[发明专利]一种聚合多个玉米单向杂交不亲和基因的方法

说明书

本发明公开了一种聚合多个玉米单向杂交不亲和基因的方法，本发明针对多个不同的单向异交不亲和基因聚合困难，解决单一Ga‑S基因在用作隔离工具被异交结实的风险。本发明的特征是利用Ga‑S基因的F1具有亲和性，通过对F1的授粉，后代自交且辅助于紧密连锁的分子标记选择，聚合Ga1‑S和Ga2‑S。本发明为玉米制种生产过程中利用单向杂交不亲和基因进行生殖隔离减少异交风险，进一步促进生产上利用单向杂交不亲和基因进行不同类型玉米的生殖隔离，节省大量的人力、物力、财力。

技术领域

本发明属于作物新种质创制领域。具体涉及一种聚合多个玉米单向杂交不亲和基因的方法。

背景技术

玉米是典型的异花授粉作物，通常情况下，即可接受自身的花粉，也可接受其它玉米的花粉而结实。然而，在自然界中有一些类型的玉米却打破了这一规律：它们只接受相同种类玉米的花粉，不接受非同种类玉米的花粉，同时，它们也可以给绝大多数非同种类玉米授粉结实。这种现象我们称之为玉米的单向异交不亲和性。由于它与玉米雌雄配子的传递有关，所以将控制这种现象的基因称之为Gametophyte factor，即单向杂交不亲和Ga基因。

最早自然界中的Ga基因只存在于爆裂玉米、极少数中美洲玉米及玉米的祖先大刍草中，而绝大多数马齿型和硬粒型栽培玉米都不带有Ga基因。因此生产上可以利用回交转育的方法将Ga基因转育到普通栽培玉米中去，使其成为不同品种玉米之间的生物学隔离工具，在玉米杂交制种隔离、特用玉米生产隔离及转基因玉米生产隔离等环节起着重要的作用。

目前，尽管有多个Ga基因被发现，但只有3个由于其近乎100%的单向异交不亲和性而被人们所重视，它们分别是Ga1-S、Ga2-S以及Tcb1-S，三者之间是相互不亲和的。随后的研究表明，普通栽培玉米中存在少数材料，分别能够穿透Ga1-S、Ga2-S以及Tcb1-S的不亲和性，这种类型材料的存在，限制了单一Ga基因在玉米生产上的应用潜力，将不同Ga-S基因聚合在同一材料中，可以解决这一问题。然而，由于Ga1-S和Ga2-S之间相互是不亲和的，即两者相互杂交是不结实的，如何聚合Ga1-S和Ga2-S两个位点于一体是极其困难和前所未有的事情。

发明内容

本发明旨在针对多个不同的单向异交不亲和基因聚合困难，解决单一Ga-S基因在用作隔离工具被异交结实的风险。本发明的特征是利用Ga-S基因的F1具有亲和性，通过对F1的授粉，后代自交且辅助于紧密连锁的分子标记选择，聚合Ga1-S和Ga2-S。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先分别利用普通自交系（郑58等）构建Ga1-S和Ga2-S材料的F1，然后通过三种方法进行杂交处理，一是两个F1相互杂交，二是用Ga1-S的F1与带有Ga2-S的材料杂交，三是用Ga2-S的F1与带有Ga1-S的材料杂交。杂交之后获得的后代通过相应的Ga1-S和Ga2-S的分子标记筛选出同时具有Ga1-S和Ga2-S双杂合的单株，然后自交，自交之后的植株继续用分子标记筛选出Ga1-S和Ga2-S双纯合的单株，随后对该单株进行连续多代自交，每代自交过程中，分别利用普通自交系，Ga1-S和Ga2-S自交系进行不亲和鉴定筛选都不结实的单株。最后经过连续多代自交和选择，产生的一个Ga1-S和Ga2-S双纯合、性状整齐一致的玉米自交系。

附图说明

图1为创制Ga1-S和Ga2-S双杂合品系的培育过程。

图2为利用Ga1-S标记筛ID4选出第3代中杂合Ga1-S的单株，其中泳道1-21为被筛选的单株，泳道22、23、24分别为郑58、511L和SDGa25。

图3为利用Ga2-S标记SG2筛选出第3代中杂合Ga2-S的单株，其中泳道1-21为被筛选的单株，泳道22、23、24分别为郑58、SDGa25和511L。

图4为利用Ga1-S标记ID4筛选出第4代中纯合Ga1-S的单株，其中泳道1-21为被筛选的单株，泳道22、23、24分别为郑58、511L和SDGa25。