.5m2共计0.4亩。
3、田间干旱试验
在4月28日全部人工播种，在5月1日种植后浇一次出苗水30方/亩。然后实行全生育期自然干旱，8月20日拍照记录(图2)，同时调查相关农艺性状(表2)。9月20日收获产量(表2)。
4、结果与分析
8月20日拍照记录(图2)。35S-PaKatA-1相对于受体对照R15和耐受对照新陆早33号来说，其萎蔫程度较轻，叶片较平展，植株较高，铃大，具有明显的抗旱性。而35S-PaKatA-6与受体对照R15来说，其萎蔫程度相似，植株矮小，明显受旱严重。同样，农艺性状和产量统计也表明：转基因棉花株系35S-PaKatA-1具有较高的抗旱性，而转基因棉花35S-PaKatA-6株系则不具有抗旱性。
表2转基因棉花与对照抗旱筛选农艺性状与产量
综上可知，在实际的转基因抗旱棉花选育中，通过本发明方法具有较高和较明显的筛选。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种转抗旱基因棉花筛选的方法，其特征在于，所述的方法为：
将转抗旱基因棉花播种种植，在蕾期形成天然旱棚的条件，进行干旱耐受检测，通过表型和农艺性状筛选与鉴定转抗旱基因棉花材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述转抗旱基因棉花为通过基因工程手段获得的具有、或不具有抗旱功能的转基因棉花株系和/或品系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述的天然旱棚的条件为：该试验区在自然条件下，蒸发量远高于降水量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述的试验区为具有大陆性干旱或半干旱气候。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述的天然旱棚的形成过程为：在蕾期停止人工补水，形成天然旱棚的条件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述的转抗旱基因棉花播种后，滴灌出苗水或苗期补水。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述的方法用于转基因抗旱育种。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述的方法为：检测待测转抗旱基因棉花材料的表型和农艺性状，若为高抗性，则进行育种。
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