[发明专利]一种小麦赤霉病抗病育种方法

摘要

本发明公开了一种小麦赤霉病抗病育种方法，该育种方法的步骤包括（1）筛选小麦赤霉病高抗资源和育种主干亲本；（2）鉴定赤霉病粗毒素筛选压；（3）将赤霉病高抗资源和育种主干亲本杂交，获得F1杂交种；（4）F1杂交种花培获得单倍体植株；（5）单倍体植株继代壮根；（6）单倍体植株浸根加倍；（7）花培苗单株收种获得花培家系，进一步农艺性状、赤霉病抗性筛选获得小麦赤霉病抗性品系。本发明的小麦赤霉病抗病育种方法大大加快了小麦赤霉病抗病育种速度，显著缩短赤霉病抗病育种周期，3年即可实现赤霉病抗性育种，具有重要的产业价值。

主权项

一种小麦赤霉病抗病育种方法，其特征在于，该育种方法的步骤如下：（1）筛选小麦赤霉病高抗资源和育种主干亲本：在小麦赤霉病重灾区采用多年多点法小区种植小麦资源，调查小麦资源库各材料赤霉病发病率，选取发病率低于0.5%且抗性稳定的小麦品种或家系作为小麦赤霉病高抗资源；选择小麦赤霉病抗性不足但农艺性状优良的地方主栽品种作为育种主干亲本；正季种植小麦赤霉病高抗资源和育种主干亲本；（2）鉴定赤霉病粗毒素筛选压：选取步骤（1）种植的赤霉病高抗资源和育种主干的花药分别进行花药诱导培养获得花药愈伤，在分化培养基中加入梯度浓度的粗毒素提取液，然后将赤霉病高抗资源和育种主干亲本的花药愈伤转移到该分化培养基中进行分化培养，筛选赤霉病高抗资源和育种主干亲本花药愈伤分化率均为0.75%～1.5%的分化培养基添加的粗毒素浓度水平，将二者的平均值的粗毒素水平确定为赤霉病粗毒素筛选压；（3）将赤霉病高抗资源和育种主干亲本杂交，获得F1杂交种：将步骤（1）正季种植的赤霉病高抗资源和育种主干亲本杂交，获得F1杂交种；（4）F1杂交种花培获得单倍体植株：F1杂交种正季播种种植，选取健壮主穗花药进行花药诱导培养，获得花药愈伤组织，并挑选直径0.5～0.8cm的花药愈伤接种于添加了赤霉病粗毒素筛选压的分化培养基中分化培养，获得单倍体植株；（5）单倍体植株继代壮根：待单倍体植株苗长至3‑5cm之后转接于生根培养基进行继代壮根，15d后可观察到单倍体植株生长出旺盛的白色根系，打开封口膜炼苗；（6）单倍体植株浸根加倍：将壮根并炼苗后的小麦单倍体植株取出，洗净根部培养基残留，剪去部分根须，留根长度2～3cm，用添加了2%二甲基亚砜+0.5‰秋水仙碱溶液浸泡根系，25℃条件下处理24h，处理结束后再用清水将药液冲洗干净，然后将植株移栽到温室中，遮阴5～7d后常规栽培管理；（7）花培苗单株收种获得花培家系，进一步农艺性状、赤霉病抗性筛选获得小麦赤霉病抗性品系：温室种植小麦花培苗，单株收种获得赤霉病抗性得到改良的小麦赤霉病新家系，不同花培家系进一步大田播种，农艺性状、赤霉病抗性筛选获得农艺形状良好且赤霉病抗性得到改良的小麦新品系；所述步骤（2）和步骤（4）中小麦花药诱导培养的过程如下：（a）花药取材与低温预处理：花培材料常规大田种植，4月中下旬小麦孕穗期时于每日9 点～11点取材小孢子发育处于单核晚期的主茎穗的中部小穗，剥掉旗叶外其他叶子，75%酒精擦拭表面后插入盛少许纯净水的烧杯中，用黑色塑料袋套住杯子，放入4℃冰箱低温预处理3～5d；（b）花药接种：预处理后取出材料，用75%酒精消毒幼穗表面，然后放进超净工作台，从旗叶中拨出麦穗放入灭菌过的消毒盒中，倒入1‰升汞溶液至幼穗浸没，期间不时晃动瓶子，保证幼穗与消毒液浸泡均匀，消毒10min后，将幼穗用无菌水冲洗3～4次，用消毒后的镊子夹取幼穗中部小穗两边的花药，最后用消毒过的剪刀剪开花药上部，抖药法接种花药于小麦花药诱导培养基上；（c）诱导培养：将小麦花药诱导培养基置于24～26℃的黑暗环境中诱导愈伤组织，30～ 40天后在花药的边缘出现白‑淡黄色的无定型细胞团，即小麦花药愈伤组织；所述步骤（b）和（c）中的小麦花药诱导培养基为改良癸培养基，其配方为：NH4NO3 200mg/L，KNO3 1400mg/L，KH2PO4 500mg/L，CaCl2 150mg/L，MgSO4∙7H2O 100mg/L，Na2‑EDTA 37.25mg/L，FeSO4∙7H2O 27.85mg/L，MnSO4∙4H2O 4.0mg/L，ZnSO4∙7H2O 2.0mg/L，生物素2.0mg/L，H3BO3 1.5mg/L，KI 1.0mg/ L，CaSO4∙5H2O 0.1mg/L，CoCl2∙6H2O 0.2mg/L，甘氨酸 2.0mg/L，维生素B1 1.0mg/L，维生素 B6 0.5mg/L，烟酸 0.5mg/L，肌醇 100mg/L，KT 1.5mg/L，IAA 0.5mg/L，丝氨酸 0.25mg/L，谷氨酰胺 5.0mg/L，水解酪蛋白 0.4g/L，植物血凝素 3.5mg/L，AgNO3 5.0mg/L，幼穗提取液 25mg/L，琼脂 7g/L，麦芽糖 90g/L，pH值为5.8；所述幼穗提取液的获取方法为：将小麦幼穗洗净后称取30g，切成碎片，加入100ml蒸馏水，煮沸20min，用4～6层纱布过滤静置，待沉淀后取上清液；所述步骤（2）和（4）中粗毒素的制备方法为：大田剪取赤霉病发病麦穗，带回实验室‑20℃下保存，提取时取出麦穗，搅碎器打碎，称取10g样品于150mL锥形瓶中，加入50mL84%乙腈水溶液，均质器混匀3分钟后过滤，滤液过MycoSep 226多功能净化柱，取4mL净化液于50℃水浴中氮吹至近干，以甲醇‑10mmol/L乙酸铵溶液体积比1:1溶解，混匀并定容至1mL，过0.22μm MICRO PES聚醚砜膜后，‑20℃保存备用；所述步骤（2）和（4）中的分化培养基的配方为：C17+蔗糖30g/L+琼脂5.5g/L+AgNO31.5mg/L+山梨醇80mol/L+NAA 0.15mg/L+KT 1.5mg/L+ABA 0.1mg/L，pH值为5.8；所述步骤（5）中的生根培养基的配方为：1/2MS基本培养基+多效唑3.0g/L，pH值为5.8。