[发明专利]一种作物抗旱突变体田间快速辅助筛选的方法

说明书

技术领域

本发明属于作物育种方法及技术手段的领域，具体涉及一种选择抗旱的育种材料的方法。

背景技术

随着全球气候变暖，干旱缺水现象日益加重，干旱成为限制作物生产的主要环境因子之一。目前，世界上干旱地区约占土地面积的36%，占总耕地面积的42.9%，其它地区也常因受季节性干旱或难以预测的不定期干旱而减产。据统计，世界性干旱导致的减产可超过其它因素造成减产的总和。在我国，干旱、半干旱地区占国土面积的47%，占总耕地面积的51%。近40年来，我国受干旱缺水而少产的粮食总计近1亿吨。作为我国重要粮食作物的玉米、小麦、水稻，近年来由于持续的干旱天气，其产量和质量受到严重影响。据气象专家预测，到2050年前，我国将处于一个大范围的、干旱频数显著增多的时期，干旱缺水将是我国粮食生产面临的最严重的问题之一，解决这个问题的有效途径之一是培育和利用优良的耐旱作物品种。

利用理化因素诱变处理是改良植物的一种行之有效的方法，在农作物、园艺、花卉等的改良中已广泛应用，并育成大量优良品种。化学诱变是人工获取突变体常用的手段之一，化学诱变与物理诱变相比，具有相对的专一性，它的作用对象是碱基，例如碱基的替换、颠倒。利用化学诱变和细胞培养技术相结合筛选抗旱性突变体越来越受到人们的重视，已在烟草、苜蓿、油菜等物种中筛选出耐受高浓度PEG的突变体。甲级磺酸乙酯（EMS）是较为常见的化学诱变剂，在植物诱变育种中已得到广泛的应用，目前已成为作物诱变育种中最广泛、应用效果最好的一种诱变剂。在对育种材料进行诱变处理后，会得到一系列突变体，如何从中筛选出耐旱的突变体，是抗旱育种中的关键步骤。因此，研究作物抗旱突变体的抗旱性筛选方法，提高育种材料抗旱性鉴定的准确性，对于作物育种和保障粮食安全具有重要意义。

现有的抗旱突变体筛选方法包括：田间形态鉴定法、生理生化测试法、分子标记法。例如，王瑾、刘桂茹等（EMS诱变小麦愈伤组织选择抗旱突变体的研究.植物生理科学.2005,21(12):190-193）介绍了一种诱发筛选抗旱品种的方法。此方法首先提出在离体培养条件下诱变筛选抗旱突变体，以EMS为诱变剂，明确了诱变剂处理的适宜浓度和适宜处理时间，将诱变植株在高浓度PEG胁迫下进行抗旱性筛选检测；

张娇娇、江力等（拟南芥抗旱突变体的筛选和鉴定.合肥工业大学学报（自然科学版）.2012,35(4):531-535）使用田间形态鉴定法，采用不同浓度的甘露醇模拟干旱胁迫，以发芽率为筛选指标在拟南芥突变体中筛选抗旱突变体的方法，筛选出2株候选突变体，最终得到1株稳定突变体，主要通过表型形态（包括叶长、叶宽、叶片萎焉程度）鉴定，并结合最终的收获产量，确定抗旱突变体，该研究为抗旱基因克隆及功能分析奠定基础，对于揭示植物抗旱性的机理具有重要意义；

张敏、杨艳等（EMS诱变南高丛越橘及抗旱突变体的筛选.西南师范大学（自然科学报）.2011,36(3):132-137）使用生理生化测试法介绍了一种利用理化因素诱变处理人工获取突变体行之有效的方法，其用化学诱变剂EMS对越橘茎尖进行处理，并对M₀代植株进行干旱处理，测定部分生理指标（超氧化物歧化酶、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、叶绿素），文章中指出：在干旱胁迫状态下，超氧化物歧化酶（SOD）的活性与植物抗氧化胁迫能力呈正相关；可溶性糖的含量会增加，提高细胞液的浓度，提高植物的吸水能力；干旱初期会产生一定量的游离脯氨酸，用以维持植物各器官的渗透能力，维持细胞和组织吸水，提高植株对干旱逆境的适应能力，据此对抗旱突变体进行筛选，为越橘的抗旱育种提供基础研究数据；

发明专利“一种分子标记辅助选育豇豆耐旱品种的方法”（申请号：CN201210388129.5），公开了一种分子标记辅助选育豇豆耐旱品种的方法，属于蔬菜生物技术育种技术领域。方法包括：(1)豇豆耐旱关联SNP分子标记位点1_1286的筛选；(2)SNP向CAPS标记的转化、扩增与酶切；(3)待检豇豆材料的准备；(4)待检豇豆材料苗期耐旱性的分子标记检测；和(5)待检成株茎杆持绿性Stg与农艺性状的表型复检等步骤。发明专利“玉米耐旱种质鉴定和筛选CAPS标记及其检测方法和应用”（申请号：CN201210235665.1），提供了玉米耐旱种质鉴定的分子标记，其分子标记包括dhnC397和rspC1090，该发明提供的分子标记可大大提高育种中耐旱的选择效率。