一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法。本發(fā)明公開的一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法，包括如下步驟：（1）將待處理苜蓿原材料進(jìn)行冷等離子體處理，得到冷等離子體處理后的材料；（2）從冷等離子體處理后的材料中選育具有目標(biāo)性狀的苜蓿。本發(fā)明公開的一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法突破了傳統(tǒng)育種低水平重復(fù)、同質(zhì)化嚴(yán)重和轉(zhuǎn)基因育種潛在危險(xiǎn)，以及太空育種經(jīng)濟(jì)投入巨大的缺點(diǎn)，可以縮短育種周期，在育種方法和手段上具有先進(jìn)性。
【專利說明】一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)育種在過去的幾十年確實(shí)有很大的成就，但由于育種時(shí)間過長、效率較低等局限性，僅憑經(jīng)驗(yàn)、比較盲目，導(dǎo)致低水平重復(fù)、同質(zhì)化嚴(yán)重，目前傳統(tǒng)育種遇到很大瓶頸，甚至停滯。要想在育種方面有更高的成就，就一定要依靠現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。但是，目前具有突破性的轉(zhuǎn)基因育種方法在全球范圍內(nèi)引起了激烈的爭論，認(rèn)為轉(zhuǎn)基因作物具有極大的潛在危險(xiǎn)，可能會(huì)對(duì)人類健康和人類生存環(huán)境造成威脅。隨著空間技術(shù)的發(fā)展，利用太空特殊的環(huán)境條件對(duì)植物種子產(chǎn)生的誘變來進(jìn)行良種選育成為一種新興的育種方法，然而太空育種是人工誘變育種的一種新方法，所有人工誘變的發(fā)生均是隨機(jī)的，目前還做不到定向誘變，太空育種的成功率隨著物種的不同也會(huì)有很大差別，并且太空育種的成本相當(dāng)高，不是一般單位和個(gè)人能夠承擔(dān)的。
[0003]在這種情況下，如何找到一種既能突破傳統(tǒng)生物育種低水平重復(fù)操作，又不改變基因性狀、安全環(huán)保的育種手段， 成為當(dāng)務(wù)之急。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法。
[0005]本發(fā)明提供的一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法，包括如下步驟:
[0006](I)將待處理苜蓿原材料進(jìn)行冷等離子體處理，得到冷等離子體處理后的材料；
[0007](2)從冷等離子體處理后的材料中選育具有目標(biāo)性狀的苜蓿。
[0008]上述方法中，所述冷等離子體處理的條件為:以氦氣為工作介質(zhì)，在真空封閉環(huán)境中，1-500W的處理功率下對(duì)苜蓿原材料進(jìn)行15-20s的非電離幅射處理。
[0009]上述任一所述的方法中，所述目標(biāo)性狀為如下中的至少一種:與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，苜蓿種子發(fā)芽能力提高、苜蓿株高提高、苜蓿產(chǎn)量提高和苜蓿制種廣量提聞;
[0010]所述處理功率為10-400W，具體為10-300W。
[0011]上述任一所述的方法中，所述處理功率為10-400W，處理時(shí)間為15-20S時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿種子發(fā)芽能力提高和/或苜蓿的株高提
高和/或苜蓿的產(chǎn)量提高和/或苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
[0012]上述任一所述的方法中，所述處理功率為10-300W，處理時(shí)間為15-20s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿種子發(fā)芽能力提高和/或苜蓿的株高提
高和/或苜蓿的產(chǎn)量提高和/或苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
[0013]上述任一所述的方法中，所述處理功率為10-200W，處理時(shí)間為15-18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
[0014]上述任一所述的方法中，所述處理功率為10-160W，處理時(shí)間為15-18s，或處理功率為100-300W，處理時(shí)間為18-20s，或處理功率為100-200W，處理時(shí)間為18s，或處理功率為100-160W，處理時(shí)間為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
[0015]上述任一所述的方法中，所述處理功率為20W，處理時(shí)間為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿種子發(fā)芽能力提高；
[0016]所述處理功率為80W，處理時(shí)間為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比I，處理后的首猜的株聞提聞；
[0017]所述處理功率為20W，處理時(shí)間為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相t匕，處理后的苜蓿的產(chǎn)量提高；
[0018]所述理功率分別為100W、160W或200W，處理時(shí)間均為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同
一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
[0019]上述步驟(2)中所述從冷等離子體處理后的材料中選育具有目標(biāo)性狀的苜蓿的方法可為現(xiàn)有技術(shù)，如對(duì)所述冷等離子體處理后的材料進(jìn)行加代繁殖，并利用DNA分子標(biāo)記技術(shù)和同工酶鑒定選育具有目標(biāo)性狀的穩(wěn)定的自交系；將具有目標(biāo)性狀的穩(wěn)定的自交系再進(jìn)行自交提純復(fù)壯，最終得到所述具有目標(biāo)性狀的苜蓿。
[0020]上述任一所述的方法中，所述苜蓿種子發(fā)芽能力為苜蓿種子發(fā)芽勢和/或發(fā)芽率；
[0021]所述苜蓿產(chǎn)量體現(xiàn)為干草增產(chǎn)率和/或鮮草增產(chǎn)率；
[0022] 所述苜蓿制種產(chǎn)量體現(xiàn)為結(jié)莢個(gè)數(shù)；
[0023]所述苜蓿原材料為苜蓿的種子。
[0024]上述任一所述的方法在苜蓿育種中的應(yīng)用也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025]本發(fā)明提供的一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0026]1、冷等離子體處理功率人為可控，通過反復(fù)試驗(yàn)可以找到某種苜蓿種子某一特定性狀的處理功率，能更好地滿足選育苜蓿優(yōu)良品種的需求，克服了傳統(tǒng)的育種手段時(shí)間長、目標(biāo)盲目性、育種質(zhì)量低、育種成本高的弊端，在育種手段上具有創(chuàng)新性。
[0027]2、利用冷等離子技術(shù)處理自交系種子能夠激發(fā)種子活力，實(shí)現(xiàn)促長、抗逆效果，育成的苜蓿種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率增加，抗逆性增強(qiáng)，產(chǎn)量增加，品質(zhì)改善，填補(bǔ)了農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域中非電離幅射技術(shù)在育種上應(yīng)用的空白。
[0028]3、無污染，耗能低、低碳，基因組DNA序列不發(fā)生變化，通過基因表達(dá)發(fā)生的改變誘發(fā)苜蓿當(dāng)代性狀發(fā)生變化，克服了轉(zhuǎn)基因作物潛在的危險(xiǎn)，不會(huì)對(duì)人類健康和人類生存環(huán)境造成威脅。
[0029]4、本方法再通過分子標(biāo)記和同工酶鑒定等輔助加代選育，進(jìn)一步縮短育種周期，加快育種速度，并能選育出更為優(yōu)良的苜蓿新品種。
[0030]本發(fā)明提供的方法突破了傳統(tǒng)育種低水平重復(fù)、同質(zhì)化嚴(yán)重和轉(zhuǎn)基因育種潛在危險(xiǎn)，以及太空育種經(jīng)濟(jì)投入巨大的缺點(diǎn)，可以縮短育種周期，在育種方法和手段上具有先進(jìn)性。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。[0032]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0033]中苜I號(hào)紫花苜蓿于2003年在寧夏通過審定，審定(登記)編號(hào):寧審苜2003006，公眾可從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得。
[0034]中苜2號(hào)紫花苜蓿于2003年12月經(jīng)全國牧草品種審定委員會(huì)的審定，登記為育成品種，公眾可從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得。
[0035]中苜3號(hào)紫花苜蓿登記日期為2006年12月13日，品種登記號(hào)為321，公眾可從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得。
[0036]中苜6號(hào)紫花苜蓿于2010年6月12日通過全國草品種審定委員會(huì)的品種審定，登記成為育成新品種，品種證書登記號(hào)為422，公眾可從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得。
[0037]赤草I號(hào)雜花苜蓿登記日期為2006年12月13日，品種登記號(hào)為322，公眾可從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得。
[0038]游客紫花苜蓿登記日期為2006年12月13日，品種登記號(hào)為323，公眾可從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得。
[0039]賽迪5、賽迪7、賽迪10、三得利、德寶、賽特、皇后等品種在中國農(nóng)業(yè)出版社出版的文獻(xiàn)“苜?？茖W(xué)生產(chǎn)技術(shù)解決方案” 一書中公開過，公眾可從市場購買得到。
[0040]實(shí)施例1、一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法
[0041]利用冷等離子體處理的苜蓿育種方法，可以得到產(chǎn)量高，品質(zhì)好，營養(yǎng)豐富，適口性好，具有抗寒、耐旱、耐鹽堿，抗逆性強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)、再生力強(qiáng)，適應(yīng)性廣泛等性狀特點(diǎn)的苜蓿新品種，具體包括如下步驟:
[0042]一、搜集符合選育目標(biāo)的`育種材料作為重點(diǎn)選育對(duì)象
[0043]具體的育種材料為中苜I號(hào)紫花苜蓿、中苜2號(hào)紫花苜蓿、中苜3號(hào)紫花苜蓿、中苜6號(hào)紫花苜蓿、赤草I號(hào)雜花苜蓿、游客紫花苜蓿，以及賽迪5、賽迪7、賽迪10、三得利、德寶、賽特、皇后等苜蓿品種的種子。
[0044]二、將步驟一選定的苜蓿品種的種子置于冷等離子體處理機(jī)內(nèi)，運(yùn)用高能量的物質(zhì)聚集態(tài)，在1-500W的處理功率下對(duì)苜蓿的育種材料(苜蓿的種子)進(jìn)行15-20秒的非電離幅射處理，處理的必要條件是以氦氣為工作介質(zhì)，在真空封閉環(huán)境中進(jìn)行。
[0045]三、將冷等離子體處理的育種材料在低溫干燥條件下保存，以待適時(shí)播種。
[0046]四、與未經(jīng)過任何處理的、步驟一選定的相應(yīng)的苜蓿品種的同一批種子進(jìn)行培養(yǎng)得到的苜蓿(對(duì)照)相比，經(jīng)過冷等離子體處理的種子進(jìn)行培養(yǎng)得到的苜蓿實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)親本材料的提純復(fù)壯、產(chǎn)量提高、制種產(chǎn)量增加、品質(zhì)改善和抗逆性增強(qiáng)。
[0047](一)冷等離子體處理對(duì)苜蓿種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響如表1所示。
[0048]表1不同冷等離子體處理?xiàng)l件下苜蓿種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種冷等離子體處理的苜蓿育種方法，包括如下步驟: (1)將待處理苜蓿原材料進(jìn)行冷等離子體處理，得到冷等離子體處理后的材料； (2)從冷等離子體處理后的材料中選育具有目標(biāo)性狀的苜蓿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述冷等離子體處理的條件為:以氦氣為工作介質(zhì)，在真空封閉環(huán)境中，1-500W的處理功率下對(duì)苜蓿原材料進(jìn)行15-20S的非電離幅射處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述目標(biāo)性狀為如下中的至少一種:與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，苜蓿種子發(fā)芽能力提高、苜蓿株高提高、苜蓿產(chǎn)量提聞和首猜制種廣量提聞; 所述處理功率為10-400W，具體為10-300W。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于:所述處理功率為10-400W，處理時(shí)間為15-20S時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿種子發(fā)芽能力提高和/或苜蓿的株高提高和/或苜蓿的產(chǎn)量提高和/或苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的方法，其特征在于:所述處理功率為10-300W，處理時(shí)間為15-20S時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿種子發(fā)芽能力提高和/或苜蓿的株高提高和/或苜蓿的產(chǎn)量提高和/或苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的方法，其特征在于:所述處理功率為10-200W，處理時(shí)間為15-18S時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的方法，其特征在于:所述處理功率為10-160W，處理時(shí)間為15-18s，或處理功率為100-300W，處理時(shí)間為18_20s，或處理功率為100-200W，處理時(shí)間為18s，或處理功率為100-160W，處理時(shí)間為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征在于:所述處理功率為20W，處理時(shí)間為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿種子發(fā)芽能力提高； 所述處理功率為80W，處理時(shí)間為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的首猜的株聞提聞； 所述處理功率為20W，處理時(shí)間為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的首猜的廣量提聞； 所述理功率分別為100W、160W或200W，處理時(shí)間均為18s時(shí)，與未經(jīng)任何處理的同一批苜蓿原材料相比，處理后的苜蓿的制種產(chǎn)量增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的方法，其特征在于:所述苜蓿種子發(fā)芽能力為苜蓿種子發(fā)芽勢和/或發(fā)芽率； 所述苜蓿產(chǎn)量體現(xiàn)為干草增產(chǎn)率和/或鮮草增產(chǎn)率； 所述苜蓿制種產(chǎn)量體現(xiàn)為結(jié)莢個(gè)數(shù)； 所述苜蓿原材料為苜蓿的種子。
10.權(quán) 利要求1-9任一所述的方法在苜蓿育種中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A01G7/06GK103718848SQ201410020247
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】王德成, 邵長勇, 王光輝, 劉亮東, 尤泳, 吳煥民, 馮金奎, 賀長彬, 梁方, 白陽, 張曉明, 馬曉剛, 余永 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)