一种单倍体玉米加倍的组合物和单倍体玉米加倍的方法

摘要

本发明提供了一种单倍体玉米加倍的组合物和单倍体玉米加倍的方法，涉及单倍体育种技术领域。包括：炔苯酰草胺、二甲基亚砜、吐温80和噻酮；所述炔苯酰草胺的浓度为80μmol/L；所述二甲基亚砜的质量百分含量为1％；所述吐温80的质量百分含量为0.05％；所述噻酮的质量百分含量为0.05％。将本发明提供的组合物对单倍体玉米进行加倍，加倍率可达15％以上，最高达到45％。

说明书

技术领域

本发明涉及单倍体育种技术领域，特别是涉及一种单倍体玉米加倍的组合物和单倍体玉米加倍的方法。

背景技术

利用单倍体技术选育玉米自交系具有时间短，纯合度高等优势。单倍体育种技术在单倍体诱导阶段较为简单些，但在加倍阶段则存在一些问题，比如如果采用自然加倍，则加倍率过低，应用意义较小。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种单倍体玉米加倍的组合物和单倍体玉米加倍的方法，提高了加倍效果。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种单倍体玉米加倍的组合物，所述组合物以水为溶剂，包括：炔苯酰草胺、二甲基亚砜、吐温80和噻酮；

所述炔苯酰草胺的浓度为80μmol/L；

所述二甲基亚砜的质量百分含量为1％；

所述吐温80的质量百分含量为0.05％；

所述噻酮的质量百分含量为0.05％。

本发明还提供了一种单倍体玉米加倍的方法，包括以下步骤：

当单倍体玉米生长至2～3片展开叶时，对单倍体玉米滴心和灌根上述技术方案所述的组合物。

优选的，所述滴心的用量为1ml。

优选的，所述灌根的用量为4ml。

优选的，所述灌根包括：在距离单倍体玉米根部2cm处的地面打孔，将所述组合物置于孔中。

优选的，所述孔的直径为0.5cm，所述孔的深度为5cm。

本发明的有益效果为：

将本发明提供的组合物对单倍体玉米进行加倍，加倍率可达15％以上，最高达到45％。

具体实施方式

本发明提供了一种单倍体玉米加倍的组合物，所述组合物以水为溶剂，包括：炔苯酰草胺、二甲基亚砜、吐温80和噻酮；所述炔苯酰草胺的浓度为80μmol/L；所述二甲基亚砜的质量百分含量为1％；所述吐温80的质量百分含量为0.05％；所述噻酮的质量百分含量为0.05％。在本发明中，所述炔苯酰草胺具有加倍作用，所述二甲基亚砜为有机溶剂，所述吐温80和噻酮作为辅助试剂，毒性低，增强了炔苯酰草胺的渗透和附着能力，增加了单倍体玉米的吸收效果，提高了加倍效果。

本发明还提供了一种单倍体玉米加倍的方法，包括以下步骤：当单倍体玉米生长至2～3片展开叶时，对单倍体玉米滴心和灌根上述技术方案所述的组合物。在本发明中，所述滴心的用量优选为1ml。在本发明中，，所述灌根的用量优选为4ml。在本发明中，所述滴心和灌根同时进行，增加加倍起作用的时间，所述滴心和灌根的用量过少没有效果，过多会造成毒害甚至造成幼苗死亡。在本发明中，所述灌根优选包括：在距离单倍体玉米根部2cm处的地面打孔，将所述组合物置于孔中。在本发明中，所述孔的直径优选为0.5cm，所述孔的深度优选为5cm。本发明对所述单倍体玉米没有特殊限定，玉米为单倍体即可。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)选择诱导系

采用cau5和自育自交系邯诱1号诱导系间杂交种做为诱导材料，(邯诱1号为自育系，是通过CAU5和H7杂交后代选育而成，H7是邯丰79的母本)诱导系间杂交种做为诱导材料具有花粉量大，植株高大，易于做父本，进行规模化诱导。

(2)诱导单倍体籽粒

用被诱导材料做母本，诱导系间杂交种做父本，杂交获得果穗。母本父本的种植，方式有两种：第一种，母本和父本可以采用单独种植，花期时母本进行套袋，通过人工采集父本授粉的，与母本花丝进行授粉，以获得单倍体诱导材料果穗。第二种，父母本种植采用玉米制种的种植形式，按照父母本1:4，或其他比例进行种植，并适当将父本隔3天分3期左右种植，花期时母本提前去掉雄穗，采用自然授粉的方式进行授粉，后期获得大量单倍体诱导材料果穗。

(3)挑选单倍体籽粒

诱导材料果穗上的籽粒中含有3种情况：胚和胚乳均不显色，此种籽粒为混杂非诱导材料花粉，为无效籽粒。籽粒胚乳和胚均显色，一般为紫黑色，均显色的为诱导不成功籽粒，为无效籽粒。籽粒胚乳显色，胚不显色，此种籽粒为有效籽粒。然后再将有效籽粒种植下，进行加倍处理，再收获得到加倍的正常籽粒。

加倍阶段种植时，需将单倍体籽粒挑选出来，采用人工挑选的形式。应在籽粒未完全成熟和晾干时进行，一般于正常收获期一周左右，籽粒含水量30％左右，直接在果穗上观察，去除胚显色的籽粒，选择胚不显色，胚乳显色的籽粒，此时胚显色比晾干后显著明显，易于挑选，准确率也高，效率比晾干后高出数倍。

(4)单倍体籽粒播种

播期北方建议在6月后夏播，一般密度可为15000株/亩。

(5)田间管理

播后至拔节期间可去除非单倍体植株，表现为植株明显粗壮，高大，茎秆、叶片显紫色。施肥及其他管理同一般玉米栽培田。但水分务必保证，前期注意培育壮苗，散粉期及之前一段时间尤其保证土壤湿润，有利于使植株散粉。

(6)处理药剂配制

80umol/L炔苯酰草胺+1％二甲基亚砜+0.05％吐温80+0.05％噻酮，溶剂是水，均为质量百分含量；作用是使幼胚的生殖细胞的有丝分裂阶段受到抑制，从而使细胞染色体加倍。

(7)药剂处理

在玉米生长至2-3片展开叶时，利用配制好的处理药剂在幼苗心叶内滴满；同时在距离幼苗根部2厘米左右位置，用0.5厘米左右直径短棍向玉米底部方向钻5厘米深孔，并用药剂灌满，完成处理，滴心1毫升，灌根4毫升。

(8)授粉

播种后40天左右，每日观察单倍体植株生长情况，及时用硫酸纸袋套住长出的雌穗，观察是否有花粉散出。加倍成功的单倍体散粉状况远不如普通玉米和二倍体自交系，要及时授粉，直至所有植株度过花期为止，完成授粉阶段。

(9)收获

每一株有结实的单倍体植株就代表一个基因型，同一植株上的籽粒基因型完全一致。故只有一粒的果穗也是有意义的，要进行收获。2020年共种植由PH4CV/HCL645后代诱导获得的单倍体植株1200株：经该方法处理的800株得到超过结实3粒的果穗130穗，加倍率16.3％；只利用滴心处理的200株，得到超过结实3粒的果穗16穗，加倍率8％；未经任何处理的200株得到超过结实3粒的果穗3穗，加倍率1.5％。2021年共种植由PH4CV/郑58后代诱导获得的单倍体植株2000株：经该方法处理的1500株得到超过结实3粒的果穗456穗，加倍率12.3％；只利用滴心处理的300株，得到超过结实3粒的果穗37穗，加倍率8％；未经任何处理的200株得到超过结实3粒的果穗8穗，加倍率4％。2022年共种植由PH4CV/郑58后代诱导获得的单倍体植株800株：经该方法处理的600株得到超过结实3粒的果穗269穗，加倍率44.8％；只利用滴心处理的100株，得到超过结实3粒的果穗13穗，加倍率13％；未经任何处理的100株得到超过结实3粒的果穗5穗，加倍率5％。

上述试验表明，本方法在使单倍体加倍上具有明显效果，且操作简单，具有很大实用价值。本方法试验结果最高3粒加倍率达45％，一般达15％。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。