[发明专利]一种利用玉米单倍体育种进行一步成系的方法

说明书

技术领域

本发明涉及玉米遗传育种领域，具体涉及一种获得玉米加倍单倍体的方法。

背景技术

杂交种是玉米利用杂种优势的形式，玉米育种过程中通过选育玉米自交系进而组配杂交种达到利用杂种优势的目的。玉米自交系的培育须经过多代的自交和选择，通常选育玉米自交系需要连续自交多代多年才能在遗传上接近纯合，需要消耗大量的人力、物力和财力。如何缩短育种进程、提高育种效率是育种家一直追求的目标。玉米单倍体是配子体无融合生殖的产物,包括孤雄生殖和孤雌生殖两大类。对获得的单倍体进行加倍，只需要一个世代就可以获得纯和二倍体，大大缩短了育种时间。

现代玉米单倍体育种广泛使用高频孤雌生殖诱导系作父本，与普通玉米材料杂交，杂交当代果穗上即可获得一定比例的由母本孤雌生殖发育而来的籽粒。目前，通常认为这些由母本孤雌生殖发育所得籽粒的胚为单倍体，由其长成的植株一般具有叶片上冲长势弱、高度不育等特点，需要经过种植进行自然或化学加倍才能获得加倍单倍体（Doubled Haploid）即DH系，加倍当代一般果穗小、自交结实率低；为了进一步利用该DH系进行育种，还需要至少一代的自交扩繁。而如果早期的田间植株具有长势良好的二倍体表型，就会被认为是杂交种而直接去除。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用玉米单倍体育种进行一步成系的方法，具体为一种获得玉米加倍单倍体的方法，包括如下步骤：以玉米A为父本、玉米B为母本进行杂交，从获得的F1代中选择由母本孤雌生殖发育而来的、且发生了自然加倍的籽粒或植株即所述玉米加倍单倍体。

在上述方法中，所述玉米A为玉米孤雌生殖诱导系，具体可为农大高诱1号或农大高诱5号；

所述玉米B为玉米杂交种或玉米自交系，具体可为郑单958、郑58、昌7-2、87-1、4F1、齐319、BY815、许178、B73或丹598。

在上述方法中，所述从获得的F1代中选择由母本孤雌生殖发育而来的、且发生了自然加倍的籽粒或植株的方法包括如下步骤：

从获得的F1代中选择具有二倍体表型、但不具有杂种优势表型和单倍体表型的籽粒和/或植株，以及胚不具有父本特征性状的籽粒且不具有父本特征性状的植株。所述父本特征性状为所述母本不具有的性状或基因。

在上述方法中，所述杂种优势表型表现为株高和穗位高均大于所述父本和所述母本；所述二倍体表型表现为株高和穗位高与所述父本和/或所述母本无显著差异；所述单倍体表型表现为叶片上冲、窄小，株高和穗位高都显著低于所述父本和/或所述母本。

在上述方法中，所述F1代中具有二倍体表型植株的散粉率、自交结实粒数、自交结实率、穗粗和穗长均高于具有单倍体表型植株。

本发明还提供一种玉米自交系选育的方法，包括从上述任一所述方法获得的玉米加倍单倍体的自交1代中选择具有目标性状的纯系获得玉米自交系。

本发明保护任一所述方法及其获得的玉米加倍单倍体或玉米自交系在玉米育种中的应用。所述玉米育种包括选育玉米纯系选择、配制玉米杂交组合、种子生产等步骤。

实验证明，由母本孤雌生殖发育所得籽粒的胚及由其长成的植株不全都为单倍体，有的为加倍单倍体，具有正常二倍体的表型、但不具有杂种优势、单倍体表型和父本特征性状，其散粉率、自交结实数、穗粗和穗长均高于具有单倍体表型植株，且自交后代表型一致。本发明方法得到的加倍单倍体可作为玉米自交系直接进入玉米育种环节，免去了以往只选择F1代单倍体表型植株由于其结实能力差而进行加代繁种的步骤，可一步成系，具有高效、低毒、投入成本低、等优点。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中所用的玉米自交系的信息如下：

郑58：张发林.玉米优良自交系郑58的育成和应用.作物杂志.2001,(4).

昌7-2：崔俊明.玉米自交系昌7-2.玉米科学.2010年第三期.

87-1和丹598：刘文国.78599系列自交系在吉林省玉米育种中的优缺点及对策.吉林农业科学.2003，28(1):18-19.

齐319：叶金才.育成我国首例对玉米南方锈病免疫系齐319.中国农业科学.2000年第4期.

许178：毛克举.玉米自交系许178背景的综3染色体单片段代换系的构建.河南农业大学学报.2013年第1期.