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一种提高亚种间四倍体稻新种质诱导频率的方法

阅读:240发布:2024-01-14

专利汇可以提供一种提高亚种间四倍体稻新种质诱导频率的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提出了一种提高亚种间四倍体 水 稻新种质诱导 频率 的方法。借助于水稻 染色 体组多倍化的诱导技术,首先通过栽培稻亚种间的有性杂交,获得遗传 基础 呈杂合状态的亚种间杂种群体(F1),随后通过自交方式获得具有多种基因型的杂合群体(F2),进而诱导和创制亚种间四倍体水稻新种质,由此提高亚种间四倍体水稻新种质的诱导效率。在同一次试验中,如果诱导药剂的浓度(0.1%)和诱导时间(72h)为特定值,所采用的试验材料为杂合基因型(即遗传上的杂合体),则成功诱导染色体组多倍化的机率比较大,即在同一次诱导试验中同时对多种基因 型材 料进行染色体组多倍化诱导,其诱导成功的机率大大增加。,下面是一种提高亚种间四倍体稻新种质诱导频率的方法专利的具体信息内容。

1.一种提高亚种间四倍体稻新种质诱导频率的方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步,以二倍体籼稻和粳稻种子为起始材料,通过有性杂交法获得二倍体籼粳亚种间杂种第一代群体;
第二步,以二倍体籼粳亚种间杂种第一代群体为基础,通过自交方式获得二倍体籼粳亚种间杂种第二代群体;
第三步,以二倍体籼粳亚种间杂种第二代群体为试验材料,在种芽初期利用浓度为
0.1%的秋水仙素溶液进行诱导处理,获得具有种芽膨大特征的种子;
第四步,以种芽膨大的二倍体籼粳亚种间杂种第二代群体为基础,通过无性系诱导技术获得脱分化的愈伤组织,利用再分化技术获得杂种后代植株;
第五步,据植株的外观形态和多倍体水稻的形态特征对上一步获得的杂种后代植株进行初选。
2.根据权利要求1所述的提高亚种间四倍体水稻新种质诱导频率的方法,其特征在于,在所述第五步之后,以植株根尖为实验材料采用染色体组鉴定技术确定新种质的染色体组型。
3.根据权利要求2所述的提高亚种间四倍体水稻新种质诱导频率的方法,其特征在于,在确定染色体组型后,以籼粳亚种间四倍体杂种后代为基础,按照水稻育种方法对新种质进行筛选和纯化,获得遗传基础稳定的亚种间四倍体水稻新种质。
4.根据权利要求1-3任一项所述的提高亚种间四倍体水稻新种质诱导频率的方法,其特征在于,二倍体籼稻和粳稻分别选用IR36和新稻10号。

说明书全文

一种提高亚种间四倍体稻新种质诱导频率的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种提高亚种间四倍体水稻新种质诱导频率的方法。

背景技术

[0002] 研究者20世纪50年代初揭开了我国多倍体水稻的研究序幕。由于许多客观原因和主观原因,目前关于多倍体水稻的研究还没有达到研究者们预期的研究目的,其潜在价值仍然没有引起大多数水稻研究者的关注。在同源多倍体的研究中材料数量(或材料类型)的局限性主要表现在经过60多年的诱导和研究,目前我们所获得的同源多倍体水稻材料的数量尚未超过2000份,材料的生态类型或基因型相当有限。由此可见,目前研究者在获得同源四倍体水稻新种质的诱导技术和诱导方法中尚存在着一定的技术局限性,诱导效率有待于进一步提高。
[0003] 纵观我国多倍体水稻研究的历程,其主要技术瓶颈仍然是如何高效率地将各种基因型的二倍体水稻诱导和培育为多倍体水稻新种质,即在多倍体水稻种质资源的诱导中如何克服诱导技术上的随机性而达到定向诱导。一旦在诱导多倍体水稻新种质的技术上取得突破性进展,则多倍体水稻的研究将会发生根本性变化,由此将使水稻遗传改良水平和水稻遗传学研究上升到新的技术平台。
[0004] 在多倍体水稻中亚种间四倍体水稻有着特殊的种质特征和重要的潜在价值。在诱导亚种间四倍体水稻新种质的技术研究中,研究者主要采用种芽诱导法或种芽无性系诱导法,其诱导效率比较低(通常低于1%)。其主要原因是:在亚种间四倍体水稻的诱导中试验材料的基因型、诱导药剂的浓度和诱导时间之间存在着一定的相关性,在实际工作中研究者很难寻找到最佳的3因子组合。在同一次试验中,如果诱导药剂的浓度(0.1%)和诱导时间(72h)为特定值,试验材料为一种基因型(遗传上的纯合体),则成功诱导染色体组多倍化的机率比较小。

发明内容

[0005] 本发明提出一种提高亚种间四倍体水稻新种质诱导频率的方法,以解决现有方法诱导效率低的技术问题。
[0006] 本发明的技术方案是这样实现的:技术方案1:一种提高亚种间四倍体水稻新种质诱导频率的方法,包括如下步骤:
第一步,以二倍体籼稻和粳稻种子为起始材料,通过有性杂交法获得二倍体籼粳亚种间杂种第一代群体;
第二步,以二倍体籼粳亚种间杂种第一代群体为基础,通过自交方式获得二倍体籼粳亚种间杂种第二代群体;
第三步,以二倍体籼粳亚种间杂种第二代群体为试验材料,在种芽初期利用浓度为
0.1%的秋水仙素溶液进行诱导处理,获得具有种芽膨大特征的种子;
第四步,以种芽膨大的二倍体籼粳亚种间杂种第二代群体为基础,通过无性系诱导技术获得脱分化的愈伤组织,利用再分化技术获得杂种后代植株;
第五步,据植株的外观形态和多倍体水稻的形态特征对上一步获得的杂种后代植株进行初选。
[0007] 技术方案2:在所述第五步之后,以植株根尖为实验材料采用染色体组鉴定技术确定新种质的染色体组型。
[0008] 技术方案3:在技术方案2上的基础上进一步做如下改进,在确定染色体组型后,以籼粳亚种间四倍体杂种后代为基础,按照水稻育种方法对新种质进行筛选和纯化,获得遗传基础稳定的亚种间四倍体水稻新种质。
[0009] 进一步地,在以上三个方案的基础上进一步进行改进,二倍体籼稻和粳稻分别选用IR36和新稻10号,从而得到技术方案4-6。
[0010] 采用了上述技术方案,本发明的有益效果为:可明显提高籼粳亚种间四倍体水稻新种质的诱导效率。在诱导亚种间四倍体水稻新种质的技术研究中,研究者主要采用的方法就是以品种为供体材料的种芽诱导法或种芽无性系诱导法,其诱导效率比较低(通常低于1%)。传统诱导法的诱导效率比较低的根本原因就是研究者所采用的供体材料为基因型比较单一的材料(即遗传上的纯合体)。本方法采用的供体材料为基因型杂合的材料(即遗传上的杂合体)。因此,我们所提出的这种诱导新方法有助于在单位试验时间内有效提高亚种间四倍体水稻新种质的诱导频率。
[0011] 通过本方法有效提高亚种间四倍体水稻新种质的诱导频率的生物学原理是:在亚种间四倍体水稻的诱导中试验材料的基因型、诱导药剂的浓度和诱导时间之间存在着一定的相关性,在实际工作中研究者很难寻找到最佳的3因子组合。在同一次试验中,如果诱导药剂的浓度(0.1%)和诱导时间(72h)为特定值,试验材料为一种基因型(遗传上的纯合体),则成功诱导染色体组多倍化的机率比较小。基于这种技术上的局限性,我们提出新的技术方法,即在同一次试验中,如果诱导药剂的浓度(0.1%)和诱导时间(72h)为特定值,所采用的试验材料为杂合基因型(即遗传上的杂合体),则成功诱导染色体组多倍化的机率比较大,即在同一次诱导试验中同时对多种基因型材料进行染色体组多倍化诱导,其诱导成功的机率大大增加。
[0012] 本方法将为稻属植物多倍体水稻新种质创造中其它类型的多倍体(同源多倍体、同源异源多倍体和物种间多倍体)诱导技术的研究提供了启示,由此促进稻属植物进化和物种升级。
[0013] 基于以上三方面的技术改进和技术优点,本方法通过采用杂合基因型(即遗传上的杂合体)为供体试验材料进行诱导试验,最终导致明显提高籼粳亚种间四倍体水稻新种质的诱导效率。附图说明
[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015] 图1为本发明一种具体实施例的流程示意图。

具体实施方式

[0016] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0017] 如图1所示,以二倍体籼稻品种“IR36(2)”、粳稻品种“新稻10号(2)”及其杂种F1和杂种F2为材料所进行的诱导籼粳亚种间四倍体水稻新种质的试验可以总结为该发明技术的实例。在这一研究体系中,首先以“IR36(2)”和“新稻10号(2)”为杂交亲本进行有性杂交,由此获得籼粳亚种间杂种第一代(F1)。以F1为材料通过无性系诱导技术(脱分化、染色体组加倍和再分化)获得四倍体籼粳杂种后代,借助于染色体组鉴定技术确定其染色体组型(Oryza sativa,2n=4x=48)。接着,依次以四倍体籼粳杂种后代(F1、F2、F3和F4)为基础,按照水稻常规育种方法进行新种质筛选,由此获得遗传基础稳定的品系。最后,对籼粳亚种间四倍体水稻新品系的千粒重进行鉴定。千粒重鉴定的结果表明,籼粳亚种间四倍体水稻新品系的千粒重为(51.6g)比其二倍体亲本材料(F1)的千粒重(24.9g)增加1倍多。
[0018] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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