[发明专利]一种用炔苯酰草胺诱导玉米孤雌生殖的育种方法

说明书

技术领域

本发明属于植物育种技术领域，特别是玉米自交系的育种方法。

背景技术

在玉米自交系选育的常规方法中，要完成一个自交系的选育过程至少需自交7代以上，对于遗传背景复杂的材料所需世代则更多。为了缩短选育周期，国内外现有的办法是采用Stock 6诱导系进行遗传诱导，诱导产生单倍体种子后，再用秋水仙素等染色体加倍处理剂将其加倍成二倍体；也有采用秋水仙素等化学试剂处理花丝，诱导玉米通过孤雌生殖直接产生纯合的二倍体种子。但这些方法存在以下缺点：

1.Stock 6遗传诱导法诱导后需对每粒种子进行辨别，找出诱导产生的种子。工作量大而枯燥，且难以实现机械化。

2.Stock 6对有些诱导还存在显色效果不佳问题，因此难以辨认；

3.Stock 6遗传诱导方法诱导形成的种子绝大多数属于单倍体，需再经过染色体加倍才能成为正常植株，而染色体加倍技术繁琐、加倍率较低；

4.Stock 6遗传诱导方法需要人工授粉，父、母本错期播种、花期调节等环节。

5.用秋水仙素诱导孤雌生殖，试剂的致癌性强、试剂成本高，对人体健康和环境安全威胁大，必须严格操作和控制使用，难以在育种上大面积使用。

本发明的目的是：用炔苯酰草胺作为化学诱导剂，诱使玉米不经过双受精作用而是通过孤雌生殖直接形成二倍体种子，进而快速获得纯系。加快自交系选育速度、缩短育种年限、试剂对人畜安全、操作简便、并大大降低育种成本。

炔苯酰草胺，别名炔丙烯草胺，拿草特，炔敌稗，戊炔草胺，克草安。英文通用名：Propyzamide。中文化学名称：N-(1，1-二甲基炔丙基)-3，5-二氯-苯甲酰胺。分子式：C12H11Cl2NO，分子量256.1。外观为无色结晶粉末，25℃下水中溶解度15mg/L。炔苯酰草胺50％可湿性粉剂外观为白色粉末，为低毒除草剂。通过干扰杂草细胞的有丝分裂而杀灭单子叶杂草。

炔苯酰草胺结构式

发明内容

本发明要解决的技术问题是：利用炔苯酰草胺的抑制细胞分裂作用，诱导玉米不经过双受精而是通过孤雌生殖方式直接形成种子；解决以往使用秋水仙素等诱导剂对人体的致癌、致病，成本高、不易操作，以及Stock 6遗传诱导方法中的籽粒显色不稳定、种子鉴别难、单倍体加倍复杂和加倍率低等问题。

本发明采用的技术方案如下：

1.诱导剂配制：配制5μmol/L～200μmol/L的炔苯酰草胺水溶液；

2.诱导处理：在玉米吐丝盛期，剪短花丝，花丝长度保留1～3厘米长度，之后向花丝喷洒或涂抹炔苯酰草胺诱导剂，每天1～3次左右，连续1～4天左右；

3.收获、鉴别与繁殖：种子成熟时收获，即得到基因型纯合的二倍体种子；下一季播种，套袋自交，根据表型进行真伪鉴定，淘汰伪劣植株，得到单穗；将收获的果穗继续播种下一代，形成穗行，根据植株、果穗、籽粒等性状的整齐度鉴别纯合穗行，选择符合育种目标的穗行收获，即获得纯合的玉米自交系。

本发明的积极效果如下：

1.炔苯酰草胺毒性低，可在开放情况下在田间使用，对人畜及环境安全；

2.诱导玉米产生孤雌生殖的几率高于现有其他化学诱导剂，一般诱导率可达2.0％左右，有些试材会更高；

3.不必进行授粉，不存在当代种子鉴别困难问题；

4.方法简单、操作容易、成本低、效率高，可大规模使用；

5.直接形成二倍体种子，不需要染色体加倍过程，程序简单；

6.比常规玉米自交系选育方法选育周期缩短5代以上。

7.本发明的方法效果重复性好，在常规的玉米品种中重复性达90％以上。

具体实施方式

实施例1

(1)诱导剂配制和处理材料选择

选用市场上销售的50％炔苯酰草胺可湿性粉剂，用水稀释成浓度为40μmol/L的诱导剂。

处理对象为玉米杂交种“辽单565”。

(2)诱导处理

在吐丝前对雌穗严格套袋。当果穗上大部分花丝吐出后，剪短花丝，花丝长度保留2.5厘米左右，之后用小型喷雾器向花丝喷雾，套回纸袋。每天分别于6:00和8:00时重复喷洒2次，连续处理2天。处理30穗。

(3)收获

成熟时收获果穗，小心剥掉苞叶，取下种子。

(4)鉴定与繁殖