[发明专利]一种培育高结实性异源四倍体玉米的方法有效

专利信息
申请号: 201911155389.6 申请日: 2019-11-22
公开(公告)号: CN110972930B 公开(公告)日: 2022-04-22
发明(设计)人: 唐祈林;温小冬;赵艳丽;穆罕默德·扎法尔·伊克巴尔;李影正;严旭;吴子洲;李杨;李晓锋;何如钰;张萍;周阳;何建美;阿米尔·阿里·阿布罗 申请(专利权)人: 四川农业大学
主分类号: A01H1/02 分类号: A01H1/02;A01H1/04
代理公司: 北京安度修典专利代理事务所(特殊普通合伙) 11424 代理人: 胡长远
地址: 611130 四川省成都市温*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 培育 结实 异源四倍体 玉米 方法
【说明书】:

本发明公开了一种培育高结实性异源四倍体玉米的方法,属于玉米远缘杂交技术领域。本发明主要是以异源多倍体玉米BF7(保藏编号为:CGMCC No.18176)为母本,以同源四倍体玉米为父本杂交;然后在后代中对染色体总数和所含玉米、四倍体多年生类玉米、以及易位染色体数、且结实率高的材料进行选株自交,最终育成高结实性的异源四倍体玉米。本发明方法培育的异源四倍体玉米结实性高,克服了以前的近异源四倍体玉米结实率低的缺点,可使玉米与四倍体多年生类玉米之间的染色体交换重组更加充分多样,将其优良基因导入到玉米中变得更加简单、高效,为扩大玉米遗传种质基础、进而培育突破性品种提供了一个良好基础。

技术领域

本发明属于玉米远缘杂交育种方法领域,具体涉及一种培育高结实性异 源四倍体玉米的方法。

背景技术

玉米是粮饲兼用作物,也是重要的工业原料。随着人口增加和人们生活 水平的提高、以及畜牧业的发展,对玉米的需求也急剧增加。提高单产是提 高玉米产量的主要途径,但是由于现有玉米种质存在遗传基础狭窄等问题, 限制了突破性玉米品种的培育。因此,拓宽和创制新的玉米种质资源是培育 高产品种的关键。

四倍体多年生类玉米(或称为大刍草,Zea perennis L.)和摩擦禾 (Tripsacumdactyloides L.)等玉米近缘野生属种在长期的进化过程中形 成了各种不同的优良特性。大刍草具有耐冻、耐冷、耐湿和抗病等特点,如 对玉米大、小斑病有很强的抗性,还具有抗逆性强和适应性广等优点。摩擦 禾具有良好的抗病虫性,如抗玉米根螟和玉米螠管蚜,抗锈病、抗玉米大斑 病;摩擦禾还具有抗寒、抗旱、耐盐碱等优良特性;此外,摩擦禾还具有籽粒营养丰富,蛋白质含量高,消化率高等优点。玉米近缘野生属种的这些优 良特性可用于拓宽玉米的种质基础,但是由于亲缘关系较远,存在生殖隔离 等原因,它们和玉米杂交后存在不能结实、杂交后代不育或者育性极低等问 题,使玉米近缘野生属种的有益基因难以导入到玉米材料中。

MTF-1(Tripsazea creammaize T.,2n=76)是四川农业大学以引自美国的 同源四倍体玉米(Zea mays L.,4n=40)和四倍体鸭茅状摩擦禾(或称指状摩 擦禾,Tripsacumdactyloides L.,2n=72)之间的属间杂种F1为母本,以四倍体 多年生类玉米(Zeaperennis,2n=40)为父本杂交而获得的玉米异源六倍体; MTF-1的染色体数为76,是一个包含全套玉米染色体组(20条)、鸭茅状摩 擦禾染色体组(36条)和四倍体多年生类玉米染色体组(20条)的属间杂种, 是一个自然界不存在的新物种。MTF-1具有雌性可育的特性,以玉米(Zea mays L.)、大刍草(Zea perennis L.)或摩擦禾(Tripsacum dactyloides L.)为父本给 MTF-1授粉都可产生结实后代。利用此特性,以MTF-1为桥梁材料,可将大 刍草或摩擦禾中的有益基因转移到玉米中。但是由于MTF-1存在多年生、分 蘖多等野生特性,其应用受到较大限制。目前,MTF-1主要用于培育多年生、 分蘖多且无性繁殖的饲草玉米品种(CN103609428A,CN103548674A),难以直 接在玉米育种中应用。

专利申请《一种培育近异源四倍体玉米材料的方法》(CN107148910A) 公开了一种利用MTF-1培育近异源四倍体玉米的方法,利用该方法培育的近 异源四倍体玉米材料花粉育性高,为将玉米近缘属种中的有益基因导入到玉 米材料中创造了很好的条件。但是利用该近异源四倍体玉米杂交产生的后代 存在生长不协调、结实率低、甚至花期不遇而无法自交结实,无法保证后代 数量和有效保存有益种质等问题。因此,后代结实率低已成为将玉米近缘属 种优良性状向玉米材料中转移或在玉米育种中应用的主要障碍。

发明内容

针对目前与玉米近异源四倍体玉米杂交所得杂交后代存在结实率低等问 题,本发明目的在于提出一种培育高结实性异源四倍体玉米的方法,用以提 高异源四倍体玉米及其后代的结实率,为将玉米近缘野生属种中的优良基因 导入到玉米材料,进而为扩大玉米种质的遗传基础提供一种有效手段。

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