甜高粱育種方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種甜高粱育種方法，尤其涉及一種利用重離子誘變育種技術(shù)進(jìn)行甜高粱育種的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)家“十二五”規(guī)劃提到把非糧作物甜高粱的應(yīng)用開(kāi)發(fā)作為優(yōu)先發(fā)展的方向；以甜高粱為原料開(kāi)發(fā)酒精及酵母系列產(chǎn)品，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境的生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路；在甜高粱產(chǎn)業(yè)化整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中，要解決好優(yōu)質(zhì)原料的穩(wěn)定供應(yīng)，甜高粱桿的產(chǎn)量和品質(zhì)的穩(wěn)定是種植和加工兩個(gè)焦點(diǎn)的生命線。發(fā)展甜高粱循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，對(duì)拉動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)農(nóng)民增收、推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)具有重大的戰(zhàn)略意義。
[0003]甜高粱是一種C4作物，光合效率高，為大豆、甜菜、小麥等C3作物的2?6倍；甜高粱具有適應(yīng)性強(qiáng)、抗旱、耐澇、耐鹽堿的優(yōu)點(diǎn)，是一種高效節(jié)水型作物。然而，我國(guó)自育的品種糖錘度略低，而且育種環(huán)節(jié)薄弱，間歇性太大，有斷檔現(xiàn)象；要改變這種局面，必須加大育種手段和方法的研宄力度，使育種水平有較大的突破；為了提高效率，縮短育種年限，育種學(xué)家們不斷探索著新的方法；聯(lián)合重離子誘變育種和雜交育種的方法，是一種先進(jìn)而高效的育種技術(shù)，是育種方法學(xué)的重要?jiǎng)?chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種甜高粱育種方法。以解決單一的雜交育種方法周期長(zhǎng)、成本高的缺點(diǎn)，加速育種進(jìn)程。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種甜高粱育種方法，其主要特點(diǎn)在于以下步驟:
[0006](I)重離子束輻照:
[0007]利用重離子加速器提供碳或氧或氬的重離子束，在能量為80_100MeV/ μ，輻照劑量為80-120Gy，劑量率20_30Gy/min，在垂直輻照終端對(duì)甜高粱種子進(jìn)行輻照處理，輻照時(shí)間為4-6min ;輻照后即可進(jìn)行對(duì)照種子和輻照種子的發(fā)芽測(cè)試和田間小區(qū)試驗(yàn)。
[0008](2)突變體篩選:
[0009]根據(jù)早熟、高產(chǎn)、高糖量或抗鹽或抗寒育種目標(biāo)，選擇不同的氣候(不同海拔高度)及土壤條件(沙荒、鹽堿)，以獲得不同需求的突變體，從而得到滿足育種目標(biāo)的輻照種子(種質(zhì)資源)；
[0010]經(jīng)發(fā)芽測(cè)試，輻照種子和發(fā)芽率低于50%，說(shuō)明該輻照劑量達(dá)半致死劑量的要求，半致死劑量為80-120Gy ;利用重離子輻照誘變技術(shù)進(jìn)行育種時(shí)，首先要找到半致死劑量，因?yàn)榘胫滤兰耙韵聞┝枯椪諚l件下產(chǎn)生突變體的機(jī)率最大，變異率可達(dá)10%以上；
[0011](3)突變體檢測(cè):
[0012]將表型分析和分子檢測(cè)手段結(jié)合起來(lái)，既可以快速確定突變體的遺傳穩(wěn)定性，準(zhǔn)確地判斷突變體的類別，而且可迅速得到引起變異的候選基因。在輻照半致死劑量80-120Gy條件下，變異朝著各個(gè)方向，有些是正突變，有些是負(fù)突變，在田間選擇正突變，即符合育種目標(biāo)的輻照種子(突變體)，這些輻照種子(突變體)和對(duì)照在田間種植時(shí)表型上存在明顯的差異，發(fā)生提前抽穗、葉片變大、株高變高等性狀；利用RAPD、ISSR分子標(biāo)記技術(shù)確定突變體和對(duì)照之間的差異特征；
[0013](4)雜交組合優(yōu)化:
[0014]選育出符合育種目標(biāo)要求的品種或利用重離子誘變選育的突變種質(zhì)材料為父本、以引進(jìn)的不育系為母本進(jìn)行配合力測(cè)定試驗(yàn)，得到了農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀比較優(yōu)良的雜交組合。
[0015]所述的甜高粱育種方法，所述的篩選抗鹽堿突變體選擇鹽堿地，低度PH7.1 -
8.5，中度鹽堿地PH8.5-9.5種植輻照種子；篩選抗寒突變體選擇海拔為2300米以上種植輻照種子；氣候寒冷選擇最高氣溫為20-25?的地區(qū)種植輻照種子；篩選早熟、高產(chǎn)、高糖量種子，生育期提前10-20天。
[0016]所述的甜高粱育種方法，還包括有通過(guò)差異基因表達(dá)篩選候選基因，RNA-Seq轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，得到重離子輻照弓I起變異的候選基因。
[0017]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的目的是結(jié)合雜交育種手段，通過(guò)重離子輻照處理、突變體篩選、突變體檢測(cè)、雜交育種技術(shù)，高效選育出優(yōu)良的甜高粱品種，該育種方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、突變譜寬:經(jīng)重離子輻照后，可得到早熟、高糖、高產(chǎn)、抗逆等方面的突變種植資源。
[0019]2、育種周期縮短:一般種植M3 - M4代，突變體就可穩(wěn)定下來(lái)。
[0020]3、效率顯著提高:從突變體篩選、檢測(cè)及雜交組合選配，均比單一的雜交育種手段效率提高10%以上。
【附圖說(shuō)明】
:
[0021]圖1利用重離子輻照育種技術(shù)選育的早熟突變株，生育期提前20天以上；
[0022]圖2早熟突變體(左)和野生型植株的田間表型，突變體進(jìn)入了孕穗期，而野生型植株沒(méi)有進(jìn)入孕穗期；
[0023]圖3早熟突變體和野生型植株的RAPD圖譜(1、2、3為野生型，4、5、6為早熟突變體)；
[0024]圖4早熟突變體和野生型植株的脯氨酸含量測(cè)定，突變體脯氨酸含量提高意味著抗逆能力增強(qiáng)；
[0025]圖5以早熟突變體為父本的雜交組合篩選。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。下面對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]實(shí)施例1:一種甜高粱育種方法，其主要特點(diǎn)在于以下步驟:
[0028](I)重離子束輻照:
[0029]利用重離子加速器提供碳或氧或氬的重離子束，在能量為80_100MeV/ μ，輻照劑量為80-120Gy，劑量率20_30Gy/min，在垂直輻照終端對(duì)甜高粱種子進(jìn)行輻照處理，輻照時(shí)間為4-6min ;輻照后即可進(jìn)行對(duì)照種子和輻照種子的發(fā)芽測(cè)試和田間小區(qū)試驗(yàn)。
[0030] (2)突變體篩選:
[0031 ] 根據(jù)早熟、高產(chǎn)、高糖量或抗鹽或抗寒育種目標(biāo)，選擇不同的氣候或不同海拔高度及土壤條件，沙荒或鹽堿，以獲得不同需求的突變體，從而得到滿足育種目標(biāo)的輻照種子(種質(zhì)資源)；
[0032]經(jīng)發(fā)芽測(cè)試，輻照種子和發(fā)芽率低于50%，說(shuō)明該輻照劑量達(dá)半致死劑量的要求，半致死劑量為80-120Gy ;利用重離子輻照誘變技術(shù)進(jìn)行育種時(shí)，首先要找到半致死劑量，因?yàn)榘胫滤兰耙韵聞┝枯椪諚l件下產(chǎn)生突變體的機(jī)率最大，變異率可達(dá)10%以上；
[0033](3)突變體檢測(cè):
[0034]將表型分析和分子檢測(cè)手段結(jié)合起來(lái)，既可以快速確定突變體的遺傳穩(wěn)定性，準(zhǔn)確地判斷突變體的類別，而且可迅速得到引起變異的候選基因。在輻照半致死劑量80-120Gy條件下，變異朝著各個(gè)方向，有些是正突變，有些是負(fù)突變，在田間選擇正突變，即符合育種目標(biāo)的輻照種子(突變體)，這些輻照種子(突變體)和對(duì)照在田間種植時(shí)表型上存在明顯的差異，發(fā)生提前抽穗、葉片變大、株高變高等性狀；利用RAPD、ISSR分子標(biāo)記技術(shù)確定突變體和對(duì)照之間的差異特征；
[0035](4)雜交組合優(yōu)化:
[0036]選育出符合育種目標(biāo)要