利用硫酸二乙酯誘變育種選育高粱新品種的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種利用硫酸二乙醋誘變育種選育高梁新品 種的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高梁品種資源創(chuàng)新不足是目前高梁育種中面臨的最大問題，創(chuàng)造具有豐富遺傳基 礎(chǔ)的資源材料是高梁育種工作者研究的重點(diǎn)之一。實(shí)踐證明，育種新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用對(duì)高 梁育種材料的創(chuàng)新是非常重要的。
[0003] 化學(xué)誘變育種是繼選擇育種和雜交育種之后發(fā)展起來的一項(xiàng)新的輔助育種技術(shù)， 化學(xué)誘變具有成本低、使用方便、變異頻率高、變異范圍廣等特點(diǎn)，是一種迅速發(fā)展的育種 途徑。農(nóng)作物化學(xué)誘變育種是人工利用化學(xué)誘變劑誘發(fā)作物發(fā)生突變，再通過多世代對(duì)突 變體進(jìn)行選擇和鑒定，直接或間接地培育成生產(chǎn)上能利用的農(nóng)作物品種。
[0004] 化學(xué)誘變育種最初開始于20世紀(jì)初，1943年Ochlkers用脈腕處理月見草W后，化 學(xué)藥劑的誘變作用得到肯定。1948年Gustafsson等用芥子氣處理大麥獲得突變體，開創(chuàng)了 化學(xué)誘變?cè)谵r(nóng)作物育種上應(yīng)用的先河，50年代末得到廣泛的研究并逐漸取得成果。到目前 為止，利用化學(xué)誘變育成的新品種(系)有一百多個(gè)，其中W禾谷類居多。
[000引硫酸二乙醋(DES)是常用的化學(xué)誘變劑之一，由于其毒性較強(qiáng)，目前國內(nèi)外高梁誘 變育種中很少使用。但是，我們?cè)诮M培誘變育種的應(yīng)用實(shí)踐證明，DES是一種很強(qiáng)的誘變劑。 早在1967年Nilan用硫酸二乙醋(DES)處理大麥種子，育成了高產(chǎn)、矮桿、抗倒伏的品種。此 后農(nóng)作物化學(xué)誘變育種在世界各國得W推廣。
[0006] 化學(xué)誘變劑有多種，如甲基橫酸乙醋巧MS)、秋水仙素和疊氮化鋼及本研究所用的 硫酸二乙醋(DES)等，其中EMS最為常用，在水稻、玉米、高梁等作物上都有成果應(yīng)用的報(bào)道， DES雖然沒有EMS研究應(yīng)用報(bào)道的多，但也是較為常用的誘變劑之一，在水稻、大麥、油葵等 作物上也有不少報(bào)道，但目前還沒有DES應(yīng)用于高梁誘變育種的報(bào)道。所W，為了更好地開 展高梁化學(xué)誘變育種技術(shù)應(yīng)用，使其在高梁材料創(chuàng)新中發(fā)揮作用，應(yīng)更多更深入地開展DES 誘變育種研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為了解決目前高梁品種資源創(chuàng)新不足，育種新技術(shù)應(yīng)用于高梁育種材料較 少，難W獲得新的高梁品種的問題，提供了一種利用硫酸二乙醋誘變育種選育高梁新品種 的方法。
[0008] 本發(fā)明由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種利用硫酸二乙醋誘變育種選育高梁新品種的 方法，包括W下步驟： (1)室內(nèi)硫酸二乙醋處理高梁種子:在通風(fēng)廚中用PH = 7的酸緩沖液配制濃度為0.3%~ 0.35%的硫酸二乙醋溶液;高梁種子用0.1%的升隸表面消毒15 min,無菌水清洗2-3次，然后 用配制好的硫酸二乙醋溶液浸泡l〇h-14h，然后用無菌水清洗4-5次后備用； (2) 處理后的高梁種子篩選突變體:培養(yǎng)皿中放入濾紙，高壓滅菌，將處理好的高梁種 子放入滅菌好的培養(yǎng)皿中的濾紙上，加水浸濕濾紙，然后置于溫度為25°C的人工氣候箱中 發(fā)芽，并計(jì)算發(fā)芽率、成苗率、發(fā)芽勢(shì)，根據(jù)所計(jì)算獲得的發(fā)芽率、成苗率和發(fā)芽勢(shì)，獲得所 需求的突變體，從而得到滿足育種目標(biāo)的新品種； (3) 篩選出所需的突變體后，進(jìn)行田間栽培篩選誘變后代材料:采用步驟（1)所述方法 處理過的高梁種子作為試驗(yàn)材料，處理后的種子用自來水反復(fù)沖洗、驚干，第二日田間進(jìn)行 單粒點(diǎn)播，經(jīng)硫酸二乙醋溶液處理后的R0代，大田成活植株抽穗后套袋自交，收獲時(shí)分株收 獲，不進(jìn)行選擇淘汰;R0單株收獲的種子全部在下一季種植形成R1代株系，種植時(shí)選擇正常 未進(jìn)行處理的種子作為對(duì)照，R1代株系生長后淘汰和對(duì)照完全一致無變異性狀的株系，篩 選出株高變異株系，將所篩選出來的變異株系單株收獲，下一季將其種植后形成R2代株系， R2代株系田間種植時(shí)設(shè)對(duì)照親本，在R2代株系中觀察其性狀的穩(wěn)定性，已趨于穩(wěn)定的進(jìn)行 混收混脫，對(duì)性狀仍有分離的株系，繼續(xù)進(jìn)行單株種植收獲，在下一代即R3代繼續(xù)進(jìn)行鑒定 選擇。
[0009] 步驟（1)中所述硫酸二乙醋溶液濃度為0.3%或0.35%，硫酸二乙醋溶液浸泡高梁種 子lOh。步驟(2)中根據(jù)高梁發(fā)芽數(shù)計(jì)算種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，成苗率W直觀統(tǒng)計(jì)說明，采 用3次重復(fù)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)分析在Excel中運(yùn)行，計(jì)算公式為:發(fā)芽率=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)） X 100%;成苗率=(一周后正常生長的苗數(shù)/供試種子數(shù)）X 100%;發(fā)芽勢(shì)=(3天內(nèi)發(fā)芽的種子 數(shù)/供試種子數(shù)）X 100%。步驟(3)中R2代所選的穩(wěn)定性狀的變異單株進(jìn)行種植形成不同的 R3代株系，在R3代中對(duì)表現(xiàn)穩(wěn)定不再分離的株系采取混收混脫，R3代株系和對(duì)照比，變異性 狀和對(duì)照比沒變化或變化不大的株系選擇淘汰。步驟(3)中田間種植按3或6行區(qū)、行長3-4m 種植。
[0010] 本發(fā)明建立了高梁硫酸二乙醋誘變育種技術(shù)方法。進(jìn)一步完善了有毒化學(xué)物質(zhì)D E S的安全使用方法。明確了 D E S處理高梁種子有明顯的誘變作用，完善了有毒化學(xué)誘 變劑D E S的處理高梁種子的操作方法，解決了可能給人帶來的不必要的危害問題。
【附圖說明】
[0011]圖訪高梁品種；尺；3化內(nèi)不同處理時(shí)間的發(fā)芽率、成苗率的對(duì)比圖；圖2為高梁 品種Ξ尺Ξ的不同處理時(shí)間點(diǎn)發(fā)芽率、成苗率的對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1: 一種利用硫酸二乙醋誘變育種選育高梁新品種的方法，包括W下步驟： (1) 室內(nèi)硫酸二乙醋處理高梁種子:在通風(fēng)廚中用PH=7的酸緩沖液配制濃度為0.3%的 硫酸二乙醋溶液;高梁種子用0.1%的升隸表面消毒15min，無菌水清洗2次，然后用配制好的 硫酸二乙醋溶液浸泡lOh，然后用無菌水清洗4次后備用； (2) 處理后的高梁種子篩選突變體:培養(yǎng)皿中放入濾紙，高壓滅菌，將處理好的高梁種 子放入滅菌好的培養(yǎng)皿中的濾紙上，加水浸濕濾紙，然后置于溫度為25°C的人工氣候箱中 發(fā)芽，并計(jì)算發(fā)芽率、成苗率、發(fā)芽勢(shì)，根據(jù)所計(jì)算獲得的發(fā)芽率、成苗率和發(fā)芽勢(shì)，獲得所 需求的突變體，從而得到滿足育種目標(biāo)的新品種； (3) 篩選出所需的突變體后，進(jìn)行田間栽培篩選誘變后代材料:采用步驟（1)所述方法 處理過的高梁種子作為試驗(yàn)材料，處理后的種子用自來水反復(fù)沖洗、驚干，第二日田間進(jìn)行 單粒點(diǎn)播，經(jīng)硫酸二乙醋溶液處理后的R0代，大田成活植株抽穗后套袋自交，收獲時(shí)分株收 獲，不進(jìn)行選擇淘汰;R0單株收獲的種子全部在下一季種植形成R1代株系，種植時(shí)選擇正常 未進(jìn)行處理的種子作為對(duì)照，R1代株系生長后淘汰和對(duì)照完全一致無變異性狀的株系，篩 選出株高變異株系，將所篩選出來的變異株系單株收獲，下一季將其種植后形成R2代株系， R2代株系田間種植時(shí)設(shè)對(duì)照親本，在R2代株系中觀察其性狀的穩(wěn)定性，已趨于穩(wěn)定的進(jìn)行 混收混脫，對(duì)性狀仍有分離的株系，繼續(xù)進(jìn)行單株種植收獲，在下一代即R3代繼續(xù)進(jìn)行鑒定 選擇。
[0013] 步驟(2)中根據(jù)高梁發(fā)芽數(shù)計(jì)算種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，成苗率W直觀統(tǒng)計(jì)說明， 采用3次重復(fù)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)分析在Excel中運(yùn)行，計(jì)算公式為:發(fā)芽率=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子 數(shù)）X 100%;成苗率=(一周后正常生長的苗數(shù)/供試種子數(shù)）X 100%;發(fā)芽勢(shì)=(3天內(nèi)發(fā)芽的 種子數(shù)/供試種子數(shù)）X 100%。步驟(3)中R2代所選的穩(wěn)定性狀的變異單株進(jìn)行種植形成不 同的R3代株系，在R3代中對(duì)表現(xiàn)穩(wěn)定不再分離的株系采取混收混脫，R3代株系和對(duì)照比，變 異性狀和對(duì)照比沒變化或變化不大的株系選擇淘汰。步驟(3)中田間種植按3行區(qū)、行長3m 種植。
[0014] 實(shí)施例2:-種利用硫酸二乙醋誘變育種選育高梁新品種的方法，包括W下步驟： (1)室內(nèi)硫酸二乙醋處理高梁種子:在通風(fēng)廚中用PH = 7的酸緩沖液配制濃度為0.32%的硫 酸二乙醋溶液;高梁種子用0.1%的升隸表面消毒15min，無菌水清洗3次，然后用配制好的硫 酸二乙醋溶液浸泡12h，然后用無菌水清洗5次后備用；步驟(3)中田間種植按6行區(qū)、行長4m 種植。其余方法同實(shí)施例1所述方法。
[0015] 實(shí)施例3:-種利用硫酸二乙醋誘變育種選育高梁新品種的方法，包括W下步驟： (1)室內(nèi)硫酸二乙醋處理高梁種子:在通風(fēng)廚中用PH = 7的酸緩沖液配制濃度為0.35%的硫 酸二乙醋溶液;高梁種子用0.1%的升隸表面消毒15min，無菌水清洗3次，然后用配制好的硫 酸二乙醋溶液浸泡1地，然后用無菌水清洗4次后備用；步驟(3)中田間種植按3行區(qū)、行長3m 種植。其余方法同實(shí)施例1所述方法。
[0016] 實(shí)驗(yàn)例1:同一品種、相同時(shí)間、不同DES濃度試驗(yàn):試驗(yàn)材料為Ξ尺S，DES濃度為 0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%和0.5%。每個(gè)處理 100 粒種子，用0.1%的 升隸表面消毒15 min,無菌水清洗2~3次，分別用不同濃度的DES浸泡10 h。高梁種子經(jīng)DES 處理后，再用無菌水清洗4~5次，將種子放入已高壓滅菌的培養(yǎng)皿中濾紙上置于人工氣候箱 中（溫度25°C)進(jìn)行發(fā)芽，并計(jì)算發(fā)芽率。同時(shí)設(shè)2個(gè)對(duì)照：自來水(CKi)和憐酸緩沖液(服）。
[0017] 通過硫酸二乙醋誘變?cè)囼?yàn)，發(fā)現(xiàn)高梁材料Ξ尺Ξ經(jīng)DES處理后發(fā)芽遲緩，比未處理 的對(duì)照種子發(fā)芽推遲3~4天;苗期生長受到抑制，苗高比對(duì)照低，并且隨著DES濃度的升高其 影響則越顯著;發(fā)芽率和成苗率均表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。按照成苗率近似對(duì)照的一半計(jì)算，高 梁恢復(fù)系Ξ尺Ξ的DES致死濃度為0.5%、半致死DES濃度為0.3%~0.35%，試驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0018] 表1不同濃度DES相同處理時(shí)間對(duì)高梁發(fā)芽率和成苗率的影響％

' 實(shí)驗(yàn)例2:同一品種、相同DES濃度、不同處理時(shí)間試驗(yàn):試驗(yàn)材料為Ξ尺S、DES濃度為' 0.35%，試驗(yàn)分兩次進(jìn)行，第一次處理時(shí)間分別為1、5、10、15、20、25}1，第二次試驗(yàn)所采用不 同的處理時(shí)間是根據(jù)第一次試驗(yàn)結(jié)果確定的，它們分別是12、13、14、15、16