[发明专利]在后代中固定农作物杂交种的杂种优势的方法

说明书

本发明涉及农业领域，特别涉及选择方法。 

依靠无性繁殖的方式固定宿根稻杂种优势的方法是已知的(例如，参见F.Hu，P.Xu，J.Li，J.Zhou，E.Sacks，Z.Li，D.Tao，“Rice heterosis fixing by means of vegetative propagation from Oryza longistaminata”//摘要，第四届国际杂交水稻研讨会，2002年，第95页)，该方法包括转移稻的野生亲缘物种中与根形成相关的基因(例如，来自长雄蕊野生稻(orisa longistominata)，其中这些基因位于第三和第四染色体，分别与基因座CSR16和RM119相关联)。 

一种固定杂种优势效果的方法是已知的(例如，参见Bennett J.，Xuezhi Bi，Kathiresan，Chaudhury A.，Ivahova A.，Payne T.，Dennis L.和Khush G，“Molecular tools for achieving synthetic apomixes for hybrid rice”//摘要，第四届国际杂交水稻研讨会，2002年，第12页)，其中该方法包括通过转移来自其他物种，包括玉米、高粱和小麦等稻的亲缘物种的单性生殖相关基因使杂交种转变为单性生殖。 

已知另一种固定杂种优势效果的方法(例如，参见V.Krishnasamy，2002)，其中该方法包括产生杂交种的人工种子。此处人工种子是指体细胞胚的使用，其中生长调节剂、营养物质和抗生素的混合物作为该胚的胚乳。 

上述方法的不足之处在于，为了固定杂种优势效果，它们提倡完整保留初代杂交种的基因复合体，包括在后代有性生殖的情况下导致生殖隔离(segregation)的致死和半致死基因。这些方法的主要目的均在于将杂交种转变为无性繁殖或者单性生殖；此外，上述方法均未被实施。 

已知一种在后代中固定杂交种的杂种优势的方法，该方法可被考虑为本发明的原型，其详述于专利2453253，A01K67/00，A01K67/04，2000年7月27日公开，公告第21期(第2部分)，该方法包括产生纯合的样本，用完全纯合的样本进行回交(于植物而言，即用花药培养获得的双单倍体进行回交)以除去杂种优势的 杂交种基因型中的致死或半致死基因。 

该方法的缺点是，归因于双单倍体样本与初代样本(即，其花粉被用于繁育双单倍体植物种群的杂种优势的杂交种植株)之间5-6代回交的复杂性。为了回交，必须要在多个正常生命周期内保持杂交种的生存能力；例如，水稻的生长期是3到5个月，然后植株死亡。为了消除致死和半致死基因并保留带来杂种优势的补偿性基因复合体(CGC)，必须产生双单倍体样本与其花粉被用于繁育双单倍体的杂种优势的杂交种初代植株之间的杂交种。产生双单倍体的过程需要许多时间，约7个月；初代植株的生长周期已经完成，且植株非常衰弱。双单倍体在衰弱的亲本植株上进行的杂交导致非常低的结种率(seed set)和杂交种子的生存能力，并且这一流程还将重复5-6次。 

本发明的目的在于提高保留杂交种中的补偿性基因复合体(CGC)并且从杂种基因型中消除在后代中导致减产的半致死、致死基因以及无效基因这一过程的效率。 

技术效果在于，以杂种优势的杂交种为基础，产生具有类似产率的高生产力品种。 

当使用该方法时，上述技术效果通过在后代中固定杂交种的杂种优势的方法来实现，该方法包括：通过花药培养产生纯合的植株以消除杂种优势的杂交种基因型中的致死和半致死基因，根据本发明，在不同基因型的双单倍体品系之间进行杂交以恢复杂交种的CGC，其中杂交过程仅涉及最具生产力的双单倍体品系，且双单倍体品系之间的差异根据一系列的形态学、生理学、和生化性质、分子标记物(SSR，SNP等)、遗传体系对样本生产力的贡献等方式，以及所有提到的方式的细合来进行评估。 

赋予初代杂交种高生产力的最佳基因和因此不同样本之间双单倍体的交换和产生过程中分布的CGC的恢复，被作为不同双单倍体品系之间(而非与初代杂交株之间)的杂交结果而联合起来。这就使得育种过程避开了(在其多个正常生命周期中)维持初代杂交种的植物生存能力这一长期、非常艰难的过程，并避免了涉及其后代繁殖的问题。 

杂交过程中仅使用具有最高生产力的双单倍体品系，这允许了在培养基的培 养阶段能淘汰保有或获得致死、半致死和亚致死基因的样本，并因此提供了对初代杂交种基因型更为有效的清理。