[发明专利]利用杂交诱导单倍体选育玉米自交系的方法

说明书

技术领域

本发明属于农作物育种的方法，具体地说涉及利用杂交诱导单倍体选育玉米自交系的方法。 

背景技术

育种是一项周期性长的工作，育成一个品种一般需要10-15年的时间，不但工作量大，费时、费力，而且还可能因历时过长，十年前制定的育种目标，经过多年努力后，得到结果往往已不适应市场的要求。因此，缩短育种时间、加快育种速度一直是育种家们努力追求的目标，为此，提出了许多方法，如利用花药或者花粉培养产生单倍体，然后加倍育成自交系的方法可以大大缩短育种时间，曾一度被作为大有希望的方法，但实践证明，由于花药培养的难度很大、技术复杂、效率不高等，难以在实践中广泛应用。 

1959年，美国明尼苏达大学Coe E H发现玉米单倍生殖诱导系Stock6通过杂交可以诱导母本材料产生单倍体，结合标记选择，使利用杂交诱导系诱导后代形成单倍体进行单倍体育种成为可能。随着玉米育种技术的不断发展，杂交诱导单倍体育种方法被育种家所重视，成为目前国际育种界研究的重点和热点，并通过杂交改良的方法已经从Stock6中衍生出了一些新的诱导系，如法国的SW14（Lashermes,1988）、前苏联的Krasnodar（Shatskaya，1994）和摩尔多瓦的ZMS（Chalyk S T，1994）、德国的KWS等。中国农业大学利用Stock6培育出了农大高诱1号（刘志增等，2000；陈绍江等，2003，）。这些诱导系的利用价值大大超过了Stock6。 

专利申请《一种利用杂交诱导单性结实材料选育玉米新品种的方法》（申请号为：200610080832.4）公开了吉林省农业科学院利用M278×Stock6组合作为基础群体，采用系谱法连续进行6个世代的自交、测交选育。各代以单倍体诱导率、籽粒Navajo紫斑标记（籽粒顶端糊粉层带有紫色斑纹）选择为主，同时兼顾植株ABPl（植株紫色，由A1A2C2BPl互补基因控制，对于绝大部分玉米材料表现为显性）标记、花粉量、结实性及抗病性连续选择。最终育成平均诱导率达10.4%、标记性好、综合性状优良的穗行单系，定名为吉高诱系3号。吉 高诱系3号带有Navajo显性遗传标记，即紫色糊粉层和紫色胚芽。用吉高诱系3号给其它玉米材料授粉后，正常的二倍体表现为紫色糊粉层和紫色胚芽尖，植株的叶鞘紫色，而诱导产生的单性结实籽粒糊粉层紫色，胚芽尖无色，植株叶鞘绿色，用此标记可进行确认。吉高诱系3号是国内选育出的、公开报导的诱导率最高的玉米单倍体诱导系，被广泛应用。但是吉高诱系3号还不同程度存在各式各样的缺点：（1）植株矮小，不能被用来在独立田块进行自然授粉产生单倍体。为了克服这个缺点，人们经常将诱导系之间进行杂交。然而，杂交产生的诱导材料可能出现其他的一些问题，比如：降低了单倍体诱导率和改变了标记基因的表达。R1-nj标记基因(Nanda and Chase,1966)（紫色盾片和紫色糊粉层顶冠）广泛应用于从干种子中筛选单倍体，然而，在杂交产生的诱导材料中，这个基因的表达受母本影响很大，有时候鉴别单倍体可能变得非常困难，甚至是不可能，尤其是在母本有抑制基因(C1-I)存在的情况下。（2）籽粒斑纹标记对不同的母本材料表现不一致，加大了单倍体籽粒的选择难度。因此，培育新的高频率诱导系是开展这项工作的先决条件。 

发明内容：

本发明目的在于提供利用杂交诱导单倍选育玉米自交系的方法。该方法育种程序简单、育种速度快、并且培育的玉米自交系是完全纯合的。 

本发明利用杂交诱导单倍体选育玉米自交系的方法，包括如下步骤： 

（1）、用吉高诱系31号作父本给符合育种目标的基础群体或杂交种授粉，收获母本果穗；从中筛选糊粉层顶端紫色，胚芽尖无紫色，且胚面较小、呈三角形、凹陷较深标记的籽粒； 

（2）、对步骤（1）所获得材料进行人工加倍或者自然加倍，拔节期去掉叶鞘和叶片为紫色的植株；对加倍后可以正常开花的植株进行自交，按照单株收获自交结实籽粒； 

（3）、种植步骤（2）所得籽粒，选择后代性状表现整齐一致、没有分离的穗行，即为新的玉米自交系。 

上述方法中所述的吉高诱系31号属于玉蜀黍属玉米种（zea mays L.），为吉林省农业科学院选育的高频率单倍体诱导系，已于2010年6月3日保藏于中国典型培养物保藏中心（保藏地点为：中国湖北省武汉市武昌珞珈山武汉大学），保藏编号为：CCTCC No：P201008 

上述方法中所述的自然加倍指在自然条件下，单倍体籽粒或幼苗植株细胞 内的染色体加倍成为正常二倍体。