專利名稱：一種低植酸含量玉米的選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低植酸含量玉米的選育方法。
背景技術(shù)：
玉米俗稱為“飼料之王”。玉米總產(chǎn)量的75％用于飼料加工，約占飼料原料總量的60％。因此，玉米面向飼料用途的優(yōu)質(zhì)化，“飼料專用玉米”的研究、開(kāi)發(fā)與利用具有重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義，并對(duì)提升我國(guó)農(nóng)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有雙重影響。對(duì)動(dòng)物而言，玉米中有許多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以不可利用態(tài)存在，還有很多抗?fàn)I養(yǎng)因子，致使玉米的有效營(yíng)養(yǎng)水平下降，并造成環(huán)境污染。植酸磷、植酸鈣等植酸鹽就是其中典型的例子。因此，提高可利用態(tài)營(yíng)養(yǎng)的比例，減少抗?fàn)I養(yǎng)因子含量不失為一個(gè)可以兼顧優(yōu)質(zhì)和綠色、環(huán)保、高效的育種方向。
植酸是玉米籽粒中廣泛存在的一種有機(jī)酸(6-肌醇磷酸)。玉米籽粒中Ca、Fe、Zn等礦物營(yíng)養(yǎng)大部分以植酸鹽的形式存在，不能被人、豬、雞、鴨等單胃動(dòng)物吸收利用。攝入體內(nèi)的植酸還會(huì)進(jìn)一步和其它來(lái)源的微量礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素結(jié)合形成植酸鹽，造成這些營(yíng)養(yǎng)元素的生物有效性下降，從而加劇微量營(yíng)養(yǎng)缺乏癥。雖然在飼料中添加植酸酶可起到類似的作用，但對(duì)飼料加工工藝有很多限制，且最高只能達(dá)到80％的分解率，成本又較高。另外，玉米籽粒中65-80％磷(P)以植酸磷形式存在，這些植酸磷等植酸(鹽)不能被人和單胃動(dòng)物吸收利用，隨糞便排出，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，特別是水體富營(yíng)養(yǎng)化；由于土壤中也缺乏分解微生物，即使畜禽糞便作有機(jī)肥還田仍不能被作物吸收利用。我國(guó)土壤普遍缺磷，提高磷(肥)利用率對(duì)降低農(nóng)產(chǎn)品成本、減少環(huán)境富集有重要意義，可實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有的土地上生產(chǎn)更多的糧食。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種功能與環(huán)保型的低植酸含量玉米的選育方法。
本發(fā)明的低植酸含量玉米的選育方法，其特征是包括以下步驟1)取常規(guī)玉米品種或雜交種親本的干種子、成熟胚、幼胚或花藥外植體及其誘導(dǎo)形成的愈傷組織為試驗(yàn)材料，用鈷-60、銫-137、離子注入、空間技術(shù)、疊氮化鈉、甲基磺酸乙酯誘變劑進(jìn)行誘變處理；2)種植誘變材料，在植株開(kāi)花時(shí)人工授粉自交，授粉后套袋以防串粉，成熟時(shí)混收誘變二代種子；
3)種植誘變二代，開(kāi)花時(shí)仍人工授粉自交，成熟時(shí)按以下兩種方進(jìn)行收獲種植(1)按單株收獲、脫粒誘變?nèi)N子；(2)混收誘變?nèi)N子，種植誘變?nèi)?，人工授粉自交，成熟時(shí)按單株收獲、脫粒誘變四代種子；4)對(duì)按單株收獲、脫粒的誘變?nèi)蛘T變四代種子進(jìn)行單獨(dú)編號(hào)，隨機(jī)取成熟種子以單籽粒為單位，采取常規(guī)測(cè)定無(wú)機(jī)磷含量的方法間接篩選低植酸突變，選留測(cè)定籽粒提取液全部或幾粒染成藍(lán)色的余留種子，淘汰籽粒提取液未染成藍(lán)色的種子；5)將全部或幾粒染成藍(lán)色的余留種子按株系種植，人工授粉自交，按單株收獲、脫粒，以單籽粒為單位分析驗(yàn)證低植酸突變的穩(wěn)定性及其純合性(1)若株系內(nèi)各單株的籽粒提取液均染成藍(lán)色，表明該株系低植酸突變已純合；(2)若株系內(nèi)個(gè)別單株的籽粒提取液均染成藍(lán)色，表明該單株低植酸突變已純合，若單株的籽粒提取液僅有幾粒染成藍(lán)色，表明突變未穩(wěn)定；(3)若單株的籽粒提取液未染成藍(lán)色，表明突變?yōu)榧偻蛔儯?)評(píng)價(jià)純合低植酸突變的等位性及其對(duì)農(nóng)藝性狀和配合力的影響，對(duì)未穩(wěn)定的突變，進(jìn)行深入篩選。
7)篩選農(nóng)藝性狀好、配合力強(qiáng)的低植酸突變玉米突變系，或以低植酸突變系為親本配制雜交種，最終得低植酸含量玉米。
本發(fā)明具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)1)以本發(fā)明方法選育出的低植酸含量玉米為原材料生產(chǎn)綠色飼料，可實(shí)現(xiàn)在飼料生產(chǎn)過(guò)程中免除添加植酸酶和磷酸二氫鈣，降低生產(chǎn)成本，增加動(dòng)物對(duì)飼料中鐵、鈣、鋅等微量元素的有效吸收，減輕環(huán)境中磷的富集化問(wèn)題。
2)通過(guò)食用該類低植酸含量玉米，可用于解決人體的鐵、鈣、鋅等微量元素缺乏問(wèn)題。
3)低植酸含量玉米的推廣種植，可提高土壤磷肥的利用率，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有的土地上生產(chǎn)更多的糧食。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)具體實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1物理誘變玉米品種黃C選育低植酸含量玉米1pa-HC2取玉米品種黃C的未成熟胚，誘導(dǎo)形成愈傷組織，用鈷-60的γ射線誘變處理，照射劑量為5Gy。將上述愈傷組織分化成苗，種植誘變當(dāng)代植株，人工授粉自交并套袋隔離，混收所有誘變一代植株的種子?；旌戏N植誘變二代群體15000株，人工授粉自交并套袋隔離，按單株收獲誘變?nèi)N子，單株脫粒并進(jìn)行編號(hào)。隨機(jī)取8粒成熟種子以單籽粒為單位，采取常規(guī)測(cè)定無(wú)機(jī)磷含量的方法間接篩選低植酸突變，選留測(cè)定籽粒提取液全部或幾粒染成藍(lán)色的種子，淘汰籽粒提取液未染成藍(lán)色的種子。將全部或幾粒染成藍(lán)色的余留種子按株系種植M3，授粉自交，按單株收獲、脫粒，繼續(xù)測(cè)定無(wú)機(jī)磷含量驗(yàn)證突變的穩(wěn)定性及其純合性，發(fā)現(xiàn)3個(gè)株系內(nèi)各單株的籽粒提取液均染成藍(lán)色證實(shí)這些突變株系的低植酸已純合，分別編號(hào)為1pa-HC1、1pa-HC2、1pa-HC3。8個(gè)株系內(nèi)個(gè)別單株的籽粒提取液全染成藍(lán)色，共篩選純合的低植酸突變單株19個(gè)，12個(gè)單株低植酸突變未穩(wěn)定純合，僅有幾粒籽粒提取液染成藍(lán)色；2個(gè)上代幾粒染成藍(lán)色的，發(fā)現(xiàn)上代為假陽(yáng)性。種植誘變四代的1pa-HC1、1pa-HC2、1pa-HC3和19個(gè)株系，觀察農(nóng)藝性狀和配合力，篩選農(nóng)藝性狀好、配合力強(qiáng)的低植酸含量玉米1pa-HC2。
實(shí)施例2化學(xué)誘變劑甲基磺酸乙酯玉米品種X178選育低植酸含量玉米1pa-X178取玉米品種X178的干種子3000粒，用化學(xué)誘變劑甲基磺酸乙酯在室溫(20-25℃)下誘變處理，處理濃度為2Mm/L·h。種植誘變當(dāng)代種子，人工授粉自交并套袋隔離，混收所有誘變一代植株的種子。混合種植誘變二代群體6000株，人工授粉自交并套袋隔離，混收誘變?nèi)N子?；旌戏N植誘變?nèi)后w35000株，人工授粉自交并套袋隔離，按單株收獲、脫粒誘變四代種子并進(jìn)行編號(hào)。隨機(jī)取8粒成熟種子以單籽粒為單位，采取常規(guī)測(cè)定無(wú)機(jī)磷含量的方法間接篩選低植酸突變，發(fā)現(xiàn)5個(gè)單株的籽粒提取液全部染成藍(lán)色，11個(gè)單株的籽粒提取液幾粒染成藍(lán)色，淘汰籽粒提取液未染成藍(lán)色的種子。將全部或幾粒染成藍(lán)色的余留種子按株系種植誘變四代，授粉自交，按單株收獲、脫粒，繼續(xù)測(cè)定無(wú)機(jī)磷含量驗(yàn)證突變的穩(wěn)定性及其純合性，證實(shí)5個(gè)全部染成藍(lán)色的株系低植酸突變已純合。11個(gè)籽粒提取液幾粒染成藍(lán)色的單株后代中1個(gè)為假陽(yáng)性，其它10個(gè)單株發(fā)現(xiàn)26個(gè)低植酸已純合的單株。種植誘變五代的低植酸突變株系，觀察農(nóng)藝性狀和配合力，并研究不同株系突變的遺傳等位性，篩選農(nóng)藝性狀好、配合力強(qiáng)的低植酸含量玉米1pa-X178。
實(shí)施例3以低植酸含量玉米1pa-HC2為親本雜交回交選育低植酸含量玉米以低植酸含量玉米1pa-HC2為父本，與普通玉米品種黃野四雜交，種植雜種一代，人工授粉自交并套袋隔離，混收所有雜種一代植株的雜種二代種子?；旌戏N植雜種二代群體5000株，人工授粉自交并套袋隔離，按單株收獲并脫粒雜種三代種子。隨機(jī)取8粒成熟雜種三代種子，以單籽粒為單位，采取測(cè)定無(wú)機(jī)磷含量的方法間接篩選低植酸含量材料，選留測(cè)定籽粒提取液全部或幾粒染成藍(lán)色的種子，淘汰籽粒提取液未染成藍(lán)色的種子。將全部或幾粒染成藍(lán)色的余留種子按株系種植雜種三代，授粉自交，按單株收獲、脫粒，繼續(xù)測(cè)定無(wú)機(jī)磷含量驗(yàn)證突變的穩(wěn)定性及其純合性。種植雜種四代至雜種六代世代低植酸純合的株系，觀察農(nóng)藝性狀和配合力，最終選育出農(nóng)藝性狀好、配合力強(qiáng)的低植酸含量玉米。
權(quán)利要求
1.一種低植酸含量玉米的選育方法，其特征是包括以下步驟1)取常規(guī)玉米品種或雜交種親本的干種子、成熟胚、幼胚或花藥外植體及其誘導(dǎo)形成的愈傷組織為試驗(yàn)材料，用鈷-60、銫-137、離子注入、空間技術(shù)、疊氮化鈉、甲基磺酸乙酯誘變劑進(jìn)行誘變處理；2)種植誘變材料，在植株開(kāi)花時(shí)人工授粉自交，授粉后套袋以防串粉，成熟時(shí)混收誘變二代種子；3)種植誘變二代，開(kāi)花時(shí)仍人工授粉自交，成熟時(shí)按以下兩種方進(jìn)行收獲種植(1)按單株收獲、脫粒誘變?nèi)N子；(2)混收誘變?nèi)N子，種植誘變?nèi)?，人工授粉自交，成熟時(shí)按單株收獲、脫粒誘變四代種子；4)對(duì)按單株收獲、脫粒的誘變?nèi)蛘T變四代種子進(jìn)行單獨(dú)編號(hào)，隨機(jī)取成熟種子以單籽粒為單位，采取常規(guī)測(cè)定無(wú)機(jī)磷含量的方法間接篩選低植酸突變，選留測(cè)定籽粒提取液全部或幾粒染成藍(lán)色的余留種子，淘汰籽粒提取液未染成藍(lán)色的種子；5)將全部或幾粒染成藍(lán)色的余留種子按株系種植，人工授粉自交，按單株收獲、脫粒，以單籽粒為單位分析驗(yàn)證低植酸突變的穩(wěn)定性及其純合性(1)若株系內(nèi)各單株的籽粒提取液均染成藍(lán)色，表明該株系低植酸突變已純合；(2)若株系內(nèi)個(gè)別單株的籽粒提取液均染成藍(lán)色，表明該單株低植酸突變已純合，若單株的籽粒提取液僅有幾粒染成藍(lán)色，表明突變未穩(wěn)定；(3)若單株的籽粒提取液未染成藍(lán)色，表明突變?yōu)榧偻蛔儯?)評(píng)價(jià)純合低植酸突變的等位性及其對(duì)農(nóng)藝性狀和配合力的影響，對(duì)未穩(wěn)定的突變，進(jìn)行深入篩選。7)篩選農(nóng)藝性狀好、配合力強(qiáng)的低植酸突變玉米突變系，或以低植酸突變系為親本配制雜交種，或以低植酸含量玉米為親本，采取雜交或回交等方法選育低植酸含量玉米，最終得低植酸含量玉米。
全文摘要
本發(fā)明涉及低植酸含量玉米的選育方法。該方法以常規(guī)玉米品種或雜交種的親本為試驗(yàn)材料，用誘變劑進(jìn)行誘變處理，在誘變二代或誘變?nèi)扇y(cè)定無(wú)機(jī)磷含量的方法間接篩選低植酸突變，并于誘變?nèi)蛘T變四代評(píng)價(jià)低植酸突變表達(dá)的穩(wěn)定性和純合與否。在此基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)不同低植酸突變的遺傳控制、農(nóng)藝性狀和配合力，選育出低植酸含量玉米。以本發(fā)明方法選育出的低植酸含量玉米為原材料生產(chǎn)綠色飼料，可免除添加植酸酶和磷酸二氫鈣，降低生產(chǎn)成本，增加動(dòng)物對(duì)飼料中鐵、鈣、鋅等微量元素的有效吸收；通過(guò)食用該類低植酸含量的玉米，可解決人體鐵、鈣、鋅等微量元素缺乏的問(wèn)題。同時(shí)，低植酸含量玉米的推廣種植，將提高土壤磷肥的利用率，減輕環(huán)境中磷的富集化。
文檔編號(hào)A01H1/06GK1528124SQ20031010800
公開(kāi)日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
發(fā)明者吳殿星, 舒慶堯 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)