使有性玉米產(chǎn)生顯性和隱性無融合生殖雜種的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了使有性玉米產(chǎn)生顯性和隱性無融合生殖雜種的方法。利用紅穗軸能自主結(jié)實的4317兼性無融合生殖體玉米作父本和白穗軸不能自主結(jié)實的有性玉米昌72、7131、7132、478和紅穗軸不能自主結(jié)實的有性玉米7133雜交，F(xiàn)1可產(chǎn)生白穗軸能自主結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和紅穗軸不能自主結(jié)實的有性雜種及紅穗軸能自主結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和紅穗軸不能自主結(jié)實的有性雜種，這些有性雜種自交后在F2可分離出淺紅色穗軸或紅色穗軸能自主結(jié)實的隱性無融合生殖雜種。顯性無融合生殖雜種自主結(jié)實率高，后代不發(fā)生分離，是培育不分離雜種的主要父本。隱性無融合生殖雜種自主結(jié)實率較低，純度較差，但通過種植分離也可作為培育不分離雜種的基礎材料。
【專利說明】使有性玉米產(chǎn)生顯性和隱性無融合生殖雜種的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬玉米無融合生殖育種【技術領域】，具體涉及一種使有性玉米產(chǎn)生顯性和隱 性無融合生殖雜種的方法。

【背景技術】
[0002] 玉米無融合生殖育種的根本目標是要培育不分離的雜種，以使其利用雜種優(yōu)勢的 功能，達到固定雜種優(yōu)勢的水平。而培育不分離雜種的主要方法是先用無融合體和有性玉 米雜交，然后在每個世代選擇優(yōu)良的顯性無融合生殖雜種，再和有性親本重復雜交，直至獲 得無融合生殖特性和農(nóng)藝性狀優(yōu)良的顯性無融合生殖雜種。由于無融合體的自主結(jié)實率以 及它們和有性玉米之間的配合力都能影響顯性無融合生殖雜種的水平，從而必然也會影響 培育不分離雜種的進程和效果。因此研究使有性玉米產(chǎn)生顯性和隱性無融合生殖雜種的方 法就成為本發(fā)明要解決的核心技術問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對玉米無融合生殖育種的需要，本發(fā)明公開了使有性玉米產(chǎn)生顯性和隱性無融 合生殖雜種的方法，以獲得顯性和隱性無融合生殖雜種，其中顯性無融合生殖雜種自主結(jié) 實率高，后代不發(fā)生分離，是培育不分離雜種的理想父本，而隱性無融合生殖雜種經(jīng)過種植 選擇后也可作為無融合生殖育種的基礎材料。
[0004] 上述方法是本發(fā)明采用下述技術方案獲得的：
[0005] 使用能自主結(jié)實的無融合體玉米作父本和有性玉米雜交，F(xiàn)1可產(chǎn)生能自主結(jié)實的 顯性無融合生殖雜種和不能自主結(jié)實的有性雜種，這些有性雜種經(jīng)過自交后在F2可分離 出能自主結(jié)實的隱性無融合生殖雜種。
[0006] 在上述技術方案中，作為雜交的父本，可以是能自主結(jié)實的任何兼性無融合體。本 發(fā)明選用4317無融合體為實例，它們的雌穗是紅色穗軸，自主結(jié)實率為53. 4%?96. 6%。 作為母本的有性玉米，應為生產(chǎn)中應用的任何自交系或品種或雜種。為說明問題，本發(fā)明 主要使用昌72、7131、7132、478等雌穗是白穗軸的自交系有性玉米，同時也使用7133等雌 穗是紅穗軸的自交系有性玉米作為比較。方案所說的顯性無融合生殖雜種是無性雜種，它 由父本花粉誘導母本胚珠組織產(chǎn)生，隱性無融合生殖雜種是有性雜種，它由父母本經(jīng)過有 性雜交后再自交產(chǎn)生。這兩種無融合生殖雜種都是本技術方案的必然產(chǎn)物，其主要特征是 它們的雌穗能自主結(jié)實。據(jù)此，可以識別這兩種無融合生殖雜種，但是要準確認識顯性無融 合生殖雜種的來源和性質(zhì)，卻只有借助雜交組合雙親雌穗性狀的標記，才能達到目的。例 如，用雌穗是紅穗軸能自主結(jié)實的4317無融合體作父本，和雌穗是紅穗軸不能自主結(jié)實的 有性玉米7133雜交，F(xiàn)1群體可產(chǎn)生紅穗軸能自主結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和紅穗軸不 能自主結(jié)實的有性雜種，這些有性生殖雜種經(jīng)過自交后，在F2可分離出紅穗軸能自主結(jié)實 的隱性無融合生殖雜種。在這個雜交組合中，父本、母本和F1顯性無融合生殖雜種的雌穗 都是紅穗軸，此時這個顯性無融合生殖雜種究竟是父母本經(jīng)過有性雜交產(chǎn)生的還是母本不 受精產(chǎn)生的，這是一般技術人員難以分辨的。但是如果用雌穗是紅穗軸能自主結(jié)實的4317 無融合體作父本，和雌穗是白穗軸不能自主結(jié)實的有性玉米昌72雜交，F(xiàn)1群體可產(chǎn)生兩種 植株，一種是白穗軸能自主結(jié)實的顯性無融合生殖雜種，另一種是紅穗軸不能自主結(jié)實的 有性雜種，這些有性雜種經(jīng)過自交后，F(xiàn)2可分離出淺紅色穗軸能自主結(jié)實的隱性無融合生 殖雜種。在這個雜交組合中，父本無融合體的雌穗是紅穗軸，而母本有性玉米的雌穗是白穗 軸，F(xiàn)1顯性無融合生殖雜種不僅是白穗軸的玉米，而且?guī)в懈副緹o融合體能自主結(jié)實的特 征。由此可以充分說明，這個顯性無融合生殖雜種的本身是母本不受精產(chǎn)生的，同時也仍然 是一個雜種。
[0007] 上述技術方案的基本原理是，本發(fā)明育成的4317無融合體是兼性無融合生殖，每 個植株兼有無融合生殖和有性生殖兩種生殖方式，其雄穗花序中也含有無融合生殖和有性 生殖兩種花粉。當雌穗是紅穗軸能自主結(jié)實的4317無融合體作父本和白穗軸不能自主結(jié) 實的有性玉米雜交時，父本雄穗中的有性花粉和有性母本通過雙受精產(chǎn)生紅穗軸不能自主 結(jié)實的有性雜種，而父本雄穗中的無融合生殖花粉一方面誘導母本胚珠組織的性母細胞形 成白穗軸能自主結(jié)實的新無融合體，由于這種新無融合體是母本不經(jīng)父本花粉受精同時又 具有父本無融合體自主結(jié)實的特性，故其稱為顯性無融合生殖雜種；另一方面，父本雄穗中 的無融合生殖花粉，也可和有性母本雜交產(chǎn)生紅穗軸不能自主結(jié)實的有性雜種，由于這種 有性雜種自交后，能分離出淺紅色穗軸能自主結(jié)實的新無融合體，故其稱為隱性無融合生 殖雜種。
[0008] 為進一步說明上述技術方案的原理和方法，請參閱本發(fā)明說明書附圖1。
[0009] 由于上述技術方案在使用中，雜交組合雙親性狀相同時，不利于識別顯性無融合 生殖雜種的本質(zhì)，因此本發(fā)明選用紅色穗軸能自主結(jié)實的4317無融合體和白穗軸的有性 玉米雜交作為說明使有性玉米產(chǎn)生顯性和隱性無融合生殖雜種的方法的主要材料。

【具體實施方式】
[0010] 用4317無融合體玉米作父本，與白色穗軸的有性玉米，昌72、7131、7132、478和 紅色穗軸的有性玉米7133作母本相鄰種植，在母本雌穗抽絲前，對其隔離套袋，父本在授 粉前一天也要將其雄穗套袋，當母本雌穗抽絲時，于上午9-11時或下午3-5時拍打父本雄 穗上的套袋收集花粉，撒于雌穗上后繼續(xù)隔離套袋，如此連續(xù)授粉兩次，成熟后收集母本雌 穗，曬干、脫粒收藏，由此可產(chǎn)生各組合代種子。種植各組合代種子，在F1群體中，可 以看到雌穗是白色穗軸能自主結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和有性雜種及雌穗是紅穗軸能 自主結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和有性雜種，這些有性雜種自交的F2也可見到雌穗是淺 紅色能自主結(jié)實的隱性無融合生殖雜種和雌穗是紅色穗軸能自主結(jié)實的隱性無融合生殖 雜種。具體實驗過程詳見表1、表2和實施例1、實施例2。
[0011] 具體操作方法
[0012] 1.次年春季，把每個組合利用4317無融合體作父本雜交的R)種子點播5-6行（6 米行長），出苗后按照常規(guī)進行田間管理，雌穗抽絲前全部嚴格套袋隔離，其中兩株進行自 交作為對照，充分成熟后收獲時可見4317無融合體和白色穗軸有性玉米雜交的各組合F1 植株大部分都是紅穗軸不能自主結(jié)實（這些都是有性雜種），只有少數(shù)套袋的雌穗是白色 穗軸能自主結(jié)實（表1)，這些能自主結(jié)實的白色穗軸雌穗就是F1顯性無融合生殖雜種。與 此同時，可見4317無融合體和紅穗軸有性玉米7133雜交的F1植株大部分都是紅穗軸不能 自主結(jié)實，只有少數(shù)套袋的紅穗軸玉米能夠自主結(jié)實，這些能自主結(jié)實的雌穗就是F1顯性 無融合生殖雜種（實施例2)。
[0013] 2.把上述各組合F1收獲的自主結(jié)實種子單粒點播3-6行，并且把各組合F1自交 種子相鄰種植2行，出苗后按照常規(guī)進行田間管理，抽穗前對這兩種植株雌穗全部嚴格套 袋，充分成熟收獲時可見：①4317無融合體和白穗軸有性玉米雜交的各組合F1自主結(jié)實種 子長成的F2植株都能自主結(jié)實，它們的雌穗仍然都是白穗軸（表2,說明書附圖1)，無雌穗 是紅色穗軸的植株，而7133X4317F1顯性無融合生殖雜種的種子長成的F2植株雌穗全是 紅穗軸，并且都能自主結(jié)實，說明這些植株是母本型的新無融合體，不發(fā)生分離；②F1自交 穗種子長成的F2植株生長很不整齊，它們的雌穗套袋后多不能自主結(jié)實，穗軸是紅色，這 是有性雜種，個別能自主結(jié)實者穗軸是淺紅色或紅色，這是有性雜種分離出的隱性無融合 生殖雜種，數(shù)量較少，純度較差（表1，表2,說明書附圖1及實施例2)。
[0014] 表1. 4317無融合體玉米與有性玉米雜交產(chǎn)生F1顯性和F2隱性無融合生殖雜種 的頻率
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 使有性玉米產(chǎn)生顯性和隱性無融合生殖雜種的方法，其特征在于以雌穗是紅色穗軸 能自主結(jié)實的兼性無融合體4317玉米作父本和不能自主結(jié)實的有性自交系玉米雜交，F(xiàn)1 可產(chǎn)生能自主結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和不能自主結(jié)實的有性雜種，這些有性雜種自交 F2可分離出能自主結(jié)實的隱性無融合生殖雜種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，產(chǎn)生雜交組合，昌72X4317F1雌穗是白色穗軸能自主 結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和有性雜種自交F2產(chǎn)生的雌穗是淺紅色穗軸能自主結(jié)實的隱 性無融合生殖雜種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，產(chǎn)生雜交組合，7131X4317F1雌穗是白色穗軸能自主 結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和有性雜種自交F2產(chǎn)生的雌穗是淺紅色穗軸能自主結(jié)實的隱 性無融合生殖雜種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，產(chǎn)生雜交組合，7132X4317F1雌穗是白色穗軸能自主 結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和有性雜種自交F2產(chǎn)生的雌穗是淺紅色穗軸能自主結(jié)實的隱 性無融合生殖雜種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，產(chǎn)生雜交組合，478 X 4317F1雌穗是白色穗軸能自主結(jié) 實的顯性無融合生殖雜種和有性雜種自交F2產(chǎn)生的雌穗是淺紅色穗軸能自主結(jié)實的隱性 無融合生殖雜種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，產(chǎn)生雜交組合7133 X4317F1，雌穗是紅色穗軸能自主 結(jié)實的顯性無融合生殖雜種和有性雜種自交F2產(chǎn)生的雌穗是紅色穗軸能自主結(jié)實的隱性 無融合生殖雜種。
【文檔編號】A01H1/02GK104145805SQ201410333735
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】董安書 申請人:西北農(nóng)林科技大學