胚軸增大大豆的選育方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于作物遺傳育種領(lǐng)域，涉及一種胚軸增大大豆的選育方法。一種胚軸增大大豆的選育方法，用300Gy劑量的60Coγ射線照射水份含量為12～14%的正常胚軸品種大豆種子，從誘變后代選育具有增大胚軸的大豆。所獲得的具有增大胚軸大豆的胚軸重達(dá)到籽?？傊氐?～5%，其胚軸長(zhǎng)度比原親本正常胚軸品種大豆的胚軸長(zhǎng)度增加20%以上，重量增加30～50%，異黃酮含量比原親本正常胚軸品種大豆提高15%以上。按照本發(fā)明所述的方法獲得的胚軸增大的大豆新材料在育種中的應(yīng)用，以該胚軸增大的大豆新材料為親本與其他優(yōu)良親本雜交，從后代選育胚軸增大的大豆新品系。
【專利說(shuō)明】胚軸增大大豆的選育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于作物遺傳育種領(lǐng)域，涉及一種胚軸增大大豆的選育方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大豆干種子中除去子葉的胚部分在加工過(guò)程中稱為胚芽，以胚軸為主要成分。大豆胚芽是大豆榨油的副產(chǎn)物，約占大豆籽?？傊氐?%~2. 5%，我國(guó)每年可生產(chǎn)出100萬(wàn)噸大豆胚芽，是一種大宗糧油作物胚芽。分析發(fā)現(xiàn)大豆胚芽約含8%~10%的脂肪、40%的粗蛋白、20%的低聚糖，脫脂胚芽中異黃酮和皂甙的含量高達(dá)3. 72%和4. 82%，胚芽油中不皂化物的含量為11. 5%，β -谷留醇含量達(dá)7. 25%，磷脂（4. 35%)、生育酚（O. 462%)的含量均高于子葉油，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)高于大豆子葉。國(guó)外一些分析也獲得類似結(jié)果。大豆胚芽中的功能性成分優(yōu)于小麥胚芽，具有很高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)外對(duì)大豆胚芽的研究與開(kāi)發(fā)日漸深入，尤其是美國(guó)和日本在這方面的研究更為活躍，如日本開(kāi)發(fā)了大豆胚芽茶、美國(guó)也開(kāi)發(fā)出富含大豆異黃酮的大豆胚芽食品。通過(guò)遺傳改良方法培育具有巨大胚軸的大豆可為相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)提供原料，也可為相關(guān)遺傳育種工作提供親本資源。目前尚未見(jiàn)以增大胚芽(胚軸）為目標(biāo)性狀的大豆優(yōu)異種質(zhì)篩選與育種研究報(bào)道。
[0003]誘變育種是作物遺傳改良的重要方法。我國(guó)通過(guò)誘變育成品種數(shù)居世界之首，據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2008年的不完全統(tǒng)計(jì)，在全世界利用輻射誘變技術(shù)育成的2320個(gè)新品種中，中國(guó)育成的多達(dá)623個(gè)，占世界總量的26. 9%，年推廣種植面積達(dá)900萬(wàn)公頃。我國(guó)大豆輻射育種始于20世紀(jì)50年代。6ciCoy射線作誘變劑易于控制輻照條件，育種成效顯著，是目前應(yīng)用最為廣泛的誘變劑。在輻照劑量、輻照處理材料選擇、種子儲(chǔ)藏效應(yīng)、主要農(nóng)藝性狀選擇等方面開(kāi)展了一系列研究，育成一批大豆新品種。如黑龍江省農(nóng)科院采用6tlCo射線等誘變因素處理以及有性雜交與誘變結(jié)合的技術(shù)，育成十多個(gè)優(yōu)良大豆品種，其中合豐系列6個(gè)品種累計(jì)推廣220多萬(wàn)公頃。國(guó)內(nèi)外通過(guò)6tlCo輻射誘變創(chuàng)造出一大批具有極早熟、矮桿、優(yōu)質(zhì)、抗病和耐鹽堿等特點(diǎn)的優(yōu)良突變系；在籽粒性狀上，通過(guò)理化誘變已報(bào)道獲得了高油、高蛋白、低亞麻酸、高油酸、高無(wú)機(jī)磷、脂氧酶缺失、籽粒大小、子葉異常、種皮色等突變體。由于胚芽是種子的最重要組成部分，目前未見(jiàn)大豆胚芽(胚軸）增大突變體研究報(bào)道，通過(guò)6tlCo輻射誘變能否篩選出胚軸增大的大豆新材料也未見(jiàn)報(bào)道。技術(shù)層面需要從材料篩選、誘變處理方法等方面研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供胚軸增大大豆的選育方法。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供利用上述方法獲得的胚軸增大的大豆新材料在育種中的應(yīng)用。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007]—種胚軸增大大豆的選育方法，用300Gy劑量的6tlCo Y射線照射水份含量為12~14%的正常胚軸品種大豆種子,從誘變后代選育胚軸增大的大豆。[0008]所述的具有增大胚軸大豆的選育方法，優(yōu)選具體方法為：直接用300Gy劑量的60Co Y射線照射水份含量為12~14%的正常胚軸品種大豆種子1-2千克，照射后5-10天播種，M1代點(diǎn)播，密度為每畝3萬(wàn)粒，成熟期混收獲得M2代種子，室內(nèi)從混收種子中肉眼選擇胚軸變大、可能發(fā)生突變的豆粒(一般出現(xiàn)頻率在1%。以下）；下代點(diǎn)播，必要時(shí)營(yíng)養(yǎng)缽育苗移栽，成熟期按單株收獲M3代種子，篩選出穩(wěn)定表現(xiàn)胚軸變大特點(diǎn)的單株；入選的M4代按單株種植，全生育期進(jìn)行農(nóng)藝性狀鑒定，并繼續(xù)對(duì)收獲的種子調(diào)查胚軸大小，選擇穩(wěn)定表現(xiàn)胚軸變大特點(diǎn)的株行和單株；下代種植，即育成性狀穩(wěn)定、胚軸增大的大豆；其中，上述的胚軸變大的選擇標(biāo)準(zhǔn)是胚軸凸起，長(zhǎng)度在4. 5mm以上。[0009]所述的正常品種水份含量為12~14%，優(yōu)選自南農(nóng)86-4或其相似材料。
[0010]所述的胚軸增大大豆的胚軸重占籽?？傊氐?~5%，胚軸長(zhǎng)度比原親本正常胚軸品種大豆的胚軸長(zhǎng)度增加20%以上，種子重量增加30~50%，異黃酮含量比原親本正常胚軸品種大豆提高至少15% ;其中所述的種子水分含量為12~14%。
[0011]按照本發(fā)明所述的方法獲得的胚軸增大的大豆新材料在育種中的應(yīng)用，以胚軸增大的大豆新材料為親本與其他優(yōu)良親本雜交，從后代選育出胚軸增大的大豆新品系。
[0012]本發(fā)明育成的具有大胚軸大豆與普通大豆雜交，F(xiàn)1代不表現(xiàn)大胚軸特點(diǎn)，即大胚軸特性受隱性基因控制，F(xiàn)2代中有一定比例的具有大胚軸種子的單株出現(xiàn)。即大胚軸大豆為親本的雜交中會(huì)出現(xiàn)大胚軸大豆提供育種利用。
[0013]有益效果：
[0014]本發(fā)明提出一種通過(guò)誘變與定向篩選相結(jié)合，通過(guò)特定的篩選標(biāo)準(zhǔn)，獲得具有大胚軸大豆的方法，可創(chuàng)造新的大豆種質(zhì)資源用于育種。
[0015]本發(fā)明所獲得胚軸增大大豆的突變性狀可遺傳，重要性狀無(wú)明顯變劣情況，可通過(guò)雜交育種從后代中篩選大胚軸的大豆新品種，在育種實(shí)踐中有很好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖I 86-4BE突變體子粒形態(tài)(從左到右：對(duì)照南農(nóng)86-4、86-4ΒΕ-1、86-4ΒΕ_5)
[0017]圖2 86-4BE突變體胚軸形態(tài)(從左到右：對(duì)照南農(nóng)86-4、86-4ΒΕ-1、86-4ΒΕ_5)
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例I具有大胚軸的突變體大豆86-4BE的獲得
[0019]根據(jù)以往15067和30067劑量6°&^射線誘變處理效果，確定選用300Gy劑量60Coy射線進(jìn)行輻照處理。挑選大豆品種南農(nóng)86-4種子5000粒，種子的水分含量為12%~14%，用300Gy劑量的6tlCo Y射線照射，照射6天后種于大田，Ml點(diǎn)播，密度約為3萬(wàn)粒/畝，常規(guī)田間管理，成熟期將所有M1植株混收獲得M2代種子，室內(nèi)以南農(nóng)86-4種子為對(duì)照，篩選胚軸明顯增長(zhǎng)(長(zhǎng)度在4. 5mm以上）并明顯凸起的種子，結(jié)果從混收的約60000粒種子中初篩出26粒胚軸增大的種子；將M2種子點(diǎn)播,結(jié)果有16株植株生長(zhǎng)正常；成熟期收獲16個(gè)單株，室內(nèi)鑒定，有5株的種子出現(xiàn)胚軸增大特性，從中篩選出I個(gè)穩(wěn)定表現(xiàn)胚軸變大特點(diǎn)的單株，命名為86-4BE。下代將該株種子種植株行，進(jìn)行初步的農(nóng)藝性狀觀察，室內(nèi)鑒定后選擇2個(gè)M3單株，種子均表現(xiàn)胚軸變大特點(diǎn)。入選的M4代種子按株行種植，全生育期進(jìn)行農(nóng)藝性狀鑒定，2個(gè)株行種子均穩(wěn)定表現(xiàn)胚軸變大特點(diǎn)，性狀無(wú)明顯差異，育成性狀穩(wěn)定、具有大胚軸的大豆86-4BE，分別命名為86-4BE-1和86-4BE-5。
[0020]突變體86-4BE胚軸著生在種臍頂部靠后部位（圖I )，胚軸比原始親本南農(nóng)86_4顯著增長(zhǎng)，寬度也略有增長(zhǎng)（圖2)，在不同年份突變體的胚軸重量比原親本胚軸重量增加39~53% ;異黃酮含量為3537. lug g_S比對(duì)照南農(nóng)86_4高15. 4%，差異極顯著。突變體
86-4BE在種子發(fā)芽率、生育期等性狀上與南農(nóng)86-4無(wú)顯著差異，種子蛋白質(zhì)含量為46. 2%，顯著高于對(duì)照南農(nóng)86-4 (蛋白質(zhì)含量為42. 5%)。
[0021]實(shí)施例2具有大胚軸特性的大豆新品系的選育
[0022]以種子具有大胚軸的突變體86-4BE親本與優(yōu)良新品系南農(nóng)94-156 (本單位育成品系，作為研究材料已發(fā)表文章）配制組合，獲得雜交種子。
[0023]種植F1，去雜后混收；F2代起分兩種方式處理。
[0024]I)成熟期在田間對(duì)F2代群體大量單株（538株)進(jìn)行人工剝莢鑒定，調(diào)查獲得具有大胚軸的植株，共發(fā)現(xiàn)145株；從中選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良、具有大胚軸的15個(gè)單株，篩選標(biāo)準(zhǔn)是與對(duì)照相比，胚軸明顯增長(zhǎng)并凸起的種子(胚軸長(zhǎng)度在4. 5mm以上)，下年種成F3株行，并從中繼續(xù)選擇具有大胚軸特性的優(yōu)良單株，按系譜法處理，直至F4代株行內(nèi)性狀基本穩(wěn)定，混收株行，育成新品系NG12-197。該品系胚軸長(zhǎng)4. 7mm，胚軸重量占其種子總重的4. 1%，比親本南農(nóng)94-156胚軸重增加了 63. 3% ;其種子異黃酮含量為3508. 7ug g—1，比對(duì)照南農(nóng)86_4高 [0025]38. 4%。其百粒重19. 5g，蛋白質(zhì)含量44. 6%，油分含量17. 6%。
[0026]2) F2~F4代雜種群體每株摘1-2個(gè)莢混收，F(xiàn)5代開(kāi)始選單株，田間對(duì)生育期、株型、農(nóng)藝性狀進(jìn)行鑒定，成熟期在田間調(diào)查種子胚軸大小，篩選標(biāo)準(zhǔn)是胚軸明顯增長(zhǎng)并凸起的種子(胚軸長(zhǎng)度在4. 5mm以上)，最后選出6株有大胚軸的植株，下代種成株行，971行表現(xiàn)穩(wěn)定，定名為NG13-971，是種子具有大胚軸的育成新品系。該品系胚軸長(zhǎng)4. 6_，胚軸重量占其種子總重的4. 5%，比親本南農(nóng)94-156胚軸重增加了 42. 7% ;其種子異黃酮含量為3444. 53ug g—1，比對(duì)照南農(nóng)86-4高35. 9%。其百粒重15. 0g，蛋白質(zhì)含量44. 6%，油分含量17. 6%。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，如以胚軸增大的大豆為材料通過(guò)人工理化誘變等途徑獲得大胚軸的大豆新品系的方法皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.胚軸增大大豆的選育方法，其特征在于用300Gy劑量的6tlCOY射線照射正常胚軸品種大豆種子，從誘變后代選育胚軸增大的大豆。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選育方法，其特征在于具體方法為：直接用300Gy劑量的60Co Y射線照射正常胚軸品種大豆種子1-2千克，照射后5-10天播種,M1點(diǎn)播，密度為每畝3萬(wàn)粒，成熟期混收M1植株獲得M2種子，室內(nèi)從混收種子中肉眼選擇胚軸變大、可能發(fā)生突變的豆粒；下代點(diǎn)播，必要時(shí)營(yíng)養(yǎng)缽育苗移栽，成熟期按單株收獲M3種子，篩選出穩(wěn)定表現(xiàn)胚軸變大特點(diǎn)的單株；入選的M4代按單株種植，全生育期進(jìn)行農(nóng)藝性狀鑒定，并繼續(xù)對(duì)收獲的種子調(diào)查胚軸大小，選擇穩(wěn)定表現(xiàn)胚軸變大特點(diǎn)的株行和單株；下代種植，即育成性狀穩(wěn)定、胚軸增大的大豆；其中，上述的胚軸變大的標(biāo)準(zhǔn)為胚軸凸起，長(zhǎng)度在4. 5mm以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選育方法，其特征在于所述的正常品種水份含量為12~14%，優(yōu)選自南農(nóng)86-4或其相似材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選育方法，其特征在于所述的具有增大胚軸大豆的胚軸重達(dá)到籽?？傊氐?~5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選育方法，其特征在于所述的具有增大胚軸大豆的胚軸長(zhǎng)度比原親本正常胚軸品種大豆的胚軸長(zhǎng)度增加20%以上，胚軸重量增加30~50%，其異黃酮含量比原親本正常胚軸品種大豆提高15%以上；其中所述的種子指水分含量為12~14%的種子。
6.按照權(quán)利要求1所述的選育方法獲得的胚軸增大的大豆新材料在育種中的應(yīng)用，其特征在于：以所述的胚軸增大的大豆新材料為親本與其他優(yōu)良親本雜交，從后代選育有增大胚軸的大豆新品系。
【文檔編號(hào)】A01H1/06GK103688851SQ201310692272
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】趙團(tuán)結(jié), 蓋鈞鎰, 孔杰杰, 王瑞凱 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)