[发明专利]一年多代的植物快速育种技术

说明书

本发明属于植物育种与遗传改良技术。

现有育种技术包括有常规育种和高新技术育种。

常规育种(1)选择育种  一般分为系统法和混选法，是所有育种技术的基础。传统的选择育种是以选择自然变异为基础发展起来的，该方法简单易行，但由于自然变异频率低、幅度小，难以育出突破性品种。(2)杂交育种  一般是品种间杂交，超过此范围的杂交为远缘杂交，目前推广的绝大多数种子植物的品种都由此法育成，是“常规育种”的主要内容。但此技术存在三个突出问题，即育种材料的遗传基础狭窄、选种周期长、选择效率低，已成为作物育种工作近十余年来徘徊不前的重要原因。(3)回交育种  是杂交育种技术的特殊应用，一般是以综合性状优良但却有个别缺点的品种为轮回亲本与具有相应优良性状的材料杂交，通过多轮回交，将非轮回亲本中的优良性状转育到轮回亲本中去，实现遗传改良。此技术定向性较强、但仍存在常规育种中周期长、选择效率低的缺点。

高新技术育种(1)诱变育种  具体分为物理诱变育种(主要是辐射育种)和化学诱变育种。此法的作用主要是诱发选择对象产生大量的变异，通过选择获得所需的新变异，但多年的实践表明，变异不能定向，获得的有益变异很少。(2)花培育种  通过花药(粉)培养获得单倍体，经加倍形成纯合的双倍体，是想以此较早获得纯合个体加速选种进程。但实际情况表明，受基因型和植株再生频率的限制，可花培成功且再生频率较高的材料比较有限，难以广泛应用。(3)细胞无性系变异  是利用组织或细胞培养的有利条件，获得某种特定或非特定的遗传变异，进而再生成植株、育成品种。但实际结果表明，此法可重复性很差，很难实现预期目标。(4)植物基因工程  是目前最热门的技术，即根据人们的意愿将分离到的有益基因，通过基因枪或农杆菌介导等手段导入到待改造的品种中去。其优点，一是基因源广，动物、植物、微生物的基因都可以用，二是定向性强。但也存在问题，一是目前可利用的基因仍然十分有限，二是被导入的基因不能按人们的意愿定位整合，三是大多数农艺性状都是由多基因控制的，目前还不能导入具有复杂关系的多种基因。

(5)分子标记育种  是最近几年才形成的选种技术，可大大提高目标基因选择的准确性，但若不与本发明结合，其效用将难以或不能充分发挥。

杂(回)交、选择是常规育种的技术核心，也是高新技术育种无法脱离的基础。植物育种与遗传改良中的高新技术都是针对解决常规技术中的某些问题而产生或发展起来的。植物常规育种中的主要问题是：(1)选种周期太长，至少需7-8年，若远缘杂交则需时间更长，加速育种进程是全世界育种家的渴望；(2)难以利用野生资源，遗传基础狭窄，充分利用野生近缘植物资源中的有益基因是培育突破性品种的重要途径。现有育种技术(包括花药培养和基因工程)，尚不能较理想地解决这些问题。

本发明的目的是针对解决上述现有技术中的问题，提供一种能够高效利用野生近缘植物资源、大幅度地缩短植物育种工作的时间、缩小所占空间、同时也为分子标记育种技术的实用化和充分利用创造重要提前的一年多代的植物快速育种技术。

本发明的目的是按照下述技术方案实现的：

本发明的技术流程如下：

a、选择适龄幼胚进行离体萌发：

所有幼胚均在无菌条件下在培养基上进行离体萌发；培养温度在23-28℃，每天光照8-14小时；所用培养基见附表1，培养棉花时去掉激素；

b、利用分子标记在苗期进行选择：

对于回交育种，选用简便的分子标记，对于杂交育种，用QTL或AFLP标记；

c、运用理化手段，调控植株发育，加速个体发育进程，即进行理化调控处理；

d、进一步杂交、回交或自交：

即进入下一轮，在杂交或回交的同时，根据工作进程，适时自交，以便获得所要的纯合个体。

所述的理化调控处理按以下步骤实施或选择以下步骤中的任一组合：

(1)对萌发苗进行处理  对于小麦，离体培养3天后，置于4-8℃条件下绿体春化20-25天；其它作物萌发后在原培养条件下继续培养20-25天，但光照时间减至每天8-10小时；

(2)利用KT溶液浸根  对于小麦、水稻、玉米禾本科植物，移栽前用KT溶液浸根8小时；

(3)利用硝态氮作为幼苗生长的唯一氮源  移栽土为草炭土或蛭石，或前二者与壤土的混合；移栽后浇施硝态氮为唯一氮源的营养液(详见附表2)，生长于温室；