[发明专利]一种获得耐盐大麦加倍单倍体的复合育种方法

说明书

一种获得耐盐大麦加倍单倍体的复合育种方法，通过1)物理诱变及种植，获得有利变异；2)小孢子培养，在小孢子时期对诱变材料进行正常培养，不进行耐盐处理；3)再生培养；4)人工气候室筛选；5)大田筛选，快速获得耐盐性状稳定遗传的大麦纯合加倍单倍体再生植株，变异效率高，所控性状遗传稳定性高，综合性状优良，苗期生物量和成熟期单株籽粒产量表现均显著超过原始品种；为禾本科作物培育耐盐新品种开拓了新途径。

技术领域

本发明属于大麦育种技术领域，具体涉及一种利用物理诱变结合小孢子培养获得耐盐大麦加倍单倍体的复合育种方法。

背景技术

随着气候变迁、灌溉和化肥的大量使用，全球土壤盐渍化面积逐年上升。根据联合国的估计，到2050年，世界粮食供应必须增加70％(在发展中国家几乎是100％)才能养活全球90多亿人口。

目前，全球超过8亿公顷的土地受到盐碱化的影响，约占整个陆地面积的7％。我国盐渍土总面积约有9.87×10⁷hm²，占世界盐碱地面积的10％左右。盐胁迫可抑制作物生长速度，降低分蘖、分枝数量，甚至致死，最终影响作物产量，已经成为制约我国农作物生长与产量的主要非生物限制因素。因此，创制和选育耐盐作物品种是高效利用盐渍化土壤的最有效途径。

迄今为止，培育耐盐品种的方法主要有杂交育种、基因工程育种、诱变育种和细胞工程育种。传统的杂交育种核心是杂种优势，但是杂种优势主要存在于F₁代，由于孟德尔分离的规律，从第二代开始就明显下降，且作物耐盐很大程度上受到隐性基因控制，筛选需要在高世代进行，这将需要更长的时间，甚至6-10代才能获得纯合的耐盐种质材料。基因工程育种可能会引起生态危机，需要考虑到转基因生物的安全性，且技术操作难度高。诱变育种能够在短时间内提高突变率并获得优异的突变类型，相比化学诱变方法，物理诱变的变异频率高，变异范围广，变异类型多，可以打破性状连锁遗传等，但是突变后选择稳定纯合的材料限制了其应用。

如何快速获得耐盐性稳定、纯合的种质材料，仍是育种中亟待解决的难题之一。

大麦(Hordeum vulgare L.)是继小麦、水稻和玉米之后的世界第四大重要禾谷类作物，被认为是研究小孢子培养高频再生技术的优良模式作物。

陆瑞菊等(源于小孢子培养的大麦耐盐变异体获取，植物生理学报,2012,48(11)：1069-1078)报道了关于源于小孢子培养的大麦耐盐变异体获取方法，但该文献公开的内容中，在小孢子时期即进行了盐胁迫培养，小孢子时期对胁迫响应非常敏感，影响了后续再生加倍单倍体植株的获得效率且后期表型鉴定中种植方式和盐胁迫处理浓度单一，该研究无法快速有效筛选获得耐盐变异体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种获得耐盐大麦加倍单倍体的复合育种方法，通过物理诱变结合小孢子培养的方法等，变异效率高，所控性状遗传稳定性高，综合性状优良，快速获得耐盐性状稳定遗传的大麦纯合加倍单倍体再生植株，为禾本科作物培育耐盐新品种开拓了新途径。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种获得耐盐大麦加倍单倍体的复合育种方法，包括以下步骤：

1)物理诱变及种植

选取大小均匀、籽粒饱满的大麦干种子，用⁶⁰Coγ-射线辐照，辐射剂量率为1Gy·min^-1，剂量为300-500Gy；

将辐照后的干种子进行催芽，发芽后挑选整齐一致的幼苗进行土培移苗，待诱变种子的幼苗生长至开花早期，取小孢子发育处于单核靠边期的小穗，4℃-5℃低温处理2-4周，收集小孢子；

2)小孢子培养