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一種利用花培單倍體篩選優(yōu)良耐鹽株系的小麥耐鹽育種方法與流程

文檔序號:11879515閱讀:619來源:國知局

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種能夠顯著縮短小麥耐鹽育種周期、大大加快小麥耐鹽育種速度的利用花培單倍體篩選優(yōu)良耐鹽株系的小麥耐鹽育種方法。



背景技術(shù):

土壤鹽漬化是一個世界性的資源問題和生態(tài)問題。據(jù)統(tǒng)計,全球有各種鹽漬土約9.5億公頃,占全球陸地面積的10%,廣泛分布于100多個國家和地區(qū)。而且,全球灌溉土地面積中,約50%的土地在不同程度地遭受著土壤鹽堿化的危害,由于土壤的次生鹽漬化,全球鹽漬化面積還在迅速增加。土壤鹽漬化的發(fā)展,帶來了嚴重的經(jīng)濟損失和生態(tài)危害。來自世界糧農(nóng)組織和教科文組織的統(tǒng)計表明,全世界灌溉土地約有一半不同程度遭受鹽漬化危害,每年約有100萬公頃土地因土壤的次生鹽漬化而廢棄。我國鹽堿化土壤主要分布在華北、西北、東北、黃泛區(qū)和濱海地帶,總面積達4萬公頃,約占總耕地面積的10%,是世界上鹽堿土較多的國家之一,而且鹽堿土面積還將不斷擴大,土地鹽堿化形勢十分嚴峻。為了合理開發(fā)和利用鹽堿土地資源,人們進行了不懈的努力,采取了多種措施。在鹽堿地利用的眾多方式中,篩選利用耐鹽植物新品種是改良鹽堿地最經(jīng)濟有效的方法之一。

小麥是世界上分布區(qū)域最廣,總產(chǎn)量最高,貿(mào)易額最大的糧食作物,同時小麥是我國主要的糧食作物之一,產(chǎn)量僅次于水稻,在國民經(jīng)濟中占重要地位,也是我國鹽堿地地區(qū)主要栽培作物。因此,培育耐鹽小麥新品種,成為小麥育種工作的重要任務(wù)之一。

目前小麥耐鹽育種方法主要有選擇育種、雜交育種、誘變育種和基因工程的方法,其中雜交育種仍是培育小麥耐鹽品種較為普遍的方法。我國利用雜交育種已培育出的耐鹽小麥品種有德選1號、德抗961、魯麥10號、輪抗6號、輪抗7號、新春16、新春29和新冬34等。印度和巴基斯坦采用雜交育種育成的品種有KRL1-4、KRL19、LU26S和SARC-1等。但是雜交育種具有篩選工作量大、育種周期長、費時費力的缺點,誘變育種具有誘變效率低、工作量大的缺點,已越來越不能滿足育種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而基因工程育種依賴于小麥耐鹽基因的發(fā)掘,未能得到普遍性的應(yīng)用。

與傳統(tǒng)的育種方法相比,單倍體育種可以縮短育種時間提高選擇效率。從20世紀70年代以來,單倍體育種技術(shù)已廣泛用于小麥育種,至今已培育出許多優(yōu)良品種,是小麥育種的有效途徑之一,而且單倍體誘導(dǎo)可以與分子標記和遺傳操作技術(shù)相結(jié)合用于作物的遺傳改良研究。目前,小麥單倍體育種主要是通過花藥培養(yǎng)途徑來實現(xiàn)的。

小麥屬中度耐鹽植物,當土壤鹽分超過一定限度時,小麥生長會受到抑制,輕則生長發(fā)育受到影響,重則造成植株死亡。研究發(fā)現(xiàn),在小麥在不同生育時期都具有耐鹽堿性,小麥組織細胞分化過程已顯著表現(xiàn)出耐感的差異。國內(nèi)外一些科研單位已采用鹽處理小麥組織的方法來進行小麥耐鹽變異體的篩選,也有將小麥花藥培養(yǎng)篩選耐鹽變異體培育小麥耐鹽品種的報道,但是在小麥單倍體途徑的拓展利用上有所缺乏。普通小麥是6倍體,體細胞中含有6個染色體組,42條染色體,基因組龐大,小麥耐鹽機理非常復(fù)雜,是大量基因協(xié)調(diào)表達的結(jié)果,其中鹽誘導(dǎo)表達基因的作用非常重要,小麥對鹽分的抗性受數(shù)量性狀控制,基因的補償效應(yīng)導(dǎo)致常規(guī)的小麥組織對鹽害的抵抗消弱了小麥組織鹽處理的敏感性,導(dǎo)致常規(guī)的耐鹽篩選敏感性不強。

通?;ㄋ幣囵B(yǎng)育種階段會產(chǎn)生大量的小麥單倍體植株,常規(guī)的花藥培養(yǎng)途徑中誘導(dǎo)培養(yǎng)階段和分化培養(yǎng)階段應(yīng)盡量減少單倍體植株的比例,通過自然加倍或者人工誘導(dǎo)加倍來盡量實現(xiàn)單倍體植株恢復(fù)倍性。然而,單倍體植株由于其染色體組和染色體數(shù)量減半,單倍體植株對鹽處理的敏感性大大提高,成為我們的重點研究方向。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是針對常規(guī)小麥耐鹽育種的缺陷,提供了一種顯著縮短小麥耐鹽育種周期、大大加快小麥耐鹽育種速度的利用花培單倍體篩選優(yōu)良耐鹽株系的小麥耐鹽育種方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的:

一種利用花培單倍體篩選優(yōu)良耐鹽株系的小麥耐鹽育種方法,其特征在于:該育種方法的步驟如下:

(1)篩選小麥耐鹽資源和育種主干親本:采用鹽池鑒定法對小麥資源庫各材料進行耐鹽性鑒定,選取相對鹽害指數(shù)低于8%的小麥品種或家系作為小麥耐鹽資源;選擇小麥耐鹽性不足但農(nóng)藝性狀優(yōu)良的地方主栽品種作為育種主干親本;正季種植小麥耐鹽資源和育種主干親本;

(2)確定小麥耐鹽篩選壓:選取步驟(1)種植的小麥耐鹽資源和育種主干親本的花藥分別進行花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得花藥愈傷,在分化培養(yǎng)基中加入梯度濃度的NaCl溶液,然后將小麥耐鹽資源和育種主干親本的花藥愈傷轉(zhuǎn)移到該分化培養(yǎng)基中進行分化培養(yǎng),篩選小麥耐鹽資源和育種主干親本花藥愈傷分化率均為0.75%~1.5%的分化培養(yǎng)基添加的NaCl濃度,將二者的平均值濃度的NaCl溶液確定為小麥耐鹽篩選壓;

(3)將小麥耐鹽資源和育種主干親本雜交,獲得F1雜交種:將步驟(1)正季種植的小麥耐鹽資源和育種主干親本雜交,獲得F1雜交種;

(4)F1雜交種花培獲得單倍體植株:F1雜交種正季播種種植,選取健壯主穗花藥進行花藥誘導(dǎo)培養(yǎng),獲得花藥愈傷組織,并挑選直徑0.5~0.8cm的花藥愈傷接種于添加了小麥耐鹽篩選壓的分化培養(yǎng)基中分化培養(yǎng),獲得單倍體植株;

(5)單倍體植株繼代壯根:待單倍體植株苗長至3~5cm之后轉(zhuǎn)接于生根培養(yǎng)基進行繼代壯根,15d后可觀察到單倍體植株生長出旺盛的白色根系,打開封口膜煉苗;

(6)單倍體植株浸根加倍:將壯根并煉苗后的小麥單倍體植株取出,洗凈根部培養(yǎng)基殘留,剪去部分根須,留根長度2~3cm,用添加了2%二甲基亞砜+0.5‰秋水仙堿溶液浸泡根系,25℃條件下處理24h,處理結(jié)束后再用清水將藥液沖洗干凈,然后將植株移栽到溫室中,遮陰5~7d后常規(guī)栽培管理;

(7)花培苗單株收種獲得花培家系,進一步農(nóng)藝性狀、耐鹽性篩選獲得小麥耐鹽新品系:溫室種植小麥花培苗,單株收種獲得小麥耐鹽新家系,不同花培家系進一步大田播種,農(nóng)藝性狀、耐鹽性篩選獲得農(nóng)藝形狀良好且耐鹽性得到改良的小麥新品系。

所述步驟(1)中對小麥資源庫各材料進行耐鹽性鑒定的鹽池鑒定法的具體步驟為:將鹽池中鹽分濃度控制在0.42%~0.48%,設(shè)置淡水池作為對照,鑒定材料按株系種植,每個株系種植2行,每行20株,株距3cm,行距20cm,待小麥生長至起身-拔節(jié)期和孕穗期,調(diào)查記載單株鹽害癥狀和鹽害級別,計算相對鹽害指數(shù)。

所述單株鹽害級別的分級標準為:生長發(fā)育正常、不表現(xiàn)任何鹽害癥狀為0級,生長發(fā)育基本正常、葉尖略有鹽害表現(xiàn)為1級,生長發(fā)育接近正常、基部葉片干枯、中上部葉片1/3表現(xiàn)鹽害為2級,生長發(fā)育受抑制、基部葉片及中部葉片干枯、上部葉片1/2表現(xiàn)鹽害為3級,生長發(fā)育嚴重受抑制、只上部頂端有綠葉為4級,植株死亡或臨近死亡為5級;所述相對鹽害指數(shù)的計算方法為:相對鹽害指數(shù)=分級記載的株數(shù)與該級別數(shù)值乘積的總和/(調(diào)查總株數(shù)×5)×100%。

所述步驟(2)和步驟(4)中小麥花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)的過程如下:

(a)花藥取材與低溫預(yù)處理:花培材料常規(guī)大田種植,4月中下旬小麥孕穗期時于每日9點~11點取材小孢子發(fā)育處于單核晚期的主莖穗的中部小穗,剝掉旗葉外其他葉子,75%酒精擦拭表面后插入盛少許純凈水的燒杯中,用黑色塑料袋套住杯子,放入4℃冰箱低溫預(yù)處理3~5d;

(b)花藥接種:預(yù)處理后取出材料,用75%酒精消毒幼穗表面,然后放進超凈工作臺,從旗葉中撥出麥穗放入滅菌過的消毒盒中,倒入1‰升汞溶液至幼穗浸沒,期間不時晃動瓶子,保證幼穗與消毒液浸泡均勻,消毒10min后,將幼穗用無菌水沖洗3~4次,用消毒后的鑷子夾取幼穗中部小穗兩邊的花藥,最后用消毒過的剪刀剪開花藥上部,抖藥法接種花藥于小麥花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基上;

(c)誘導(dǎo)培養(yǎng):將小麥花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基置于24~26℃的黑暗環(huán)境中誘導(dǎo)愈傷組織,30~40天后在花藥的邊緣出現(xiàn)白-淡黃色的無定型細胞團,即小麥花藥愈傷組織。

所述步驟(a)中的取材小孢子發(fā)育處于單核晚期的麥穗的形態(tài)學(xué)標準為:幼穗頂部位于旗葉的葉耳與旗葉葉耳1/3~2/3處的小麥植株,用剪刀沿著莖部剪斷所獲得的部分。

所述步驟(b)和(c)中的小麥花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基為改良癸培養(yǎng)基,其配方為:NH4NO3200mg/L,KNO3 1400mg/L,KH2PO4 500mg/L,CaCl2 150mg/L,MgSO4?7H2O 100mg/L,Na2-EDTA 37.25mg/L,F(xiàn)eSO4?7H2O 27.85mg/L,MnSO4?4H2O 4.0mg/L,ZnSO4?7H2O 2.0mg/L,生物素 2.0mg/L,H3BO3 1.5mg/L,KI 1.0mg/L,CaSO4?5H2O 0.1mg/L,CoCl2?6H2O 0.2mg/L,甘氨酸 2.0mg/L,維生素B1 1.0mg/L,維生素B6 0.5mg/L,煙酸 0.5mg/L,肌醇 100mg/L,KT 1.5mg/L,IAA 0.5mg/L,絲氨酸 0.25mg/L,谷氨酰胺 5.0mg/L,水解酪蛋白 0.4g/L,植物血凝素 3.5mg/L,AgNO3 5.0mg/L,幼穗提取液 25mg/L,瓊脂 7g/L,麥芽糖 90g/L,pH值為5.8。

所述幼穗提取液的獲取方法為:將小麥幼穗洗凈后稱取30g,切成碎片,加入100ml蒸餾水,煮沸20min,用4~6層紗布過濾靜置,待沉淀后取上清液。

所述步驟(2)和(4)中的分化培養(yǎng)基的配方為:C17+蔗糖30g/L+瓊脂5.5g/L+AgNO31.5mg/L+山梨醇80mol/L+NAA 0.15mg/L+KT 1.5mg/L+ABA 0.1mg/L,pH值為5.8;所述的分化培養(yǎng)的條件為:將分化培養(yǎng)基置于溫度為25~27℃,光照強度為1500~2000Lx,光周期為光14h/暗10h的培養(yǎng)室條件下進行分化培養(yǎng)。

所述步驟(5)中的生根培養(yǎng)基的配方為:1/2MS基本培養(yǎng)基+多效唑3.0g/L,pH值為5.8;所述的生根培養(yǎng)的條件為:將生根培養(yǎng)基置于溫度為27~29℃,光照強度為2500~3000Lx,光周期為光14h/暗10h的培養(yǎng)室條件下生根壯苗。

所述步驟(5)中的煉苗方法為:將生根培養(yǎng)的培養(yǎng)瓶封口膜打開,在培養(yǎng)室內(nèi)進行開瓶練苗4~6天,然后轉(zhuǎn)移到光照強度為3000~6000Lx,溫度為10~30℃,濕度為70~85%,利用自然光煉苗7~10天。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點:

本發(fā)明的育種方法與常規(guī)育種方法相比,通過調(diào)控小麥花藥培養(yǎng)過程,大大提高了小麥單倍體植株的比例,利用小麥單倍體植株對鹽處理敏感度高的優(yōu)點進行耐鹽性篩選,極大地提高了篩選效率,進而利用單倍體加倍手段獲得倍性恢復(fù)的正常六倍體小麥植株,從而大大加快了小麥耐鹽育種速度,顯著縮短耐鹽育種周期,3年即可實現(xiàn)耐鹽育種,具有重要的產(chǎn)業(yè)價值。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

一種利用花培單倍體篩選優(yōu)良耐鹽株系的小麥耐鹽育種方法,該育種方法的步驟如下:

(1)篩選小麥耐鹽資源和育種主干親本:采用鹽池鑒定法對小麥資源庫各材料進行耐鹽性鑒定,首先將鹽池中鹽分濃度控制在0.42%~0.48%,設(shè)置淡水池作為對照,鑒定材料按株系種植,每個株系種植2行,每行20株,株距3cm,行距20cm,待小麥生長至起身-拔節(jié)期和孕穗期,調(diào)查記載單株鹽害癥狀,根據(jù)單株鹽害級別分級標準區(qū)分鹽害級別;

單株鹽害級別分級標準為:生長發(fā)育正常、不表現(xiàn)任何鹽害癥狀為0級,生長發(fā)育基本正常、葉尖略有鹽害表現(xiàn)為1級,生長發(fā)育接近正常、基部葉片干枯、中上部葉片1/3表現(xiàn)鹽害為2級,生長發(fā)育受抑制、基部葉片及中部葉片干枯、上部葉片1/2表現(xiàn)鹽害為3級,生長發(fā)育嚴重受抑制、只上部頂端有綠葉為4級,植株死亡或臨近死亡為5級;

根據(jù)相對鹽害指數(shù)計算方法:相對鹽害指數(shù)=分級記載的株數(shù)與該級別數(shù)值乘積的總和/(調(diào)查總株數(shù)×5)×100%,進一步計算相對鹽害指數(shù);

選取相對鹽害指數(shù)低于8%的小麥品種或家系作為小麥耐鹽資源;選擇小麥耐鹽性不足但農(nóng)藝性狀優(yōu)良的地方主栽品種作為育種主干親本;正季種植小麥耐鹽資源和育種主干親本;

(2)確定小麥耐鹽篩選壓:選取步驟(1)種植的小麥耐鹽資源和育種主干親本的花藥分別進行花藥誘導(dǎo)培養(yǎng),誘導(dǎo)培養(yǎng)的過程如下:

(a)花藥取材與低溫預(yù)處理:花培材料常規(guī)大田種植,4月中下旬小麥孕穗期時于每日9點~11點取材小孢子發(fā)育處于單核晚期的主莖穗的中部小穗,小孢子發(fā)育處于單核晚期的形態(tài)學(xué)標準為:幼穗頂部位于旗葉的葉耳與旗葉葉耳1/3~2/3處的小麥植株,用剪刀沿著莖部剪斷所獲得的部分;剝掉旗葉外其他葉子,75%酒精擦拭表面后插入盛少許純凈水的燒杯中,用黑色塑料袋套住杯子,放入4℃冰箱低溫預(yù)處理3~5d;

(b)花藥接種:預(yù)處理后取出材料,用75%酒精消毒幼穗表面,然后放進超凈工作臺,從旗葉中撥出麥穗放入滅菌過的消毒盒中,倒入1‰升汞溶液至幼穗浸沒,期間不時晃動瓶子,保證幼穗與消毒液浸泡均勻,消毒10min后,將幼穗用無菌水沖洗3~4次,用消毒后的鑷子夾取幼穗中部小穗兩邊的花藥,最后用消毒過的剪刀剪開花藥上部,抖藥法接種花藥于小麥花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基上,小麥花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基為改良癸培養(yǎng)基,其配方為:NH4NO3 200mg/L,KNO3 1400mg/L,KH2PO4 500mg/L,CaCl2 150mg/L,MgSO4?7H2O 100mg/L,Na2-EDTA 37.25mg/L,F(xiàn)eSO4?7H2O 27.85mg/L,MnSO4?4H2O 4.0mg/L,ZnSO4?7H2O 2.0mg/L,生物素 2.0mg/L,H3BO3 1.5mg/L,KI 1.0mg/L,CaSO4?5H2O 0.1mg/L,CoCl2?6H2O 0.2mg/L,甘氨酸 2.0mg/L,維生素B1 1.0mg/L,維生素B6 0.5mg/L,煙酸 0.5mg/L,肌醇 100mg/L,KT 1.5mg/L,IAA 0.5mg/L,絲氨酸 0.25mg/L,谷氨酰胺 5.0mg/L,水解酪蛋白 0.4g/L,植物血凝素 3.5mg/L,AgNO3 5.0mg/L,幼穗提取液 25mg/L(幼穗提取液的獲取方法為:將小麥幼穗洗凈后稱取30g,切成碎片,加入100ml蒸餾水,煮沸20min,用4~6層紗布過濾靜置,待沉淀后將取上清液),瓊脂 7g/L,麥芽糖 90g/L,pH值為5.8;

(c)誘導(dǎo)培養(yǎng):將小麥花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基置于24~26℃的黑暗環(huán)境中誘導(dǎo)愈傷組織,30~40天后在花藥的邊緣出現(xiàn)白-淡黃色的無定型細胞團,即小麥花藥愈傷組織;

獲得花藥愈傷后,在分化培養(yǎng)基(配方為:C17+蔗糖30g/L+瓊脂5.5g/L+AgNO31.5mg/L+山梨醇80mol/L+NAA 0.15mg/L+KT 1.5mg/L+ABA 0.1mg/L,pH值為5.8)中加入梯度濃度的NaCl溶液,然后將小麥耐鹽資源和育種主干親本的花藥愈傷轉(zhuǎn)移到該分化培養(yǎng)基中,將分化培養(yǎng)基置于溫度為25~27℃,光照強度為1500~2000Lx,光周期為光14h/暗10h的培養(yǎng)室條件下分化培養(yǎng);篩選小麥耐鹽資源和育種主干親本花藥愈傷分化率均為0.75%~1.5%的分化培養(yǎng)基添加的NaCl濃度,將二者的平均值濃度的NaCl溶液確定為小麥耐鹽篩選壓;

(3)將小麥耐鹽資源和育種主干親本雜交,獲得F1雜交種:將步驟(1)正季種植的小麥耐鹽資源和育種主干親本雜交,獲得F1雜交種;

(4)F1雜交種花培獲得單倍體植株:F1雜交種正季播種種植,選取健壯主穗花藥進行花藥誘導(dǎo)培養(yǎng),藥誘導(dǎo)培養(yǎng)的培養(yǎng)基配方、培養(yǎng)條件和過程同步驟(2),獲得花藥愈傷組織,并挑選直徑0.5~0.8cm的花藥愈傷接種于添加了小麥耐鹽篩選壓的分化培養(yǎng)基中分化培養(yǎng),獲得單倍體植株,分化培養(yǎng)的培養(yǎng)基配方、培養(yǎng)條件、赤霉病粗毒素獲取方法和過程均同步驟(2);

(5)單倍體植株繼代壯根:待單倍體植株苗長至3-5cm之后轉(zhuǎn)接于生根培養(yǎng)基(生根培養(yǎng)基的配方為:1/2MS基本培養(yǎng)基+多效唑3.0g/L,pH值為5.8),然后將生根培養(yǎng)基置于溫度為27~29℃,光照強度為2500~3000Lx,光周期為光14h/暗10h的培養(yǎng)室條件下生根壯苗;15d后可觀察到單倍體植株生長出旺盛的白色根系,將生根培養(yǎng)的培養(yǎng)瓶封口膜打開,在培養(yǎng)室內(nèi)進行開瓶練苗4~6天,然后轉(zhuǎn)移到光照強度為3000~6000Lx,溫度在10~30℃,濕度為70~85%,利用自然光煉苗7~10天;

(6)單倍體植株浸根加倍:將壯根并煉苗后的小麥單倍體植株取出,洗凈根部培養(yǎng)基殘留,剪去部分根須,留根長度2~3cm,用添加了2%二甲基亞砜+0.5‰秋水仙堿溶液浸泡根系,25℃條件下處理24h,處理結(jié)束后再用清水將藥液沖洗干凈,然后將植株移栽到溫室中,遮陰5~7d后常規(guī)栽培管理;

(7)花培苗單株收種獲得花培家系,進一步農(nóng)藝性狀、耐鹽性篩選獲得小麥耐鹽新品系:溫室種植小麥花培苗,單株收種獲得小麥耐鹽新家系,不同花培家系進一步大田播種,農(nóng)藝性狀、耐鹽性篩選獲得農(nóng)藝形狀良好且耐鹽性得到改良的小麥新品系。

實施例

2011年開始,采用本發(fā)明的利用花培單倍體篩選優(yōu)良耐鹽株系的小麥耐鹽育種方法進行優(yōu)質(zhì)中筋小麥新品種濟麥22的耐鹽性改良工作,其育種步驟如下。

(1)分別篩選新冬34號和濟麥22作為小麥耐鹽親本和育種主干親本:

濟麥22是山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所育成的超高產(chǎn)、多抗、優(yōu)質(zhì)中筋小麥新品種,畝有效穗40-45萬穗,穗粒數(shù)36-38粒,千粒重42-45克,容重800克/升左右,各地普遍反映產(chǎn)量高、增產(chǎn)潛力大,綜合抗性突出、穩(wěn)產(chǎn)性好(抗寒、抗倒、抗病、抗干熱風(fēng)),適應(yīng)性廣、易于栽培和獲得高產(chǎn),對災(zāi)害性氣候的適應(yīng)性尤其好,解決了淮北地區(qū)小麥品種的安全性問題,應(yīng)用前景十分廣闊。然而,濟麥22對鹽害耐性不佳,2011年鹽池鑒定,相對鹽害指數(shù)為48.2%,耐鹽級別為3級,因此,急需進行耐鹽改良。新冬34號是由中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所多年選育而成的優(yōu)質(zhì)中筋耐鹽冬小麥,表現(xiàn)出較強的抗鹽堿特性和明顯的豐產(chǎn)優(yōu)勢,平均畝產(chǎn)達到403.32公斤,不僅具有耐鹽性好的優(yōu)點,還具有抗病、抗倒性好的特點。2011年鹽池鑒定,新冬34號相對鹽害指數(shù)為3.1%,耐鹽級別為1級,耐鹽性極佳。

(2)確定小麥耐鹽篩選壓:2012年正季種植新冬34號和濟麥22,選取單核晚期的花藥分別進行花藥誘導(dǎo)培養(yǎng),分別獲得花藥愈傷,在分化培養(yǎng)基中加入梯度濃度的NaCl溶液,然后將新冬34號和濟麥22的花藥愈傷轉(zhuǎn)移到該分化培養(yǎng)基中進行分化培養(yǎng),結(jié)果如下表1和表2;

由上表1和表2我們可以發(fā)現(xiàn),濟麥22的花藥愈傷分化率為1%的分化培養(yǎng)基添加的NaCl溶液濃度約為2‰,新冬34號的花藥愈傷分化率為1%的分化培養(yǎng)基添加的NaCl溶液濃度約為5‰,取二者的平均值3.5‰的NaCl濃度確定為小麥耐鹽篩選壓。

同時,我們選擇不加NaCl的分化培養(yǎng)基分化出的花培植株進行倍性鑒定,發(fā)現(xiàn)花培植株中單倍體植株的比例高達92.5%,遠遠高于常規(guī)花藥培養(yǎng)中單倍體植株的比例,進一步統(tǒng)計添加了NaCl的分化培養(yǎng)基中分化苗的單倍體植株比例,發(fā)現(xiàn)二者并無顯著差異。因此可以發(fā)現(xiàn),本發(fā)明提供的分化培養(yǎng)基可以大大提高愈傷組織分化出單倍體植株的比例,減少了單倍體植株自然加倍的出現(xiàn)。

(3)將新冬34號和濟麥22雜交,獲得F1雜交種,F(xiàn)1雜交種花培獲得單倍體植株:

將2012年正季種植的新冬34號和濟麥22雜交,獲得F1雜交種,F(xiàn)1雜交種2013年正季種植,選取健壯主穗花藥進行花藥誘導(dǎo)培養(yǎng),獲得花藥愈傷組織,并挑選直徑0.5~0.8cm的花藥愈傷接種于添加了3.5%NaCl的分化培養(yǎng)基中分化培養(yǎng),獲得單倍體植株175棵。

(4)單倍體植株繼代壯根:

待單倍體植株苗長至3-5cm之后轉(zhuǎn)接于生根培養(yǎng)基進行繼代壯根,待單倍體植株生長出旺盛的白色根系后,將生根培養(yǎng)的培養(yǎng)瓶封口膜打開,在培養(yǎng)室內(nèi)進行開瓶練苗4~6天,然后轉(zhuǎn)移到光照強度為3000~6000Lx,溫度為10~30℃,濕度為70~85%的條件下,利用自然光煉苗7~10天。

(5)單倍體植株浸根加倍:

將壯根并煉苗后的小麥單倍體植株取出,洗凈根部培養(yǎng)基殘留,剪去部分根須,留根長度2~3cm,用添加了2%二甲基亞砜+0.5‰秋水仙堿溶液浸泡根系,25℃條件下處理24h,處理結(jié)束后再用清水將藥液沖洗干凈,然后將植株移栽到溫室中,遮陰5~7d后常規(guī)栽培管理。

(6)花培苗單株收種獲得花培家系,進一步農(nóng)藝性狀、耐鹽性篩選獲得小麥耐鹽新品系:

2014年溫室種植小麥花培苗,單株收種獲得169個花培家系,2014年正季大田播種,2015年春季進行農(nóng)藝性狀和耐鹽鑒定篩選到了農(nóng)藝形狀良好且耐鹽性得到改良的小麥新品系3個。

由此可見,本發(fā)明的育種方法與常規(guī)育種方法相比,通過調(diào)控小麥花藥培養(yǎng)過程,大大提高了小麥單倍體植株的比例,利用小麥單倍體植株對鹽處理敏感度高的優(yōu)點進行耐鹽性篩選,極大地提高了篩選效率,進而利用單倍體加倍手段獲得倍性恢復(fù)的正常六倍體小麥植株,從而大大加快了小麥耐鹽育種速度,顯著縮短耐鹽育種周期,3年即可實現(xiàn)耐鹽育種,具有重要的產(chǎn)業(yè)價值。

以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想,不能以此限定本發(fā)明的保護范圍,凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想,在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動,均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi);本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。

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