玉米和水稻的遠(yuǎn)緣雜交方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在農(nóng)作物栽培領(lǐng)域，特別是一種玉米和水稻的遠(yuǎn)緣雜交方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玉米和水稻同屬禾本科草本植物，玉米歸玉蜀黍?qū)?，水稻是稻屬，兩種作物同科不同屬，兩者的嫁接和雜交屬于遠(yuǎn)緣結(jié)合，有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度。
[0003]1951年出版的《達(dá)爾文全集》中指出:“無性雜交就是指形成新事物的因素，不一定要在雌性或雄性性器官內(nèi)形成，它們在細(xì)胞組織內(nèi)在沒有性器官時也能夠結(jié)合，從而產(chǎn)生具有兩個親本類型的形狀的新芽之原基” ;1955年出版的《米丘林全集》介紹了米丘林一生創(chuàng)造了五百多個新品種，他采用蒙導(dǎo)法解決遠(yuǎn)緣雜交的困難，把無性和有性遠(yuǎn)緣雜交作為獲得具有新遺傳基礎(chǔ)植物的手段之一，培育出大量新品種；2009年6月22日《農(nóng)業(yè)技術(shù)周報》報道發(fā)表與美國科學(xué)雜志《Science》的研究成果:嫁接可使遺傳信息交換。這篇論文是德國科學(xué)家在煙草嫁接試驗中采用熒光標(biāo)志基因技術(shù)，證明嫁接部位頻繁發(fā)生基因交流的事實，并提出一項觀點“嫁接是基因跨越不同物種的障礙而自由轉(zhuǎn)移的一種新途徑”；另外，《遺傳學(xué)》(高等教育出版社，1991年，劉祖洞著)、《作物遺傳育種知識》(上?？萍汲霭嫔纾?979年，童一中著)、《醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)》(2004年，人民衛(wèi)生出版社，宋今丹等編著)、《植物學(xué)》(2004年，上?？萍汲霭嫔?，李揚漢編著)和《簡明農(nóng)業(yè)詞典遺傳育種分冊》(1979年，科學(xué)出版社)等文獻(xiàn)對遺傳信息均有所介紹。
[0004]根據(jù)我們的檢索，1959年01期《生物學(xué)通報》一篇名為《驚人的創(chuàng)舉蔣少芳培育成功水稻新品種》中提到:“早在1955年，他利用玉米和水稻進(jìn)行無性雜交(嫁接)，……培育出新的品種，這雜種株高5尺多，分蘗達(dá)100多，穗長一尺，每穗500粒，開辟了單子葉植物嫁接的新途徑”。但是該文獻(xiàn)中只是出現(xiàn)文字性的描述其雜交植株特征，并未提及具體的無性雜交(嫁接)方法。除此之外，相關(guān)的技術(shù)尚未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種玉米和水稻的遠(yuǎn)緣雜交方法，培育出適應(yīng)性強、病蟲害少、株型緊湊的水稻新品種，將四碳植物(玉米)光呼吸強度低、光合效率高的獨特生理優(yōu)勢融合到三碳植物(水稻)上來，以大幅度的提高水稻等重要糧食的產(chǎn)量。
[0006]本發(fā)明的目的按照下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種玉米和水稻的遠(yuǎn)緣雜交方法，分為親本選擇預(yù)處理、嫁接、育苗與定植四步，第一步，親本選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的品種，預(yù)處理包括:
[0008]I)種子浸泡:將消毒干凈的玉米、水稻種子在水中浸泡20-25小時；
[0009]2)催芽:種子泡脹后放在干凈的培養(yǎng)皿中催芽，溫度保持在20-25度，待胚芽長到
1.5CM-2CM時準(zhǔn)備嫁接；
[0010]第二步，嫁接:將玉米胚芽斜向切除一部分，同樣斜向切下水稻胚芽并將切下的水稻胚芽迅速貼合到玉米胚芽切口上，接穗與砧木貼合中心穿插固定簽，扎緊接合部；
[0011]第三步，育苗:把固定好的嫁接苗一個個輕放在鋪墊著潮濕濾紙的容器中預(yù)培，濕度80-85度，預(yù)培3-5天，接穗和砧木的愈傷組織基本結(jié)合，接穗開始吐露新葉，移植到育苗杯的基質(zhì)中育苗；
[0012]第四步，定植:育苗10-15天長出2片真葉時，選傍晚或陰天將嫁接苗定植到田間生長，土壤保持濕潤。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
[0014]I)提供一種新的玉米與水稻的遠(yuǎn)緣雜交方法；
[0015]2)按照本發(fā)明提供的方法能夠使得獲取的玉米水稻雜交植株成活并結(jié)實；
[0016]3)按照本發(fā)明提供的方法培育的玉米水稻雜交植株具有明顯的變水稻為旱稻，生長加快，發(fā)育提前等特點，雜交植株生長僅90多天，便抽穗結(jié)實，遠(yuǎn)低于一般水稻的生長周期4個月(南方地區(qū))至7個月(北方地區(qū))時間；
[0017]4)按照本發(fā)明提供的方法培育的玉米水稻雜交植株具有有效分蘗3-4株，為大幅度提聞水稻廣量提供實踐基礎(chǔ)；
[0018]5)按照本發(fā)明提供的方法培育的玉米水稻雜交植株就其生長自然環(huán)境而言，2014年銀川地區(qū)秋季天氣陰冷，光照不足，該雜交植株仍然生長健壯，未發(fā)生病蟲害，為培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)適應(yīng)性強的水稻或者旱稻提供新的途徑；
[0019]6)按照本發(fā)明提供的方法培育的玉米水稻雜交植株，將四碳植物(玉米)的獨特優(yōu)勢融合到三碳植物(水稻)上來，為大幅度提高水稻等重要糧食的產(chǎn)量提供實踐基礎(chǔ)；
【附圖說明】
[0020]圖1為完成嫁接的玉米水稻胚芽照片，其中穿過胚芽、橫向放置的為銀針，銀針下方為水稻胚芽，上方為玉米胚芽、胚根及種子；
[0021]圖2為生出胚芽的水稻；
[0022]圖3為生出胚芽的玉米；
[0023]圖4為嫁接用水稻胚芽；
[0024]圖5為切除胚芽后以便嫁接使用的玉米親本；
[0025]圖6為嫁接成活的玉米水稻幼株；
[0026]圖7為嫁接后正常生長的玉米水稻植株；
[0027]圖8為嫁接后結(jié)實的玉米水稻植株；
[0028]圖9為成熟后收獲的玉米水稻全株。
【具體實施方式】
[0029]第一步，首先要選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的親本:
[0030]1.砧木和接穗的選擇:
[0031]1.1砧木玉米的選擇:遠(yuǎn)緣嫁接時，主要通過砧木供應(yīng)接穗營養(yǎng)物質(zhì)交流遺傳信息來影響接穗，因此，砧木應(yīng)選擇遺傳性穩(wěn)定的品種，最好是適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的純種。
[0032]1.2接穗水稻的選擇:應(yīng)選擇遺傳可塑性大、保守性小，個體發(fā)育時間短的水稻幼芽作接穗，容易得到遠(yuǎn)緣無性雜種或變異大的育種資源，要特別注重從結(jié)合部培育接穗幼芽。
[0033]1.3本實施例中，玉米親本選擇用“西蒙5號”;水稻親本選擇用“寧粳43號”。
[0034]2.親本預(yù)處理:
[0035]2.1種子浸泡:將篩選過的親本(玉米和水稻)種子消毒干凈，之后在水中浸泡20-25小時，具體時間依實際室溫而定，種子泡脹即可。
[0036]2.2催芽:將泡脹的玉米和水稻種子放在干凈的培養(yǎng)器皿中催芽，溫度保持在20-25度，待胚芽長到1.5CM-2.0CM時嫁接，生出胚芽的水稻和玉米分別如圖2和圖3所示。
[0037]第二步，遠(yuǎn)緣嫁接的技術(shù)程序及技巧:
[0038]3.程序:砧木斜向切除部分胚芽一從水稻上斜向切下胚芽做接穗一砧木與接穗切口貼合一結(jié)合部橫向穿插固定簽一扎緊結(jié)合部。
[0039]3.1嫁接技巧:切除砧木和接穗胚芽時，嫁接:將玉米胚芽斜向切除一部分，如圖5所示，同樣斜向切下水稻胚芽并將切下的水稻胚芽，將圖4所示的水稻胚芽迅速貼合到玉米胚芽切口上，砧木與接穗胚芽迅速貼合后，在接穗與砧木貼合中心穿插針灸用細(xì)銀針。
[0040]斜向切除胚芽的目的是增大砧木與接穗的貼合面積；用細(xì)銀針扎緊砧木和接穗接合部，扎緊的目的在于使砧木和接穗同時產(chǎn)生微創(chuàng)，使砧木和接穗在愈合過程中遺傳信息得到更好交流。
[0041]嫁接完成的玉米水稻幼苗如圖1所示。
[0042]第三步，育苗:
[0043]4.把固定好的嫁接苗一個個輕放在鋪墊著潮濕濾紙的容器中預(yù)培，濕度80-85度，預(yù)培3-5天。
[0044]4.1關(guān)于育苗的說明:把固定好的嫁接苗一個個輕放在鋪墊著潮濕濾紙的容器中預(yù)培，濕度80-85度，預(yù)培3-5天，此時，接穗和砧木的愈傷組織基本結(jié)合，接穗開始吐露新葉，之后將吐露新葉的嫁接幼株移植到育苗杯的基質(zhì)中育苗；
[0045]第四步，定植:
[0046]5.育苗10-15天長出2片真葉時，選傍晚或陰天將嫁接苗定植到田間生長，土壤保持濕潤，此時，玉米水稻嫁接幼株可以正常生長，如圖6所示。
[0047]后續(xù)仍然需要進(jìn)行細(xì)心的田間管理，并進(jìn)行觀察記錄，按照常規(guī)注意濕度、溫度和光照條件，形成層長出的愈傷組織很容易失水變干而使雜交植株干枯死亡，必須進(jìn)行松土、澆水、施肥等相關(guān)操作，直至雜交植株生長(如圖7所示)、成熟(如圖8所示)，嫁接植株最后收割玉米水稻雜交種子(如圖9所示)。
[0048]至此，本實施例完成。
【主權(quán)項】
1.一種玉米和水稻的遠(yuǎn)緣雜交方法，其特征在于:分為親本選擇預(yù)處理、嫁接、育苗與定植四步: 第一步，親本選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的品種，預(yù)處理包括: 1)種子浸泡:將消毒干凈的玉米、水稻種子在水中浸泡20-25小時； 2)催芽:種子泡脹后放在干凈的培養(yǎng)皿中催芽，溫度保持在20-25度，待胚芽長到1.5CM-2CM時準(zhǔn)備嫁接； 第二步，嫁接:將玉米胚芽斜向切除一部分，同樣斜向切下水稻胚芽并將切下的水稻胚芽迅速貼合到玉米胚芽切口上，接穗與砧木貼合中心穿插固定簽，扎緊接合部； 第三步，育苗:把固定好的嫁接苗一個個輕放在鋪墊著潮濕濾紙的容器中預(yù)培，濕度80-85度，預(yù)培3-5天，接穗和砧木的愈傷組織基本結(jié)合，接穗開始吐露新葉，移植到育苗杯的基質(zhì)中育苗； 第四步，定植:育苗10-15天長出2片真葉時，選傍晚或陰天將嫁接苗定植到田間生長，土壤保持濕潤。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種玉米和水稻的遠(yuǎn)緣雜交方法，分為親本選擇預(yù)處理、嫁接、育苗與定植四步，第一步，親本選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的品種，預(yù)處理包括種子浸泡和催芽；第二步，嫁接：將玉米胚芽斜向切除一部分，斜向切下水稻胚芽并將水稻胚芽迅速貼合到玉米胚芽切口上，接穗與砧木貼合中心穿插固定簽，扎緊接合部；第三步，育苗：把固定好的嫁接苗一個個輕放在鋪墊著潮濕濾紙的容器中預(yù)培，濕度80-85度，預(yù)培3-5天，接穗和砧木的愈傷組織基本結(jié)合，接穗開始吐露新葉，移植到育苗杯的基質(zhì)中育苗；第四步，定植：育苗10-15天長出2片真葉時，選傍晚或陰天將嫁接苗定植到田間生長，土壤經(jīng)常保持濕潤；本發(fā)明為大幅度提高水稻產(chǎn)量提供新途徑。
【IPC分類】A01H1/02
【公開號】CN105706897
【申請?zhí)枴緾N201410726900
【發(fā)明人】王成玉, 馬貴齡, 王少軍
【申請人】王成玉, 馬貴齡, 王少軍