技术领域
[0001] 本
发明涉及一种小麦育种方法；特别涉及一种
冷等离子体处理的小麦育种方法，属于农业领域。
背景技术
[0002] 传统小麦育种在过去的几十年确实有很大的成就，但由于育种时间过长、效率较低等局限性，仅凭经验、比较盲目，导致低
水平重复、同质化严重，目前传统小麦育种遇到很大
瓶颈，甚至停滞。要想在小麦育种方面有更高的成就，就一定要依靠现代科学技术。但是，目前具有突破性的转基因育种方法在全球范围内引起了激烈的争论，认为转基因作物具有极大的潜在危险，可能会对人类健康和人类生存环境造成威胁。随着空间技术的发展，利用太空特殊的环境条件对
植物种子产生的诱变来进行良种选育成为一种新兴的育种方法，然而太空育种是人工诱变育种的一种新方法，所有人工诱变的发生均是随机的，目前还做不到定向诱变，太空育种的成功率随着物种的不同也会有很大差别，并且太空育种的成本相当高，不是一般单位和个人能够承担的。
[0003] 在这种情况下，如何找到一种既能突破传统
生物育种低水平重复操作，又不改变基因性状、安全环保的育种手段，成为当务之急。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种冷等离子体处理的小麦育种方法，本发明提供的方法突破了传统小麦育种低水平重复、同质化严重和转基因育种潜在危险，以及太空育种经济投入巨大的缺点，可以缩短小麦育种周期，在小麦育种方法和手段上具有先进性。
[0005] 本发明提供一种获得种子发芽能
力提高和/或株高降低和/或根长增长和/或生物产量增加和/或分蘖能力提高和/或产籽能力提高的小麦的方法，是将待处理小麦原材料进行冷等离子体处理；
[0006] 所述提高、降低、增长、增加均为与未经任何处理的同一批相同品种的小麦相比。
[0007] 上述方法中，所述冷等离子体处理的条件为：以氦气为工作介质，在
真空封闭环境中，1-500W的处理功率下对小麦原材料进行15-20秒的非电离幅射处理。
[0008] 上述任一所述的方法中，所述种子发芽能力体现为小麦种子发芽势和/或发芽率；
[0009] 所述生物产量体现为小麦植株的干重和/或鲜重；
[0010] 所述分蘖能力体现为小麦的最大分蘖数和/或有效分蘖数；
[0011] 所述产籽能力体现为小麦的穗粒数、千粒重和/或产量；
[0012] 所述小麦原材料为小麦的种子。
[0013] 一种获得种子发芽能力提高的小麦的方法也属于本发明的保护范围，是将待处理小麦原材料进行冷等离子体处理；
[0014] 所述冷等离子体处理的具体条件为：以氦气为工作介质，在真空封闭环境中，1-500W的处理功率下对小麦原材料进行15-20秒的非电离幅射处理；
[0015] 所述处理功率具体为10-100W，所述非电离幅射处理的时间具体为15-18s；
[0016] 所述处理功率再具体为20-100W，所述非电离幅射处理的时间再具体为15-18s；
[0017] 所述处理功率更具体为80-100W，所述非电离幅射处理的时间更具体为18s；
[0018] 所述处理功率进一步具体为80W，所述非电离幅射处理的时间进一步具体为18s；
[0019] 所述小麦具体为潍麦8号，所述发芽能力具体为发芽势，该小麦的发芽势提高最大；
[0020] 所述小麦具体为淄麦12号，所述发芽能力具体为发芽率，该小麦的发芽率提高最大；
[0021] 所述处理功率进一步具体为100W，所述非电离幅射处理的时间进一步具体为18s；
[0022] 所述小麦具体为潍麦8号，所述发芽能力具体为发芽势，该小麦的发芽势提高最大；
[0023] 所述小麦具体为淄麦12号，所述发芽能力具体为发芽率，该小麦的发芽率提高最大；
[0024] 所述提高为与未经任何处理的同一批相同品种的小麦相比；
[0025] 所述种子发芽能力具体体现为小麦种子发芽势和/或发芽率；
[0026] 所述小麦原材料具体为小麦的种子。
[0027] 一种获得株高降低和/或根长增长的小麦的方法也属于本发明的保护范围，是将待处理小麦原材料进行冷等离子体处理；
[0028] 所述冷等离子体处理的具体条件为：以氦气为工作介质，在真空封闭环境中，1-500W的处理功率下对小麦原材料进行15-20秒的非电离幅射处理；
[0029] 所述处理功率具体为80W，所述非电离幅射处理的时间具体为18s；
[0030] 所述小麦原材料具体为小麦的种子。
[0031] 所述小麦具体为潍麦8号，该小麦的株高降低最多；
[0032] 所述小麦具体为潍麦8号，该小麦的根长增长最长；
[0033] 所述降低或增长均为与未经任何处理的同一批相同品种的小麦相比。
[0034] 一种获得生物产量增加的小麦的方法也属于本发明的保护范围，是将待处理小麦原材料进行冷等离子体处理；
[0035] 所述冷等离子体处理的具体条件为：以氦气为工作介质，在真空封闭环境中，1-500W的处理功率下对小麦原材料进行15-20秒的非电离幅射处理；
[0036] 所述处理功率具体为10-100W，所述非电离幅射处理的时间具体为15-20s；
[0037] 所述处理功率再具体为20-100W，所述非电离幅射处理的时间再具体为18-20s；
[0038] 所述处理功率更具体为20-80W，所述非电离幅射处理的时间更具体为18s；
[0039] 所述处理功率进一步具体为80W，所述非电离幅射处理的时间进一步具体为18s；
[0040] 所述小麦具体为济麦21号，该小麦植株的干重增加最多；
[0041] 所述小麦具体为济南17号，该小麦植株的鲜重增加最多；
[0042] 所述增加为与未经任何处理的同一批相同品种的小麦相比；
[0043] 所述生物产量体现为小麦植株的干重和/或鲜重；
[0044] 所述小麦原材料具体为小麦的种子。
[0045] 一种获得分蘖能力提高的小麦的方法也属于本发明的保护范围，是将待处理小麦原材料进行冷等离子体处理；
[0046] 所述冷等离子体处理的具体条件为：以氦气为工作介质，在真空封闭环境中，1-500W的处理功率下对小麦原材料进行15-20秒的非电离幅射处理；
[0047] 所述处理功率具体为10-100W，所述非电离幅射处理的时间具体为15-18s；
[0048] 所述处理功率再具体为20-100W，所述非电离幅射处理的时间再具体为18s；
[0049] 所述处理功率更具体为80-100W，所述非电离幅射处理的时间更具体为18s；
[0050] 所述处理功率进一步具体为80W，所述非电离幅射处理的时间进一步具体为18s；
[0051] 所述小麦具体为济麦19号，该小麦的最大分蘖数提高最多；
[0052] 所述小麦具体为潍麦8号，该小麦的有效分蘖数提高最多；
[0053] 所述提高为与未经任何处理的同一批相同品种的小麦相比；
[0054] 所述分蘖能力体现为小麦的最大分蘖数和/或有效分蘖数；
[0055] 所述小麦原材料具体为小麦的种子。
[0056] 一种获得产籽能力提高的小麦的方法也属于本发明的保护范围，是将待处理小麦原材料进行冷等离子体处理；
[0057] 所述冷等离子体处理的具体条件为：以氦气为工作介质，在真空封闭环境中，1-500W的处理功率下对小麦原材料进行15-20秒的非电离幅射处理；
[0058] 所述处理功率具体为10-100W，所述非电离幅射处理的时间具体为15-18s；
[0059] 所述处理功率再具体为20-100W，所述非电离幅射处理的时间再具体为18s；
[0060] 所述处理功率更具体为80-100W，所述非电离幅射处理的时间更具体为18s；
[0061] 所述处理功率进一步具体为80W，所述非电离幅射处理的时间进一步具体为18s；
[0062] 所述小麦具体为济麦20号，该小麦的穗粒数提高最多；
[0063] 所述小麦具体为济南17号，该小麦的千粒重提高最多；
[0064] 所述小麦具体为济麦20号，该小麦的产量提高最多。
[0065] 所述处理功率进一步具体为100W，所述非电离幅射处理的时间进一步具体为18s；
[0066] 所述小麦具体为济麦20号，该小麦的穗粒数提高最多；
[0067] 所述小麦具体为济南17号，该小麦的千粒重提高最多；
[0068] 所述小麦具体为济麦20号，该小麦的产量提高最多。
[0069] 所述提高为与未经任何处理的同一批相同品种的小麦相比；
[0070] 所述产籽能力体现为小麦的穗粒数、千粒重和/或产量；
[0071] 所述小麦原材料具体为小麦的种子。
[0072] 上述任一所述的方法中所述小麦为如下任一品种：济麦20号(原代号955159)、烟农19号(原代号烟优361)、济南17号(原代号924142)、淄麦12号、济麦19号(原代号935031)、济麦21号(原代号988044)、烟农24号(原代号烟475)、潍麦8号(原代号潍62036)。
[0073] 上述任一所述的方法在小麦育种中的应用也属于本发明的保护范围。
[0074] 上述应用中，所述小麦育种中采用的亲本是采用上述任一所述的方法得到的小麦。
[0075] 本发明提供的一种冷等离子体处理的小麦育种方法的优点如下：
[0076] 1、冷等离子体处理功率人为可控，通过反复试验可以找到某种小麦种子某一特定性状的处理功率，能更好地满足选育小麦优良品种的需求，克服了传统的育种手段时间长、目标盲目性、育种
质量低、育种成本高的弊端，在小麦育种手段上具有创新性。
[0077] 2、利用冷等离子技术处理自交系种子能够激发种子活力，实现促长、抗逆效果，育成的小麦种子发芽势、发芽率增加，抗逆性增强，有效分蘖数增多，穗粒数、千粒重、产量增加，品质改善，稳产、广适，填补了农业科学领域中非电离幅射技术在小麦育种上应用的空白。
[0078] 3、无污染，耗能低、低
碳，基因组DNA序列不发生变化，通过基因表达发生的改变诱发小麦当代性状发生变化，克服了转基因作物潜在的危险，不会对人类健康和人类生存环境造成威胁。
[0079] 4、本方法再通过分子标记和同工酶鉴定等辅助加代选育，进一步缩短小麦育种周期，加快育种速度，并能选育出更为优良的小麦新品种。
具体实施方式
[0080] 下述
实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0081] 下述实施例中所用的材料、
试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0082] 济麦20号(原代号955159)于2003年在山东通过审定，审定编号：鲁农审字2003029；2004年通过国家审定，审定编号：国审麦2004011。公众可从山东省种子总公司获得。
[0083] 烟农19号(原代号烟优361)于2001年在山东通过审定，审定编号：鲁农审字2001001；2001年在江苏通过审定，审定编号：苏审麦200102；2004年在山西通过审定，审定编号：晋审麦2004003。公众可从山东省种子总公司获得。
[0084] 济南17号(原代号924142)于1999年在山东通过审定。审定编号：鲁种审字0262-2，公众可从山东省种子总公司获得。
[0085] 淄麦12号于2001年在山东通过审定，审定编号：鲁农审字2001030，公众可从山东省种子总公司获得。
[0086] 济麦19号(原代号935031)于2001年在山东通过审定，审定编号：鲁农审字2001002；2003年通过国家审定，审定编号：国审麦2003014。公众可从山东省种子总公司获得。
[0087] 济麦21号(原代号988044)于2004年在山东通过审定，审定编号：鲁农审字2004022；同年通过国家审定，审定编号：国审麦2004012。公众可从山东省种子总公司获得。
[0088] 烟农24号(原代号烟475)于2004年在山东通过审定，审定编号：鲁农审字2004024，公众可从山东省种子总公司获得。
[0089] 潍麦8号(原代号潍62036)于2003年在山东通过审定，审定编号：鲁农审字2003028，公众可从山东省种子总公司获得。
[0090] 实施例1、一种冷等离子体处理的小麦育种方法
[0091] 利用冷等离子体处理的小麦育种方法，可以得到发芽势、发芽率增加，抗逆性增强，有效分蘖数增多，穗粒数、千粒重增加，优质、高产、抗病、稳产、广适等性状特点的小麦新品种，具体包括如下步骤：
[0092] 一、搜集符合选育目标的育种材料作为重点选育对象
[0093] 具体的实验材料为济麦20号(原代号955159)、烟农19号(原代号烟优361)、济南17号(原代号924142)、淄麦12号、济麦19号(原代号935031)、济麦21(原代号988044)、烟农24号(原代号烟475)、潍麦8号(原代号潍62036)等小麦品种的种子。
[0094] 二、将步骤一
选定的小麦品种的种子置于冷等离子体处理机内，运用高
能量的物质聚集态，在1-500W的处理功率下对小麦的育种材料(小麦的种子)进行15-20秒的非电离幅射处理，处理的必要条件是以氦气为工作介质，在真空封闭环境中进行。
[0095] 三、将冷等离子体处理的育种材料在低温干燥条件下保存，以待适时
播种。
[0096] 四、与未经过任何处理的、步骤一选定的相应的小麦品种的同一批种子进行培养得到的小麦(对照)相比，经
过冷等离子体处理的种子进行培养得到的小麦实现了对应亲本材料的提纯复壮、产量提高、制种产量增加、品质改善和抗逆性增强。
[0097] (一)冷等离子体处理对小麦种子的发芽势和发芽率的影响如表1所示[0098] 表1 不同冷等离子体处理条件下小麦种子的发芽势和发芽率
[0099]
[0100] 表1中的发芽势和发芽率提高的比率表示冷等离子体处理的育种材料与未经过任何处理的、步骤一选定的相应的小麦品种的同一批育种材料相比，所有品种，发芽势和发芽率均有提高，提高的幅度见表1中的数据。例如，处理功率为80W，处理时间为18s时，发芽势提高的比率最高的是潍麦8号，为12.72％，最低的是济南17号，为9.78％。处理功率为80W，处理时间为18s时，发芽率提高的比率最高的是淄麦12号，为6.15％，最低的是济麦20号，为4.97％。
[0101] 表1表明，当处理功率为80W时，处理时间为18s时，经过冷等离子体处理的小麦的种子的发芽势、发芽率提高最大，分别比对照提高9.78％-12.72％、4.97％-6.15％，实现了亲本材料的提纯复壮。
[0102] (二)冷等离子体处理对小麦株高的影响如表2所示
[0103] 表2 不同冷等离子体处理条件下小麦株高、根长
[0104]
[0105] 表2中，株高、根长提高的比率表示冷等离子体处理的育种材料与未经过任何处理的、步骤一选定的相应的小麦品种的同一批育种材料相比，株高、根长提高的比率。例如，处理功率为80W，处理时间为18s时，株高提高的比率最低的是潍麦8号，为-1.57％，最高的是济麦20号，为-1.13％。处理功率为80W，处理时间为18s时，根长提高的比率最低的是济麦20号，为13.69％，最高的是潍麦8号，为16.71％。
[0106] 表2表明，当处理功率为80W时，处理时间为18s时，经过冷等离子体处理的小麦株高降低最大，比对照提高-1.13％--1.57％，株高变矮，有利于植株固定，提高了植株的抗倒伏能力。当处理功率为80W时，处理时间为18s时，经过冷等离子体处理的小麦根长比对照高出13.69-16.71％，根系加长，对吸收深层
土壤中的水分和养分更有突出作用。通过以上处理，实现了亲本材料的提纯复壮。
[0107] (三)冷等离子体处理对小麦植株干重增产率、鲜重增产率的影响如表3所示[0108] 表3 不同冷等离子体处理条件下小麦植株干、鲜重
[0109]
[0110] 表3中，干重或鲜重增产率表示冷等离子体处理的育种材料与未经过任何处理的、步骤一选定的相应的小麦品种的同一批育种材料相比，所有品种，干重或鲜重均有提高，提高的幅度见表3中的数据。例如，处理功率为80W，处理时间为18s时，植株干重增加率最高的是济麦21号，为14.07％，最低的是烟农19号，为11.97％。处理功率为80W，处理时间为18s时，植株鲜重增加率最高的是济南17号，为14.80％，最低的是济麦19号，为9.84％。
[0111] 表3表明，当处理功率为80W时，处理时间为18s时，由经过冷等离子体处理的种子得到的小麦植株干重增加率、植株鲜重增加率提高最大，分别比对照提高11.97％-14.07％和9.84％-14.80％，实现了亲本材料的产量提高。
[0112] (四)冷等离子体处理对小麦分蘖数的影响如表4所示
[0113] 表4 不同冷等离子体处理条件下小麦最大分蘖数、有效分蘖数
[0114]
[0115]
[0116] 表4中，分蘖数提高比率表示冷等离子体处理的育种材料与未经过任何处理的、步骤一选定的相应的小麦品种的同一批育种材料相比，所有品种，最大分蘖数和有效分蘖数均有提高，提高的幅度见表4中的数据。例如，处理功率为80W，处理时间为18s时，最大分蘖数提高比率最高的是济麦19号，为41.73％，最低的是烟农19号，为35.19％。处理功率为80W，处理时间为18s时，有效分蘖数提高比率最高的是潍麦8号，为20.27％，最低的是济南17号，为13.51％。处理功率为100W，处理时间为18s时，最大分蘖数提高比率最高的是济麦19号，为14.67％，最低的是烟农19号，为10.97％。处理功率为100W，处理时间为18s时，有效分蘖数提高比率最高的是潍麦8号，为11.53％，最低的是济南17号，为7.43％。
[0117] 表4表明，当处理功率为80W、100W，处理时间为18s时，由经过冷等离子体处理的种子得到的田间最大分蘖数比对照高出35.19％-41.73％和10.97％-14.67％，田间有效分蘖数比对照分别高出13.51％-20.27％和7.43％-11.53％，实现了亲本材料的制种产量增加。
[0118] (五)冷等离子体处理对小麦产量的影响如表5所示
[0119] 表5 不同冷等离子体处理条件下小麦穗粒数、千粒重、产量
[0120]
[0121] 表5中，穗粒数、千粒重、产量提高比率表示冷等离子体处理的育种材料与未经过任何处理的、步骤一选定的相应的小麦品种的同一批育种材料相比，所有品种，穗粒数、千粒重、产量均有提高，提高的幅度见表5中的数据。例如，处理功率为80W，处理时间为18s时，穗粒数提高比率最高的是济麦20号，为3.60％，最低的是淄麦12号，为2.54％；千粒重提高比率最高的是济南17号，为11.85％，最低的是潍麦8号，为7.83％；产量提高比率最高的是济麦20号，为9.83％，最低的是济麦21号，为6.37％。处理功率为100W，处理时间为18s时，穗粒数提高比率最高的是济麦20号，为2.58％，最低的是淄麦12号，为1.98％；千粒重提高比率最高的是济南17号，为8.41％，最低的是潍麦8号，为5.97％；产量提高比率最高的是济麦20号，为5.60％，最低的是济麦21号，为1.94％。
[0122] 表5表明，当处理功率为80W，处理时间为18s时，由经过冷等离子体处理的种子得到的穗粒数、千粒重、产量比对照高出2.54％-3.60％、7.83％-11.85％和6.37％-9.83％；当处理功率为100W，处理时间为18s时，由经过冷等离子体处理的种子得到的穗粒数、千粒重、产量比对照高出1.98％-2.58％、5.97％-8.41％和1.94％-5.60％，实现了亲本材料的制种产量增加。
[0123] 以上实验表明，当处理功率为1-500W范围内，与对照相比，由经过冷等离子体处理的种子得到的小麦的品质和抗逆性明显增强。
[0124] 五、将冷等离子体处理的育种材料进行加代繁殖和田间筛选，逐代选取目标变异。
[0125] 加代繁殖就是超出物种本身的繁殖周期和繁殖数量的繁殖过程，也只有在人工干预的情况下，运用一定的技术手段(譬如人工
授粉或授精)才能达到。加代繁殖对于缩短育种周期，增加实际产量都有重要的意义。
[0126] 利用DNA分子标记技术进行辅助育种，可以
鉴别农作物品种，评估品种纯度，分析农艺性状基因，分离和鉴别遗传材料，确定
染色体同源性，对异源染色体和染色体结构畸变的检测，从而进行辅助育种。
[0127] 酶是基因的产物，是基因表达的结果。酶在结构上的差异主要来源于基因，同工酶酶谱是基因表达后的分子水平的表型，研究同工酶酶谱就有可能联系基因、基因表达和代
