利用輪選修復(fù)提高玉米單倍體雄花自然加倍率的育種方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用輪選修復(fù)提高玉米單倍體雄花自然加倍率的育種方法，屬于玉米育種方法領(lǐng)域。本發(fā)明方法公開了組建優(yōu)良基礎(chǔ)群體，然后用誘導(dǎo)系產(chǎn)生單倍體，加倍獲得DH系；再選擇性狀互補(bǔ)、散粉能力強(qiáng)的DH系雜交組配成新一輪群體，通過(guò)輪回選擇不斷提高單倍體雄花自然加倍率的育種方法。本發(fā)明方法可使玉米單倍體雄花自然加倍率顯著提高，第4輪自然加倍率最高可達(dá)90％以上；其次，本發(fā)明方法克服了單倍體育種技術(shù)瓶頸，可使DH系的選育效率比現(xiàn)在提升百倍以上；本發(fā)明方法還具有無(wú)毒、快捷、高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，完全擺脫現(xiàn)有的劇毒、繁瑣、低效的人工加倍方法；此外，本發(fā)明方法中每輪所選出的優(yōu)良DH系中還可直接進(jìn)入商業(yè)化育種程序。
【專利說(shuō)明】
利用輪選修復(fù)提高玉米單倍體雄花自然加倍率的育種方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于玉米育種方法領(lǐng)域，具體設(shè)及到一種利用輪回選擇方法遺傳修復(fù)提高 玉米單倍體雄花自然加倍率的育種方法
【背景技術(shù)】
[0002] 二十一世紀(jì)初，單倍體快速純合、分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因 Ξ大育種技術(shù)逐步得 到世界各國(guó)玉米育種家的公認(rèn)，并迅速得到全面應(yīng)用。尤其雙單倍體育種技術(shù)因具有耗時(shí) 短、成本低、純合程度高等常規(guī)系譜法無(wú)法比擬的突出優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)發(fā)展最為迅速，并廣泛 應(yīng)用于商業(yè)化育種，促進(jìn)了我國(guó)玉米育種的跨越式發(fā)展。
[0003] 目前，通過(guò)規(guī)?；T導(dǎo)批量獲得十萬(wàn)玉米誘導(dǎo)單倍體巧粒已非難事，技術(shù)上已經(jīng) 相當(dāng)成熟。但是，對(duì)獲得的誘導(dǎo)單倍體巧粒實(shí)施規(guī)?；颖?，批量獲得雙單倍體系(Double 化ploid，簡(jiǎn)稱為DH)則是最大的技術(shù)"瓶頸"，還沒有很好的解決方法。
[0004] 單倍體加倍方法主要有自然加倍和人工加倍兩種途徑。利用秋水仙素等化學(xué)藥劑 處理根或芽(分生組織)等人工加倍方法，即使技術(shù)熟練者對(duì)個(gè)別容易加倍的玉米單倍體材 料進(jìn)行加倍，獲得的加倍率也僅達(dá)30%左右。但是人工加倍方法存在W下問題:首先是沒有 理想的加倍藥劑，低毒化學(xué)藥劑作用效果差，難W達(dá)到理想的加倍效果;秋水仙素加倍效果 雖好，但屬于劇毒嚴(yán)控藥劑，對(duì)人畜毒性大，人體接觸易引起細(xì)胞惡變，且對(duì)環(huán)境污染大，處 理過(guò)程造成的幼苗死亡率很高；其次，方法復(fù)雜，操作水平要求極高；此外，人工加倍成本 高。自然加倍方法是依靠單倍體本身的遺傳調(diào)節(jié)能力，在自然條件下恢復(fù)雄花育性，自然狀 態(tài)下大多材料雄花自然加倍率極低，雄花自然加倍率在1%~10%之間，加倍率主要受基因 型和環(huán)境影響（Chase,Proc Iowa Acad Sci.1949.56:1 13-115;Becke;rt,in Biotechnology in Agriculture and Forestry，1994,pp.201-213.Springer)。
[0005] 玉米單倍體因?yàn)閮H具有單套染色體，不能完成減數(shù)分裂過(guò)程而導(dǎo)致不育，但玉米 具有非常強(qiáng)的自然適應(yīng)能力與遺傳調(diào)整修復(fù)能力，表現(xiàn)在孕性上則是一定比例的雌穗可結(jié) 實(shí)能力與雄穗可散正?；ǚ勰芰?。通常雌穗結(jié)實(shí)比例可達(dá)80% W上，但雄穗可散正常花粉 率極低，不同遺傳材料在0~10%之間，如果雄穗加倍率是零(該類材料通常約占30%的比 例），那么，單倍體加倍環(huán)節(jié)W前兩年的基礎(chǔ)材料組建及雜交誘導(dǎo)工作將前功盡棄。因此，提 高雄花自然加倍率是高效進(jìn)行單倍體育種的技術(shù)關(guān)鍵。
[0006] 經(jīng)檢索，沒有發(fā)現(xiàn)無(wú)毒而又高效的提高玉米誘導(dǎo)單倍體雄花自然加倍率的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明人在研究誘導(dǎo)玉米單倍體加倍的過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)通過(guò)輪回選擇可W遺傳 修復(fù)并提高誘導(dǎo)單倍體的雄花自然加倍率，本發(fā)明是在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上完成的。本發(fā)明 目的在于提供利用輪選修復(fù)提高玉米單倍體雄花自然加倍率的育種方法。利用本發(fā)明方法 可打破目前玉米單倍體加倍的技術(shù)瓶頸，省去最繁瑣、最耗資、最耗時(shí)的人工加倍環(huán)節(jié)，依 靠簡(jiǎn)捷高效的田間自然加倍就可跨越式的提高單倍體技術(shù)選育自交系的效率，從而通過(guò)提 高單倍體雄花自然加倍率來(lái)提高選育雙單倍體系的效率，即本發(fā)明方法可高效、無(wú)毒、快速 地進(jìn)行玉米DH系的選育。
[0008] 本發(fā)明另一目的在于提供利用上述方法獲得的玉米DH系提高其他玉米材料的單 倍體雄花自然加倍率的方法。
[0009] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0010] 本發(fā)明利用輪選修復(fù)提高玉米單倍體雄花自然加倍率的育種方法，該方法W先提 高單倍體雄花自然加倍率為中屯、，通過(guò)先創(chuàng)制出高自然加倍特性DH育種材料，然后W其為 親本雜交組群，再經(jīng)DH技術(shù)輪回選擇(可連續(xù)多輪進(jìn)行)育成農(nóng)藝性狀優(yōu)異和雄花自然加倍 率局的DH自義系;具體步驟如下：
[0011] (l)w優(yōu)良基礎(chǔ)材料A為母本，W單倍體誘導(dǎo)系B為父本進(jìn)行雜交，收獲Fi代巧粒； 在Fi代巧粒中，通過(guò)標(biāo)記性狀選擇準(zhǔn)單倍體巧粒，剔除非單倍體巧粒;所述的標(biāo)記性狀是指 巧粒的胚乳糊粉層紫色、胚芽無(wú)色；
[0012] (2)在田間播種步驟（1)所得的準(zhǔn)單倍體巧?；蛞圃砸堰M(jìn)行過(guò)加倍處理的準(zhǔn)單倍 體幼苗于田間;在抽穗期前，根據(jù)形態(tài)特征剔除雜株、劣株;在開花散粉期選擇農(nóng)藝性狀好、 且具有較多花藥散粉的的單株自交，收獲得第一輪DH系(Double化ploid，雙單倍體，簡(jiǎn)稱 為DH)種子；
[OOU] (3)種植步驟(2)所得的DH系，根據(jù)田間性狀綜合表現(xiàn)選擇2個(gè)或2個(gè)W上農(nóng)藝性狀 優(yōu)良、且優(yōu)缺點(diǎn)性狀互補(bǔ)的DH系進(jìn)行雜交，獲得的雜交組合即為組建的第二輪群體C;
[0014] (4)種植群體C，重復(fù)步驟（1)~（3)l-n次，逐輪提升單倍體雄花自然加倍率，獲得 相應(yīng)的雄花自然加倍率高的二輪DH系(DH2)、Ξ輪DH系(冊(cè)3)、或η輪DH系化r)等。
[0015] 利用上述方法中所得的DH系作為親本之一，組配雜交種。
[0016] 上述方法步驟（1)中所述的優(yōu)良基礎(chǔ)材料A是指農(nóng)藝性狀好的雜合材料，如單交 種、Ξ交種、雙交種、頂交種、農(nóng)家種及人工綜合種等。
[0017] 上述方法步驟（1)中所述的單倍體誘導(dǎo)系B是指具有雜交誘導(dǎo)母本孤雌生殖的玉 米材料。如吉高誘系列的吉高誘系3號(hào)、吉高誘系31號(hào)、RWS、農(nóng)大高誘系列的農(nóng)大高誘1號(hào)、 農(nóng)大高誘5號(hào)或其他誘導(dǎo)系等。
[0018] 所述的吉高誘系3號(hào)已在專利申請(qǐng)《一種利用雜交誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)材料選育玉米新 品種的方法》（申請(qǐng)?zhí)枮?2006100808324)和在《玉米高頻率單倍生殖誘導(dǎo)系吉高誘系3號(hào)的 選育》(才卓等.玉米科學(xué)2007,15(1): 1-4)中公開。吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院承諾自本申請(qǐng)之日起 20年內(nèi)向公眾提供吉高誘系3號(hào)(Zea mays L.)材料。
[0019] 所述的吉高誘系31號(hào)已于2010年6月3日保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中屯、，保藏編 號(hào)為CCTCC NO.P201008。
[0020] 所述的農(nóng)大高誘1號(hào)、農(nóng)大高誘5號(hào)等可由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得。
[0021] 所述的RWS可自霍恩海姆大學(xué)獲得。
[0022] 上述方法步驟（1)中所述的標(biāo)記性狀是指化va jo標(biāo)記，所述的化va jo標(biāo)記是指胚 乳糊粉層為紫色、胚芽無(wú)色的即為單倍體巧粒。糊粉層與胚芽均為紫色或無(wú)色的為雜交二 倍體巧粒。應(yīng)用紫色莖桿誘導(dǎo)系時(shí)，紫色莖桿標(biāo)記是作為苗期單倍體植株鑒別的重要依據(jù)， 凡紫色莖桿株砍除。
[0023] 上述方法步驟(2)中所述的形態(tài)特征是指葉片較少、狹窄、直立，偶爾出現(xiàn)白斑;植 株瘦弱，生長(zhǎng)緩慢，鏡檢細(xì)胞較小的植株均為單倍體。玉米單倍體是二倍體植株高度的 70%，株高鑒定是鑒定單倍體植株最快速的方法，但植株生長(zhǎng)勢(shì)介于單倍體植株和雜交植 株之間、葉片葉銷綠色是單倍體自然加倍形成的二倍體植株化DH系），自交后即可成自交 系。葉片葉銷紫色、植株瘦弱則是來(lái)自誘導(dǎo)系的單倍體植株。凡幼苗葉銷、葉片為紫色(來(lái)源 紫色植株誘導(dǎo)系），植株粗大高壯者均不是單倍體，予W田間淘汰;還需要根據(jù)幼苗的生長(zhǎng) 發(fā)育速度、株高、葉片長(zhǎng)度、葉色W及葉片夾角等判斷。
[0024] 上述方法步驟(2)或步驟(4)及后續(xù)各輪中均可獲得DH系，所得的DH系中可直接選 擇綜合性狀優(yōu)異、一般配合力高的DH系作為商業(yè)自交系應(yīng)用于育種。
[0025] 上述方法步驟（3)中所述的群體C可W是不同組合組成的多個(gè)不同的群；如群體 Cl、群體C2、群體C3、---或群體Cn等。所述的群體C盡可能聚留群體A的所有優(yōu)良性狀，淘 汰劣性基因。
[0026] 上述方法中步驟（2)中所述的單倍體誘導(dǎo)系B在各輪誘導(dǎo)中均作為工具材料(父 本），群體A、群體C(C1、C2、一-、Cn)或群體D(D1、D2、--、Dn)分別作為選系基礎(chǔ)群體(母本）。
[0027] 上述方法步驟(3)中所述的雜交的方法為人工輔助授粉，或采用隔離區(qū)自然授粉 等。
[0028] 所述的人工輔助授粉包括將父本和母本分別種植成小區(qū)，在母本抽絲前將雌穗套 袋;在父本散粉期，取父本花粉為母本授粉；
[0029] 所述的自然授粉包括選擇合適的隔離區(qū)，4~6行母本相間種植1行父本，在母本散 粉前，將母本植株全部人工去雄，借助自然力完成授粉;其中所述的隔離區(qū)為試驗(yàn)地周圍 200米W內(nèi)無(wú)其他玉米種植。
[0030] 本發(fā)明還提供了利用上述方法獲得的雄花自然加倍率高的玉米DH系改良同一雜 種優(yōu)勢(shì)類群中雄花自然加倍率低的遺傳材料的方法，包括將上述雄花自然加倍率高的DH系 或DH系雜交組合作為親本之一，與同一雜種優(yōu)勢(shì)類群的其它雄花自然加倍率低的遺傳材料 雜交，再W所得的雜交后代作為基礎(chǔ)群體，利用上述方法步驟（1)~(4)逐輪提升單倍體雄 花自然加倍率，育成雄花自然加倍率高，綜合性狀優(yōu)異的雜種優(yōu)勢(shì)類群血緣純合的DH系;所 述的遺傳材料是指自交系、雜交種、育種中間材料或綜合群體等。
[0031] 所述的雜種優(yōu)勢(shì)群是指本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的瑞德、BSS群、NSS群、塘群、旅群或 衣阿華馬齒群等。
[0032] 本發(fā)明還提供了利用上述雄花自然加倍率高的DH系改良其它雄花自然加倍率低 的玉米雜種優(yōu)勢(shì)群的方法，包括W上述方法中所得的雄花自然加倍率高的DH系或DH系組合 為親本(或選其高自然加倍率位目標(biāo)性狀，進(jìn)行回交組建基礎(chǔ)群體），與其他雜種優(yōu)勢(shì)群的 遺傳材料雜交，再W所得雜交后代作為基礎(chǔ)群體，利用上述方法步驟(1)~(4)，逐輪提高單 倍體雄花自然加倍率，育成雄花自然加倍率高，綜合性狀優(yōu)異的新DH系。通過(guò)此方法，將其 高自然加倍特性回交導(dǎo)入到各遺傳類群骨干自交系，形成不同雜尤類群核屯、商業(yè)化育種種 質(zhì)。
[0033] 所述的其他玉米雜種優(yōu)勢(shì)群是指本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的瑞德、BSS群、NSS群、塘 群、旅群或衣阿華馬齒群等。
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：（1)本發(fā)明方法可使玉米 單倍體雄花自然加倍率顯著提高，一般組合最初幾輪雄花自然加倍率在原有基礎(chǔ)群體基礎(chǔ) 上可提高1倍W上，第4輪自然加倍率最高可達(dá)90% w上，結(jié)實(shí)穗率可達(dá)70% w上。（2)隨著 DH輪選代數(shù)的增加，其雄花自然加倍率逐步得到改良，可形成基于自然加倍方法的單倍體 規(guī)?；N技術(shù)體系，選育DH系的效率比現(xiàn)有單倍體育種技術(shù)上提升百倍W上。（3)本發(fā)明 方法具有無(wú)毒、快捷、高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，完全擺脫現(xiàn)有的劇毒、繁瑣、低效的人工加倍方法， 具有操作簡(jiǎn)單，無(wú)毒高效的優(yōu)勢(shì)，避免生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生人身傷害，可應(yīng)用于規(guī)?；疍H系創(chuàng) 審IJ，納入商業(yè)化育種流程。（4)本發(fā)明方法中每輪所選出的優(yōu)良DH系中均可選擇部分綜合性 狀優(yōu)良、配合力高的優(yōu)秀DH自交系直接進(jìn)入商業(yè)化育種程序。（5)本發(fā)明方法的每輪選擇過(guò) 程中，可選用幾個(gè)不同血緣類群的常用骨干高配合力自交系作為測(cè)驗(yàn)系，對(duì)每輪入選的綜 合性狀突出DH自交系進(jìn)行測(cè)交，可隨時(shí)選出農(nóng)藝性狀好、配合力高的DH系和相應(yīng)的測(cè)交組 合，即雜交種。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下述實(shí)施例中，如無(wú)特殊說(shuō)明均為玉米育種領(lǐng)域所使用的常規(guī)技術(shù)。下述實(shí)施例 中，基礎(chǔ)群體A為先玉335,是生產(chǎn)上大面積推廣品種，可從敦煌種業(yè)先鋒良種有限公司等商 業(yè)途徑獲得;所用的單倍體誘導(dǎo)系B為吉高誘系3號(hào)，由吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育，具有子粒 化vajo標(biāo)記性狀明顯、穩(wěn)定，花粉量大、結(jié)實(shí)性好、抗病性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，平均誘導(dǎo)率是10.4%。 吉高誘系3號(hào)已在《玉米高頻率單倍生殖誘導(dǎo)系吉高誘系3號(hào)的選育》（才卓等.玉米科學(xué) 2007，15( 1): 1-4)中公開，公眾可從吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲得(見有關(guān)提供生物材料聲明），吉 高誘系3號(hào)的所有者吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院承諾自本申請(qǐng)之日起二十年內(nèi)向公眾提供吉高誘系 3號(hào)(Zea mays L.)的生物材料。
[0036] 實(shí)施例1、通過(guò)輪回選擇方法選擇雄花自然加倍率高的DH系的選育方法
[0037] 按照如下方法進(jìn)行：
[0038] (1)、玉米單倍體巧粒的誘導(dǎo)
[0039] 2006年在吉林省公主嶺市，W先玉335作為基礎(chǔ)群體A(母本）；W作為單倍體誘導(dǎo) 系B的吉高誘系3號(hào)（來(lái)自吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）為父本雜交，收獲得Fi代巧粒，根據(jù)navajo遺 傳標(biāo)記逐粒挑選，選擇具有胚芽無(wú)色、巧粒糊粉層頂端(巧粒冠頂)紫色、胚近Ξ角形的為準(zhǔn) 單倍體巧粒。
[0040] (2)、在田間種植并根據(jù)形態(tài)特征對(duì)單倍體植株進(jìn)行篩選
[0041] 將步驟（1)所得的準(zhǔn)單倍體巧粒種植于單倍體規(guī)模化育種圃場(chǎng)，種植密度為 105000株/公頃，精細(xì)田間管理，確保幼苗健康生長(zhǎng)。抽穗期前根據(jù)形態(tài)特征，及時(shí)去除具有 植株高壯和誘導(dǎo)標(biāo)記特征(葉銷和葉片為紫色）的雜株。
[0042] (3)、單倍體植株的自然加倍與授粉
[0043] 對(duì)于步驟(2)確定的單倍體植株，在散粉期前每個(gè)雌穗花絲抽出前套白色紙袋，并 要每日觀察其散粉情況，發(fā)現(xiàn)有明顯花粉的花藥外露植株，小屯、集取花粉，精細(xì)自交授粉， 更換綠色紙袋。綠色紙袋與單倍體總株數(shù)百分比值用于計(jì)算加倍率指標(biāo)1;
[0044] 雄花加倍率％ =綠色紙袋數(shù)/單倍體總株數(shù)X 100。
[0045] (4)、雙單倍體巧粒(DH系）的收獲與保存
[0046] 自交果穗成熟或授粉35天左右，注意觀察巧粒動(dòng)態(tài)，及時(shí)收獲，防止巧粒開裂或腐 爛。小屯、單穗收獲，避免巧粒丟失。干燥后仔細(xì)脫粒，妥善保管。收獲時(shí)統(tǒng)計(jì)收獲到種子的植 株數(shù)，W收獲到種子的植株與單倍體總株數(shù)的百分比值用來(lái)計(jì)算加倍率指標(biāo)2;
[0047] 果穗獲得加倍率％ =收獲穗數(shù)/單倍體總株數(shù)X 100。
[0048] (5 )、雙單倍體植株的鑒定和繁殖
[0049] 將獲得的雙單倍體巧粒按單穗分行種植，田間精細(xì)管理，確保植株長(zhǎng)勢(shì)整齊，在拔 節(jié)期、開花期前根據(jù)植株形態(tài)特征判斷剔除雜株、淘汰劣行和不純合DH系。對(duì)選留的植株、 穗行自交授粉，收獲期再次根據(jù)果穗形態(tài)特征判斷剔除雜株、淘汰劣行和不純合DH系后按 單行收獲脫巧粒，即為第一輪DH系種子。
[0050] (6)、DH系的鑒選和雜交
[0051] 將上季擴(kuò)繁收獲的DH系種子，種植于田間，每份材料種一行，觀察其長(zhǎng)勢(shì)及有關(guān)農(nóng) 藝性狀，開花期要及時(shí)套袋自交留種；同時(shí)，根據(jù)兩年表現(xiàn)，有針對(duì)性地選擇2個(gè)W上符合當(dāng) 地育種目標(biāo)性狀的優(yōu)良DH系(缺點(diǎn)能夠互相彌補(bǔ))再雜交，組成群體C(群體Ci、C2、C3,); 對(duì)非常優(yōu)異的DH穗行，可選擇合適的測(cè)驗(yàn)種雜交測(cè)配，進(jìn)入組合育種程序。
[0052] (7)、二輪選擇
[00對(duì)將上季收獲的D曲弟妹系雜交群體種子(群體打心心，---)分別種植于田間，重復(fù) 上述步驟(1)至步驟(5)，即可獲得二輪DH系(或稱DH2)。
[0054] (8)、ミ輪DH系選擇、四輪DH系選擇
[0055] 將步驟(7)所得的DH系重復(fù)上述步驟（1)至步驟(5)，即可獲得更新一輪的DH系，即 Ξ輪DH系(或稱畑3)。
[0056] 結(jié)果(見表1)最初兩輪大部分重組群體的加倍率可W達(dá)到原基礎(chǔ)群體的加倍率的 2倍，Ξ輪DH系優(yōu)良組合可達(dá)到90 % W上，自交結(jié)實(shí)率甚至超過(guò)65 %，運(yùn)些自然加倍率高的 群體同時(shí)也因經(jīng)過(guò)2輪全基因組配子體選擇，淘汰了有害、劣性基因，聚合了較多優(yōu)良基因， 具有了較多的優(yōu)良農(nóng)藝性狀和生態(tài)適應(yīng)性。
[0057] 由此可見，通過(guò)本發(fā)明方法獲得的玉米群體的單倍體雄花自然加倍率大大提高， 達(dá)到甚至超過(guò)化學(xué)加倍的效果(化學(xué)加倍方法的加倍率在10%~30% )。所W，此方法可為 育種實(shí)踐提供優(yōu)良的高自然加倍率的基礎(chǔ)群體，從而減少高毒低效的化學(xué)加倍方法的使 用，實(shí)現(xiàn)單倍體育種的規(guī)?；こ袒秃?jiǎn)單化。
[0058] 表1.本發(fā)明利用輪回選擇提高單倍體雄花自然加倍率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0化9]
[0060] 注:X1132X為先玉335參加區(qū)試時(shí)的代號(hào)，即XI 13^(和先玉335是同一品種的兩個(gè) 不同名稱
[0061 ]實(shí)施例2、雄花自然加倍率高的遺傳材料(DH系）的應(yīng)用試驗(yàn)
[0062] (一）、材料來(lái)源:選用雄花自然加倍率高的07先335-58-2*07先335-128與自然加 倍率低的自交系四287為試驗(yàn)材料;07先335-58-2*07先335-128為利用本發(fā)明方法產(chǎn)出獲 得的DH2系，四287為吉林省農(nóng)科院育成的自交系，全國(guó)主要育種單位均有。
[0063] (二）、試驗(yàn)設(shè)計(jì)：高雄花自然加倍率DH2與低自然加倍率自交系雜交，組建基礎(chǔ)群 體;次代用吉高誘3號(hào)誘導(dǎo)系進(jìn)行雜交誘導(dǎo)，獲得單倍體巧粒;再通過(guò)種植單倍體巧粒，開花 期標(biāo)記散粉株，自交授粉，獲得單倍體自然加倍率數(shù)據(jù)，驗(yàn)證高自然加倍率材料改良低自然 加倍率材料的效果。
[0064] (S)、試驗(yàn)方法：
[0(?日](1)、基礎(chǔ)群體的組建
[0066] 2014年在公主嶺W經(jīng)過(guò)輪回遺傳修復(fù)改良所獲得的雄花自然加倍率高的二環(huán)DH 系07先335-58-2*07先335-128為母本（自然加倍率果穗獲得率31.26% )，W自然加倍率低 的自交系四287為父本(兩年平均自然加倍散粉株率4.67%、果穗獲得率0.91%)，組配出Fi 代雜交巧粒作為基礎(chǔ)群體A1。
[0067] 表2.不同雄花自然加倍率遺傳材料雜交試驗(yàn)結(jié)果 [006引
[0069] (2)、玉米單倍體巧粒的獲得
[0070] W由步驟（1)獲得的基礎(chǔ)群體A1為母本;按實(shí)施例1的步驟（1)~（5)操作，獲得單 倍體巧粒1437粒，花期標(biāo)記散粉株333株，散粉率23.17 %，經(jīng)自然加倍DH系205穗，獲得DH果 穗率14.27%。結(jié)果(見表2)驗(yàn)證了 W雄花自然加倍率高的材料作為親本組群可W大幅度提 高單倍體自然加倍率及DH系獲得率。
[0071] 對(duì)于從事本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，可W 做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾(包括基礎(chǔ)材料的選擇、操作步驟的優(yōu)化等），運(yùn)些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視 為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 利用輪選修復(fù)提高玉米單倍體雄花自然加倍率的育種方法，其特征在于具體步驟如 下： (1) 以優(yōu)良基礎(chǔ)材料A為母本，以單倍體誘導(dǎo)系B為父本進(jìn)行雜交，收獲F1R籽粒;在F1R 籽粒中，通過(guò)標(biāo)記性狀選擇準(zhǔn)單倍體籽粒，剔除非單倍體籽粒;所述的標(biāo)記性狀是指籽粒的 胚乳糊粉層紫色、胚芽無(wú)色； (2) 在田間播種步驟（1)所得的準(zhǔn)單倍體籽?；蛞圃砸堰M(jìn)行過(guò)加倍處理的準(zhǔn)單倍體幼 苗于田間；在抽穗期前，根據(jù)形態(tài)特征剔除雜株、劣株;在開花散粉期選擇農(nóng)藝性狀好、且具 有較多花藥散粉的的單株自交，收獲得第一輪DH系種子； (3) 種植步驟(2)所得的DH系，根據(jù)田間性狀綜合表現(xiàn)選擇2個(gè)或2個(gè)以上農(nóng)藝性狀優(yōu) 良、且優(yōu)缺點(diǎn)性狀互補(bǔ)的DH系進(jìn)行雜交，獲得的雜交組合即為組建的第二輪群體C; (4) 種植群體C，重復(fù)步驟（1)~（3)l-n次，逐輪提升單倍體雄花自然加倍率，獲得相應(yīng) 的雄花自然加倍率高的二輪DH系(DH 2 )、三輪DH系(DH3 )、或η輪DH系(DHn)。2. 利用權(quán)利要求1所述方法中所得的DH系作為親本之一，組配雜交種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其步驟(1)中所述的優(yōu)良基礎(chǔ)材料A是指 單交種、三交種、雙交種、頂交種、農(nóng)家種及人工綜合種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其步驟(1)中所述的單倍體誘導(dǎo)系B是指 吉高誘系3號(hào)、吉高誘系31號(hào)、RWS、農(nóng)大高誘1號(hào)或農(nóng)大高誘5號(hào)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其步驟（1)中所述的標(biāo)記性狀是指 Nava jo標(biāo)記，所述的Nava jo標(biāo)記是指胚乳糊粉層為紫色、胚芽無(wú)色的即為單倍體籽粒。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其步驟(2)中所述的形態(tài)特征是指葉片 較少、狹窄、直立，偶爾出現(xiàn)白斑;植株瘦弱，生長(zhǎng)緩慢，鏡檢細(xì)胞較小的植株均為單倍體。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其步驟(3)中所述的群體C是不同組合組 成的多個(gè)不同的群。8. 利用權(quán)利要求1所述的方法獲得的雄花自然加倍率高的玉米DH系改良同一雜種優(yōu)勢(shì) 類群中雄花自然加倍率低的遺傳材料的方法，其特征在于將權(quán)利要求1方法所得的雄花自 然加倍率高的DH系或DH系雜交組合作為親本之一，與同一雜種優(yōu)勢(shì)類群的其它雄花自然加 倍率低的遺傳材料雜交，再以所得的雜交后代作為基礎(chǔ)群體，利用權(quán)利要求1所述方法步驟 (1)~(4)逐輪提升單倍體雄花自然加倍率，育成雄花自然加倍率高，綜合性狀優(yōu)異的雜種 優(yōu)勢(shì)類群血緣純合的DH系;所述的遺傳材料是指自交系、雜交種、育種中間材料或綜合群體 等。9. 利用權(quán)利要求1所述的方法獲得的雄花自然加倍率高的DH系改良雄花自然加倍率低 的其他玉米雜種優(yōu)勢(shì)群的方法，其特征在于以權(quán)利要求1中所述的方法中所得的雄花自然 加倍率高的DH系或DH系組合為親本，與其他雜種優(yōu)勢(shì)群的遺傳材料雜交，再以所得雜交后 代作為基礎(chǔ)群體，利用權(quán)利要求1所述方法步驟（1)~（4)，逐輪提高單倍體雄花自然加倍 率，育成雄花自然加倍率高，綜合性狀優(yōu)異的新DH系。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于所述的雜種優(yōu)勢(shì)群是指瑞德、BSS群、 NSS群、塘群、旅群或衣阿華馬齒群等。
【文檔編號(hào)】A01H1/02GK105918107SQ201610280480
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】才卓, 徐國(guó)良, 代玉仙, 任軍, 李淑華, 于明彥, 劉小丹, 郭琦, 李月英, 王麗娜, 張銘堂
【申請(qǐng)人】吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 吉林吉農(nóng)高新技術(shù)發(fā)展股份有限公司