[发明专利]一种通过杂交和胚挽救相结合创造水稻三倍体的方法

说明书

本发明公开了一种通过杂交和胚挽救相结合创造水稻三倍体的方法，其步骤包括：a.二倍体水稻的染色体加倍；b.二倍体水稻与四倍体水稻杂交；c.胚挽救；d.愈伤组织分化出苗；e.芽苗生根培养；f.试管苗移栽；g.三倍体植株的鉴定。本发明通过二倍体水稻与四倍体水稻杂交，采用胚挽救技术培养出水稻三倍体。该技术体系的建立解决了以往水稻三倍体获得效率低的难题，高效创造水稻三倍体，为水稻遗传研究及育种提供材料基础。

技术领域

本发明涉及一种选育植物多倍体的方法，尤其涉及一种通过以二倍体水稻为母本、四倍体水稻父本进行杂交，结合对幼胚进行胚挽救创造水稻三倍体的方法，属于现代农业的作物遗传育种技术领域。

背景技术

三倍体(Triploid)是指体细胞内含有三个染色体组的生物体。三倍体植物在遗传学研究及遗传育种中具有重要作用。在育种实践中，可利用三倍体高度不育的特点选育无籽果实，如三倍体无籽西瓜等的选育；或利用某些三倍体植物的生长优势，选育速生优质高抗植物新品种，如三倍体漆树、三倍体杨树等(张英涛和尤瑞麟，1999；康向阳，2003)。

水稻三倍体则主要用于基础研究或作为育种中间材料。(一)利用水稻三倍体与二倍体杂交，可以得到三体、双三体和四体等非整倍体材料(徐培洲，2006)。而非整倍体是进行基因的染色体定位、染色体的重复效应、基因剂量效应等研究的重要材料(李树贤，2008)。(二)水稻三倍体是发掘无融合生殖基因的好材料。在被子植物中表现无融合生殖特性的植物大部分具有多倍性，加之三倍体的高度不育性，为潜在无融合生殖基因的表达创造了有利的内部环境，比二倍体条件下更有助于筛选出无融合生殖种质(黄群策，1995；刘永胜和孙敬三，1996)。而无融合生殖是实现水稻“一系法”育种、固定杂种优势的关键(袁隆平，1987)。(三)水稻三倍体是获得水稻六倍体的桥梁。通过三倍体植株的染色体加倍，可以获得更高倍性的六倍体植株，因此三倍体是六倍体育种的关键中间材料。

目前获得水稻三倍体的方法，主要是利用四倍体水稻做母本、二倍体水稻为父本进行杂交，获得杂交种子进行种植，再筛选获得三倍体植株。但这种方法获得三倍体植株的效率极低，首先很难获得杂交种子，即使偶尔获得杂交种子，往往也并非三倍体。传统观点一般认为，在四倍体植株与二倍体植株杂交时，以四倍体做母本、二倍体做父本更容易成功，因为二倍体植株能够提供大量正常花粉，从而有较高的结实率。但发明人通过近几年在水稻中的杂交实验，发现以四倍体做母本、二倍体做父本进行杂交，几乎不能获得杂交种子。而以二倍体做母本、四倍体做父本却能得到杂交种子，这可能涉及到胚和胚乳染色体数目的平衡性问题。因正、反交胚乳的染色体数目是不同的，具体表现为：四倍体做母本、二倍体做父本时，胚乳为5x，染色体数目60条；而二倍体做母本、四倍体做父本时，胚乳为4x，染色体数目48条；两种情况下胚的倍性均为3x，染色体数目36条。可见二倍体做母本、四倍体做父本时，胚乳与胚的倍性和染色体数目更接近，平衡性更好，可能更有利于胚的发育。但即使采用二倍体做母本、四倍体做父本进行杂交，最后得到的杂交种子仍较少，后发现授粉后最初几天膨大的子房数明显多于最后的结实数，说明有很多幼胚在发育过程中可能由于缺乏营养而停止发育，因此可采用幼胚培养对胚加以挽救，从而获得更多三倍体植株。综合以上研究结果，本发明提出了一种通过杂交和胚挽救相结合创造水稻三倍体的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过杂交和胚挽救相结合创造水稻三倍体的方法，解决了以往水稻三倍体获得效率低的难题，高效创造水稻三倍体，为水稻遗传研究及育种提供材料基础。

本发明的技术方案为：a.二倍体水稻的染色体加倍；b.二倍体水稻与四倍体水稻杂交；c.胚挽救；d.愈伤组织分化出苗；e.芽苗生根培养；f.试管苗移栽；g.三倍体植株的鉴定。

本发明的具体过程为：

a.二倍体水稻的染色体加倍

选择需要获得三倍体的二倍体水稻品种作为基础材料。以秋水仙素作为诱导剂，将二倍体水稻通过活体或离体诱导染色体加倍，获得四倍体水稻。