本技术涉及植物育种领域,旨在提供一种简化的玉米单倍体育种技术。该技术通过优化组培过程,实现玉米单倍体幼胚的高效加倍,以期提高育种效率和降低成本。
背景技术
玉米是全球重要的粮食作物与经济作物之一,玉米育种对于保障国家粮食安全、促进农业可持续健康发展有重要意义。玉米杂交育种在提高产量、改良性状、促进种质创新等方面发挥着关键作用,而玉米杂种优势利用的基础是选育优良的玉米自交系材料,传统玉米育种一般需要连续自交6至7个世代才能获得接近纯合的自交系,该过程费时费力,育种周期较长。而通过玉米单倍体(Doubling haploid)育种的方式,诱导玉米材料产生单倍体并对其进行染色体加倍处理,理论上只需要2个世代就能获得纯合的材料,极大提高了玉米材料选育的效率。DH育种在玉米育种中发挥重要作用,越来越受到国内外育种单位的重视与青睐。
DH育种技术主要有单倍体的诱导、鉴别与加倍三个环节。诱导产生单倍体是指利用玉米单倍体诱导系的花粉给其他玉米材料授粉,即诱导系作为父本,其他玉米材料作为母本,诱导产生母本单倍体。鉴别是指主要利用颜色标记、形态差异和油分含量差异等方法,将诱导产生的玉米籽粒中的二倍体与单倍体区分出来。R1-nj颜色标记是目前主要用于鉴别单倍体的颜色标记,携带R1-nj的玉米籽粒在发育过程中产生并积累花青素,携带R1-nj的诱导系给无颜色标记的玉米材料授粉,产生的杂合二倍体胚携带R1-nj标记,而产生的单倍体胚不含有R1-nj标记,因此可以通过观察胚的盾片处,鉴别出不含花青素颜色的单倍体籽粒。对玉米单倍体染色体加倍的常用方法有组培加倍、浸种法、浸根法、浸芽法和生长点注射法等,其中组培加倍方法的加倍效率较高,能获得较多的可育玉米单倍体。目前组培加倍方法一般需要两步,分别需要使用加倍培养基和成苗培养基,先是将玉米单倍体幼胚置于加倍培养基上加倍,然后将加倍一段时间后的幼胚转移到成苗培养基上,此过程工作量大、操作繁琐、耗时较长,效率较低。因此,优化改良组培加倍方法对提高单倍体加倍效率和规模化育种有重要意义。
实现思路