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一年内建立菜心重组自交系的方法

阅读：54发布：2020-05-11

专利汇可以提供一年内建立菜心重组自交系的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种一年内建立菜心重组自交系的方法，涉及到现代生物科学研究的技术领域。菜心在人工条件下进行强光长日照、恒温控水等管理，缩短菜心营养生长期，促进快速开花结实；然后剥取幼龄胚进行胚培养直接诱导成苗，除去了常规繁殖过程中种子成熟及后熟后才能开始下一代播种育苗的过程，进一步缩短了菜心每代繁殖的时间。该方法在人工条件下实施，不受外界季节性限制，使植物生命周期大大缩短，1年内菜心可以繁殖5～6代，快速建成遗传稳定的重组自交系，极大提高了育种效率。其也适用于其他作物育种及生物学研究领域。，下面是一年内建立菜心重组自交系的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一年内建立菜心重组自交系的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将F1代菜心种子直接播种在含有灭菌基质的塑料培养钵内；设定条件为20～30℃日/夜，每天12～20h，250～500μmol·m–2·s–1光强条件；在开花期，每株最早开花且强壮的花进行人工自花授粉，同时将其他花蕾抹除；
(2)菜心植株开花后12～20天取出幼胚进行培养：幼荚表面灭菌后，在无菌条件下将幼龄种子从豆荚中取出，解剖出幼胚，放置在MS培养基上常温培养；当幼苗根部1.5～2cm，转移到土壤开始下一代生长；
(3)每代的单株均采用单株单胚培养，幼胚培养获得F3代幼苗，相同的培养方式和条件，重复培养6代，最终获得F7代遗传稳定的重组自交系。
2.根据权利要求1所述的一年内建立菜心重组自交系的方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的设定条件为28℃日/夜，每天20h，350～450μmol·m–2·s–1光强条件。
3.根据权利要求1所述的一年内建立菜心重组自交系的方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的取出幼胚进行培养的时间为菜心植株开花后12～16天取出幼胚进行培养。

说明书全文

一年内建立菜心重组自交系的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种一年内建立菜心重组自交系的方法，涉及到现代生物科学研究的技术领域，为植物育种或遗传学研究提供材料的范畴。

背景技术

[0002] 重组自交系与双单倍体系是两种最普遍应用的用于作物育种及遗传学研究的纯系材料。获得双单倍体系是建立遗传纯合系最快速的方法(Chase 1952)，但双单倍体群体建立受到材料基因型及多种因素限制而影响其应用；重组自交系的建立需要F2群体通过单籽传代法(SSD)至少5～6代自交才能够获得遗传稳定的群体(Panguluri et al.2013)，该过程往往花费多年时间：如广东菜心繁殖一代需要3～5个月，一年通常繁殖1代，构建1个重组自交系需要6～7年。作物遗传及育种研究者也正寻找方法来加速重组自交系的建立。

发明内容

[0003] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种一年内建立菜心重组自交系的方法。

[0004] 本方法通过光照、温度，控水等人工管理方式缩短植物营养生长促进生殖生长，并且与胚培养技术组合，使植物生命周期大大缩短，实现1年繁殖6代，快速建立重组自交系。

[0005] 本发明的目的通过下述技术方案实现：

[0006] 一年内建立菜心重组自交系的方法，包括以下步骤：

[0007] (1)将F1代菜心种子直接播种在含有灭菌基质的塑料培养钵内；设定条件为20～30℃日/夜，每天12～20h，250～500μmol·m–2·s–1光强条件；在开花期，每株最早开花且强壮的花进行人工自花授粉，同时将其他花蕾抹除；

[0008] (2)菜心植株开花后10～20天取出幼胚进行培养：幼荚表面灭菌后，在无菌条件下将幼龄种子从豆荚中取出，解剖出幼胚，放置在MS培养基(Murashige and Skoog 1962)上常温培养；当幼苗根部约1.5～2cm，转移到土壤开始下一代生长；

[0009] (3)每代的单株均采用单株单胚培养，幼胚培养获得F3代幼苗，相同的培养方式和条件，重复培养6代，最终获得F7代遗传稳定的重组自交系。

[0010] 步骤(1)中所述的设定条件优选为28℃日/夜，每天20h，350～450μmol·m–2·s–1光强条件。

[0011] 步骤(2)中所述的取出幼胚进行培养的时间优选为菜心植株开花后12～20天取出幼胚进行培养；更优选为菜心植株开花后12～16天取出幼胚进行培养；

[0012] 本发明的机理是：

[0013] 在构建植物分离群体遗传稳定的纯系往往花费较长时间，成为限制作物育种及遗传研究的主要因素之一。本发明提供了一种一年内获得菜心重组自交系的方法。菜心在人工条件下进行强光长日照、恒温控水等管理，缩短菜心营养生长期，促进快速开花结实；然后剥取幼龄胚进行胚培养直接诱导成苗，除去了常规繁殖过程中种子成熟及后熟后才能开始下一代播种育苗的过程，进一步缩短了菜心每代繁殖的时间。该方法在人工条件下实施，不受外界季节性限制，1年内菜心可以繁殖5～6代，快速建成遗传稳定的重组自交系。其也适用于其他作物育种及生物学研究领域。

[0014] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

[0015] 菜心利用常规方法繁殖，一年一代，重组自交系建立需要6～7年；采用本方法后1年即可建立重组自交系，极大提高了育种效率。

具体实施方式

[0016] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0017] 采用菜心早熟品种四九-19、中熟品种绿宝70和迟熟品种油绿802(广州市农业科学研究院提供，且均可从市场上购买得到)开展条件实验。最后利用课题组选配的四九-19×3T-6杂交组合F1代材料进行验证。四九-19×3T-6杂交种由广州市农业科学研究院提供，且可从市场上购买得到。

[0018] 实施例1

[0019] 将菜心三个品种种子(菜心早熟品种四九-19、中熟品种绿宝70和迟熟品种油绿802)直接播种在塑料培养钵内，在一定环境条件下培养。受控环境条件如下：温度28℃日/夜，每天12～20h，250～500μmol·m–2·s–1光强条件。比较温光条件对菜心缩短营养生长、促进生殖生长的作用。每个品种每处理条件下设三个重复，每重复5株单株。

[0020] 从表1可知，温光条件对菜心缩短营养生长、促进生殖生长有重要作用。较强的光照强度和光照时间有助于菜心缩短营养生长时间，促进较早开花。

[0021] 表1光温条件对菜心促进开花的影响

[0022]

[0023] 注：始花期：设定为从播种到植株开第一朵花的天数(d)

[0024] 实施例2

[0025] 在开花期，每株最早开花且强壮的花进行人工自花授粉，同时将其他花蕾抹除。将早熟和晚熟品种花后10～20d胚龄的胚进行培养，比较不同胚龄下胚的出苗时间及胚萌发率，以确定最适宜的胚龄进行培养。每个品种各胚龄接种15个幼胚。

[0026] 从表2可知，较小胚龄有助于缩短胚出苗时间，但会影响胚诱导率。在兼顾较短的胚出苗时间和较高胚萌发率原则下，选择12～16d的胚较适宜进行幼胚培养。

[0027] 表2各龄期幼胚的培养效果

[0028]

[0029] 实施例3

[0030] 将菜心三个品种在新方法下的一世代时间与传统田间栽培下的一世代时间进行比较。

[0031] 表3菜心传统栽培方法与新方法比较

[0032]

[0033] 从表3可知，新方法比传统栽培方法明显缩短了菜心1个世代的时间。

[0034] 实施例4

[0035] (1)将四九-19×3T-6杂交组合F1代菜心种子直接播种在含有灭菌基质的塑料培养钵内；设定条件为28℃日/夜，每天20h，350～450μmol·m–2·s–1光强条件；在开花期，每株最早开花且强壮的花进行人工自花授粉，同时将其他花蕾抹除；

[0036] (2)菜心植株开花后12～16天取出幼胚进行培养：幼荚表面灭菌后，在无菌条件下将幼龄种子从豆荚中取出，解剖出幼胚，放置在MS培养基(Murashige and Skoog 1962)上常温培养；当幼苗根部约1.5～2cm，转移到土壤开始下一代生长；

[0037] (3)每代的单株均采用单株单胚培养，幼胚培养获得F3代幼苗，相同的培养方式和条件，重复培养6代，最终获得F7代遗传稳定的重组自交系。

[0038] 使用四九-19×3T-6杂交组合F1种子进行验证，利用新方法第一世代平均时长为54d，以后累积加代，平均每代时长分别是51d、55d、53d、54d、56d，繁殖六代后获得F7种子总共耗时323d，1年内得到了遗传稳定的重组自交系材料。

[0039] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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