一種小麥誘變育種的新方法
【專利摘要】本發明公開了一種小麥誘變育種的新方法，該方法步驟為：選擇綜合性狀優良，豐產潛力大的小麥品種為處理親本，在播種前4天進行種子晾曬2天，放入磁場強度為200mT的種子磁化機內磁化48小時，獲得M0代種子，種植得到M1和M2代性狀變異單株，以單株為單位進行種植，自交純化2次至M4代，定向培育得到M5代變異單株，以單株為單位收獲、脫粒；培育得到M6代變異系，獲得M6代，鑒定株系性狀穩定性，對農藝性狀優良的株系，混合收獲，得到性狀變異小麥新種質。本方法可以誘導小麥多性狀發生變異，變異的方向和性質相對穩定；入選性狀均比野生型發生顯著變異，與其它誘變方法相比，價格低廉、對人及環境無污染、無傷害。
【專利說明】一種小麥誘變育種的新方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于小麥遺傳育種種質資源創新與利用研究領域，尤其涉及一種小麥誘變育種的新方法。
【背景技術】
[0002]小麥是我國僅次于水稻和玉米的第三大糧食作物，歷年種植面積為全國耕地總面積的22-30%和糧食作物總面積的20-27%，在糧食安全中占有舉足輕重的位置。世界作物育種史表明，突破性進展取決于關鍵遺傳資源的發現、創造和利用。在近代育種歷史上，曾使作物單產水平產生過兩次大的飛躍的矮化育種和雜種優勢利用，其關鍵是重要遺傳資源(基因)的發現和應用。鑒于誘變技術既能夠使生物產生新的基因，也可能使某些基因失去功能，能打破性狀連鎖、有效改良個別性狀、變異較易穩定、周期短等特點，一直廣泛用于育種實踐。據不完全統計，截止到2011年，利用突變體后代已育成植物新品種2956個。在理論研究方面，基于以突變體為基礎的雜交后代、近等基因系及突變體庫的構建與應用，已成為基因組學、代謝組學、蛋白質組學及生理生化等學科的活躍研究領域。突變體一經發現，可直接對衍生后代變異性狀分離表現進行遺傳規律研究，指導和應用于遺傳育種。
[0003]目前誘變育種多采用X射線、Y射線、紫外線、中子線、激光微束、離子束，激光、電離輻射等和化學方法(堿基類似物、硫酸二乙脂、亞硝酸、秋水仙素等)誘導小麥發生基因突變，均存在污染大，成本高等問題。
[0004]本發明利用了磁化處理種子的方式，種子磁化處理對農作物的影響為:適宜的劑量處理不同作物種子，可以達到一定的增產作用，其研究結果為:玉米增產8.1%左右，小麥增產7.6 %左右，水稻增產5.2-8.2 %，蔬菜增產15-20 %，棉花增產8_12 %，大豆增產
9.5-10.5% (劉瓊，1998)，但不同場強及不同處理時間，結果不一。依艷麗等(2001)分別用100mT、200mT、300mT、500mT、700mT場強，5min、30min共10個處理組合對小麥品種鐵春I號進行處理發現，以200mT處理30min的效果最好，其株高、穗長、總干物重、穩重和千粒重分別比對照提高12.0%,2.6%,23.7%,29.7%、和10.6%，其次為200mT處理5min的；而用700mT處理5min，對小麥植株株高、穗長、干物重等性狀產生不利影響，分別比對照降低7.84%,1.28%和 2.54%。
[0005]吳士筠等(2006)用1000mT、1500mT、1800mT、2300mT5種不同恒定磁場對水稻種子處理20min，水稻染色體均出現染色體環等畸變現象，其中包括無著絲粒、有著絲粒環及染色體間缺失后融合的倒“B”型染色體環。磁場對染色體結構的影響是造成水稻遺傳特性改變的重要原因之一。毛寧等(1998)研究認為磁場對DNA的弱氫鍵產生影響，導致構象改變。黃德盈等(1995)通過不同強度磁場對質粒PBR322DNA處理后的確切研究結果亦發現，磁場作用產生了被限制性酶Hinf I識別的新的序列，證明了磁場能引起質粒DNA點突變，也完全可能引起基因的突變。
[0006]但目前尚無發現利用磁化處理技術誘導小麥性狀變異，獲得新種質資源的報導。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種小麥誘變育種的新方法，旨在解決解決傳統的誘變育種誘導小麥發生基因突變，均存在污染大，成本高等的問題。
[0008]本發明是這樣實現的，一種小麥誘變育種的新方法，該小麥誘變育種的新方法的步驟包括:
[0009]步驟一、選擇親本:選擇小麥品種為處理親本；
[0010]步驟二、挑選種子:在播種之前，對即將處理的種子進行人工挑選，選擇飽滿度高的種子，將挑選的種子進行晾曬；
[0011]步驟三、磁化處理種子:將挑選好的種子放入含有磁場的種子磁化機內進行磁化處理，獲得Mtl代種子；
[0012]步驟四、種植并得到M1代變異單株:將磁化處理的M0代種子進行單粒點播；獲得M1代，選擇性狀變異M1代單株，以單株為單位進行收獲、脫粒；
[0013]步驟五、種植并得到M2代變異單株:將第四步獲得M1代單株，以單株為單位進行單粒點播，獲得M2代，選擇性狀變異的單株，以單株為單位收獲、脫粒；
[0014]步驟六、種植并得到M4代變異單株:將第五步入選的仏代變異單株，繼續以單株為單位進行種植，自交純化2次至M4代，以單株為單位收獲、脫粒；
[0015]步驟七、繼續定向培育得到M5代變異單株:將第六步獲得種子定向選育，獲得M5代，以單株為單位收獲、脫粒；
[0016]步驟八、繼續培育得到M6代變異系:將第七步獲得種子選育，獲得M6代，對株系性狀進行鑒定，收獲；
[0017]步驟九、獲得新種質:將第八步獲得種子進行繁種，獲得性狀變異小麥新種質。
[0018]進一步，挑選種子的最佳時間為播種的前4天，對即將處理的種子進行人工挑選，并將挑選的種子晾曬2天。
[0019]進一步，在磁化處理種子時，所用的種子磁化機內的磁場強度為200毫斯特拉，挑選好的種子進行磁化處理的時間為48小時。
[0020]進一步，將磁化處理的Mtl代種子按株距10cm、行距20cm進行單粒點播。
[0021]進一步，M1代單株，以單株為單位按株距10cm、行距20cm進行單粒點播。
[0022]進一步，M0代種子經田間種植得到M1代種子。
[0023]本發明提供的小麥誘變育種的新方法可以誘導小麥多性狀發生變異，后代性狀變異的方向和性質相對穩定，并且入選性狀均比野生型發生顯著變異。該方法與其它誘變方法相比，價格低廉、對人及環境無污染、無傷害，與現有技術相比本發明存在很大的優勢。由于將挑選好的種子放入磁場強度為200mT的種子磁化機內進行磁化處理48小時，獲得Mtl代種子Wtl代種子經田間種植，得到的M1代種子，一部分植株性狀發生變異，并且該變異性狀可以遺傳給下一代；這樣，經過幾代的培育和篩選，可以得到穩定的新種質，并且生物優良性狀明顯，可以大幅度改良性狀，突變率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明提供的小麥誘變育種的新方法的流程圖。【具體實施方式】
[0025]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0026]圖1示出了本發明提供的小麥誘變育種的新方法的流程。為了便于說明，僅僅示出了與本發明相關的部分。
[0027]下面結合附圖及具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。
[0028]本發明實施例是這樣實現的，一種小麥誘變育種的新方法，該方法的步驟包括:
[0029]在步驟SlOl中:親本選擇:選擇綜合性狀優良，豐產潛力大的小麥品種為處理親本。即選擇綜合性狀優良、適應性廣、豐產潛力大的普通小麥(T.aestivum)品種“邯6172”和“石4185”為處理親本，為新種質創造提供優良的遺傳基礎。前者先后通過晉、冀、魯三省和黃淮南片、黃淮北片兩大生態區國家審定。后者自1997年審定以來，一直蟬聯國家、河北省區域試驗對照品種。當然，也可以采用其它綜合性狀優良，豐產潛力大的小麥品種。
[0030]在步驟S102中:挑選種子:在播種之前，對即將處理的種子進行人工挑選，選擇飽滿度高的種子5000粒，并將挑選的種子進行晾曬；
[0031]在步驟S103中:磁化處理種子:將挑選并晾曬后的種子放入含有磁場的種子磁化機內進行磁化處理，獲得M0代 種子；
[0032]在步驟S104中:種植并得到M1代變異單株:將磁化處理的Mtl代種子按一定的株距、行距和行長進行單粒點播；獲得M1代，選擇變異單株，以單株為單位進行收獲、脫粒，M1代各入選120株；
[0033]在步驟S105中:種植并得到M2代變異單株:將第四步獲得M1代單株，以單株為單位按一定的株距、行距和行長進行單粒點播，獲得M2代，選擇矮桿變異單株，以單株為單位收獲、脫粒，M2代各入選130株；
[0034]在步驟S106中:種植并得到M4代矮桿變異單株:將第五步入選的M2代矮桿單株，繼續以單株為單位進行種植，自交純化2次至M4代，同時兼顧抽穗期、千粒重等性狀，以單株為單位收獲、脫粒，M3代各入選60株，M4代各入選30株；
[0035]在步驟S107中:繼續定向培育得到M5代變異單株:將第六步獲得的種子繼續定向選育，獲得M5代，以單株為單位收獲、脫粒，M5代各入選20株；
[0036]在步驟S108中:繼續培育得到M6代變異株系:將第七步獲得的種子繼續選育，獲得M6代，鑒定株系性狀穩定性，對農藝性狀優良的穩定變異株系，混合收獲，結合室內對其他性狀的測量，M6代邯6172選留5個株系、石4185選留12個株系；
[0037]在步驟S109中:獲得新種質:將第八步獲得的種子進行繁種，獲得系列小麥矮桿、大穗、大粒、莖粗、壁厚等新種質。
[0038]進一步，在挑選種子時，最好在播種的前4天，對即將處理的種子進行人工挑選。然后選擇飽滿度高的種子5000粒，并將挑選的種子最好晾曬2天。
[0039]進一步，在磁化處理種子時，所用的種子磁化機內的磁場強度以200mT(毫斯特拉)為最宜，將挑選好的種子放入的進行磁化處理的時間以48小時為最宜。
[0040]進一步，將磁化處理的Mtl代種子最好按株距10cm、行距20cm進行單粒點播^代單株，最好以單株為單位按株距10cm、行距20cm進行單粒點播。[0041]進一步，由于將挑選好的種子放入磁場強度為200mT的種子磁化機內進行磁化處理48小時，獲得M0代種子Wtl代種子經田間種植，得到的M1代種子，一部分發生性狀變異，并且該變異性狀可以遺傳給下一代；這樣，經過幾代的培育和篩選，可以得到穩定的變異新種質。
[0042]進一步，應用上述方法，創造出具有邯6172遺傳背景5個矮桿新種質，株高53.32-60.31cm，農藝性狀表現見下表1。較野生型降低9.69-20.16%;具有石4185遺傳背景12個矮桿、成穗率高、大穗、多小穗、高穗粒數、高千粒重等變異新種質。見表2。其中矮桿新種質Y10-60，株高較野生型降低8.28% ;高成穗率新種質Y10-6，成穗率較野生型提高70.69% ;大穗新種質Y10-3、Y13-33及衡大I號，穗長分別較野生型提高34.67%,48.00%及73.33% ;高千粒重新種質Υ12-3、Υ12-42及Υ13-13，千粒重分別較野生型提高25.57%,17.72%及 25.06%。
[0043]表1矮生新種質性狀表現
【權利要求】
1.一種小麥誘變育種的新方法，其特征在于，該小麥誘變育種的新方法的步驟包括: 步驟一、選擇親本:選擇小麥品種為處理親本； 步驟二、挑選種子:在播種之前，對即將處理的種子進行人工挑選，選擇飽滿度高的種子，將挑選的種子進行晾曬； 步驟三、磁化處理種子:將挑選好的種子放入含有磁場的種子磁化機內進行磁化處理，獲得Mtl代種子； 步驟四、種植并得到M1代變異單株:將磁化處理的Mtl代種子進行單粒點播；獲得M1代，選擇性狀變異M1代單株，以單株為單位進行收獲、脫粒； 步驟五、種植并得到M2代變異單株:將第四步獲得M1代單株，以單株為單位進行單粒點播，獲得M2代，選擇性狀變異的單株，以單株為單位收獲、脫粒； 步驟六、種植并得到M4代變異單株:將第五步入選的仏代變異單株，繼續以單株為單位進行種植，自交純化2次至M4代，以單株為單位收獲、脫粒； 步驟七、繼續定向培育得到M5代變異單株:將第六步獲得種子定向選育，獲得M5代，以單株為單位收獲、脫粒； 步驟八、繼續培育得到M6代變異系:將第七步獲得種子選育，獲得M6代，對株系性狀進行鑒定，收獲； 步驟九、獲得新種質:將第八步獲得種子進行繁種，獲得性狀變異小麥新種質。
2.如權利要求1所述的小麥誘變育種的新方法，其特征在于，挑選種子的最佳時間為播種的前4天，對即將處理的種子進行人工挑選，并將挑選的種子晾曬2天。
3.如權利要求1所述的小麥誘變育種的新方法，其特征在于，在磁化處理種子時，所用的種子磁化機內的磁場強度為200毫斯特拉，挑選好的種子進行磁化處理的時間為48小時。
4.如權利要求1所述的小麥誘變育種的新方法，其特征在于，將磁化處理的Mtl代種子按株距10cm、行距20cm進行單粒點播。
5.如權利要求1所述的小麥誘變育種的新方法，其特征在于,M1代單株，以單株為單位按株距10cm、行距20cm進行單粒點播。
6.如權利要求1所述的小麥誘變育種的新方法，其特征在于，M0代種子經田間種植得到M1代種子。
【文檔編號】A01H1/04GK103503769SQ201310497187
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】趙鳳梧, 李會敏, 趙明輝, 李明哲, 郭安強, 李偉, 柳斌輝, 劉冬成, 張愛民 申請人:河北省農林科學院旱作農業研究所