玉米雄性不育系的選育方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了玉米雄性不育系的選育方法。本發(fā)明提供了一種玉米雄性不育系的選育方法，為以玉米S型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系MD32CGMCC No.8657為供體、玉米自交系為受體，進(jìn)行回交轉(zhuǎn)育，得到所述玉米自交系的雄性不育系。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)：1、利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)與回交轉(zhuǎn)育技術(shù)結(jié)合，加快不育系的轉(zhuǎn)育速度，僅需回交三代即獲得了京724不育系S京724。2、本發(fā)明選用的S型不育系MD32在多種遺傳背景下不育性表現(xiàn)穩(wěn)定徹底，在已報(bào)道的玉米雜交種雄性不育化制種研究中未見使用。
CGMCC No.8657
2013.12.25
【專利說明】玉米雄性不育系的選育方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種玉米雄性不育系的選育方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種的選育和推廣是提高玉米產(chǎn)量的重要途徑。利用常規(guī)的制種方法配 制雜交種需要對(duì)母本進(jìn)行人工去雄，不僅耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力，增加種子生產(chǎn)成本，且存在由 于去雄不及時(shí)、不徹底影響種子質(zhì)量的潛在風(fēng)險(xiǎn)。利用雄性不育系制種是保證種子純度提 高玉米產(chǎn)量的一種有效方法。
[0003] 早在上世紀(jì)五六十年代，國(guó)內(nèi)外就開始了對(duì)玉米不育化制種的研究。細(xì)胞質(zhì)雄性 不育由于容易實(shí)現(xiàn)不育系、保持系和恢復(fù)系的三系配套，是玉米育種中利用的主要途徑。細(xì) 胞質(zhì)雄性不育系可劃分為T、C和S型三大類。60年代初，T型不育系引入我國(guó)。由于對(duì)玉 米小斑病"T小種"?；郧秩?，T型不育系的應(yīng)用受到嚴(yán)重限制。70年代，我國(guó)育種工作者 從國(guó)外引進(jìn)C型、S型不育系。C型不育系雖然不育性較穩(wěn)定、徹底，但是在特殊的基因型背 景中表現(xiàn)育性的推遲回復(fù)突變，而且其恢復(fù)系通常需要重新轉(zhuǎn)育，周期長(zhǎng)且步驟繁瑣，導(dǎo)致 該型不育系在實(shí)踐中難以普及應(yīng)用。S型不育系是3種類型中最大的一個(gè)組，已有研究證明 昌7-2等黃改系材料是其天然強(qiáng)恢復(fù)系。但S型不育系的育性因基因型背景的不同而有較 大差異，在特定的遺傳背景下育性高度穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)優(yōu)良玉米雜交種的父本多屬黃改種質(zhì)，因 此為省去恢復(fù)系的轉(zhuǎn)育工作，發(fā)掘和創(chuàng)制新的不育性徹底、遺傳穩(wěn)定、綜合性狀優(yōu)良的S型 不育系是快速不育化制種研究和應(yīng)用的關(guān)鍵。
[0004] 實(shí)現(xiàn)玉米細(xì)胞質(zhì)雄性不育化制種的關(guān)鍵是不育系、保持系和恢復(fù)系的選育。選育 不育系最常用的方法是回交轉(zhuǎn)育法，即用穩(wěn)定的不育系作非輪回親本，選擇優(yōu)良自交系作 輪回親本，進(jìn)行多代回交，育成不育性穩(wěn)定的優(yōu)良不育自交系，而原輪回親本便是該不育系 的保持系。但僅僅利用傳統(tǒng)的回交轉(zhuǎn)育方法，一般需回交5-6代，轉(zhuǎn)育周期較長(zhǎng)，延緩了不 育化制種技術(shù)在玉米雜交種上的應(yīng)用。因此，如何加快不育系的選育速度是目前雄性不育 化制種技術(shù)亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種玉米雄性不育系的選育方法。
[0006] 本發(fā)明提供的方法，為以玉米S型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系MD32CGMCC No. 8657為供體、 玉米自交系為受體，進(jìn)行回交轉(zhuǎn)育，得到所述玉米自交系的雄性不育系。
[0007] 上述方法中，所述玉米自交系為玉米自交系京724,得到的雄性不育系為京724的 雄性不育系S京724。
[0008] 上述方法中，所述回交次數(shù)為3次。
[0009] 上述方法中，所述回交轉(zhuǎn)育包括如下步驟：
[0010] 1)以玉米S型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系MD32CGMCC No. 8657為供體、玉米自交系京724 為受體，雜交，得到雄性不育雜交子代F1 ;
[0011] 2)以雄性不育雜交子代F1為母本、與京724回交，得到雄性不育BC1代群體；
[0012] 3)以雄性不育BC1代單株為母本、與京724繼續(xù)回交，得到雄性不育BC 2代群體；
[0013] 4)以雄性不育BC2代單株為母本、與京724繼續(xù)回交，得到京724的雄性不育系S 京 724。
[0014] 上述方法中，在步驟2)和步驟3)之間，還包括如下步驟：從所述雄性不育BC1代 群體中選取與所述玉米自交系京724遺傳相似度在92. 5-95%的雄性不育BC1代單株；
[0015] 上述方法中，所述從所述雄性不育BC1代群體中選取與所述玉米京724遺傳相似 度在92. 5-95%的雄性不育BC1代單株的方法包括如下步驟：用40對(duì)SSR核心引物分別對(duì) 雄性不育BC 1代單株和玉米自交系京724進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得到SSR譜帶，通過比較BC1代單 株和玉米自交系京724的SSR圖譜，計(jì)算遺傳相似度；
[0016] 所述遺傳相似度計(jì)算公式：[1-(差異等位基因數(shù)/ (2X比較總位點(diǎn)數(shù)))]X 100%
[0017] 所述差異等位基因數(shù)為用SSR核心引物擴(kuò)增得到的所述雄性不育BC1代單株SSR 譜帶帶型與所述玉米自交系京724的SSR譜帶帶型不一致的等位基因數(shù)目；所述比較總位 點(diǎn)數(shù)為40。
[0018] 上述40對(duì)SSR核心引物中各個(gè)引物的序列分別為序列表中序列1-80所示，具體 見實(shí)施例的表2。
[0019] 上述方法中，在步驟3)和步驟4)之間，還包括如下步驟：從所述雄性不育BC2代 群體中選取與所述玉米自交系京724遺傳相似度在98. 75%-100%的雄性不育BC2代單株。
[0020] 所述從所述雄性不育BC2代群體中選取與所述玉米自交系京724遺傳相似度在 98. 75%-100%的雄性不育BC2代單株的方法包括如下步驟：用引物A分別對(duì)雄性不育BC2代 單株和玉米自交系京724進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得到SSR譜帶，通過比較BC 2代單株和玉米自交系 京724的SSR圖譜，計(jì)算遺傳相似度；
[0021] 所述引物A為BC2代單株對(duì)應(yīng)的母本BC1代與京724相比擴(kuò)增帶型不同的SSR引 物；
[0022] 所述遺傳相似度計(jì)算公式：[1-(差異等位基因數(shù)/ (2X比較總位點(diǎn)數(shù)))]X 100%
[0023] 所述差異等位基因數(shù)為用引物A擴(kuò)增得到的所述雄性不育BC2代單株SSR譜帶帶 型與所述玉米自交系京724的SSR譜帶帶型不一致的等位基因數(shù)目；
[0024] 所述比較總位點(diǎn)數(shù)為40。
[0025] 玉米S型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系MD32CGMCC No. 8657在選育玉米雄性不育系中的應(yīng)用 也是本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026] 玉米不育系MD32于2013年12月25日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普 通微生物中心(簡(jiǎn)稱CGMCC，地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研 究所，郵編100101)，保藏號(hào)為CGMCC No. 8657,該植株分類命名為玉米（Zea mays)。
[0027] 本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)：
[0028] 1、利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)與回交轉(zhuǎn)育技術(shù)結(jié)合，加快不育系的轉(zhuǎn)育速度，僅 需回交三代即獲得了京724不育系S京724。
[0029] 2、本發(fā)明選用的S型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系MD32在多種遺傳背景下不育性表現(xiàn)穩(wěn)定 徹底，在已報(bào)道的玉米雜交種雄性不育化制種研究中未見使用。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0031] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0032] 實(shí)施例1、雄性不育系S京724的選育
[0033] -、不育系供體MD32細(xì)胞質(zhì)雄性不育類型的確定
[0034] 1、玉米不育系MD32
[0035] 玉米不育系MD32選育過程：利用構(gòu)建的X系群體（以X1132為基礎(chǔ))進(jìn)行"高大嚴(yán)" 選系，從中選擇優(yōu)良S5高代系與外引雜交種構(gòu)建新的選系基礎(chǔ)群體。在自交后代中發(fā)現(xiàn)不 育株，雄穗花藥不外露，無花粉，選擇同穗行表型相近的姊妹株對(duì)其進(jìn)行成對(duì)授粉。雜交后 代全部表現(xiàn)徹底不育，植株表型也趨向基本一致。遂將該材料命名為玉米雄性不育系MD32。
[0036] 玉米不育系MD32不育性徹底：花藥不外露，無花粉；
[0037] 玉米不育系MD32不育性穩(wěn)定：在多種遺傳背景下，不育性表現(xiàn)徹底；
[0038] 玉米不育系MD32綜合性狀優(yōu)良：種子芽勢(shì)旺盛，出苗力強(qiáng)，幼苗葉鞘色紫色，葉片 寬大，葉色濃綠，株型半緊湊，果穗筒型，粒型半硬粒型，綜合抗性好。
[0039] 玉米不育系MD32于2013年12月25日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普 通微生物中心(簡(jiǎn)稱CGMCC，地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研 究所，郵編100101)，保藏號(hào)為CGMCC No. 8657,該植株分類命名為玉米（Zea mays)。
[0040] 2、不育系MD32細(xì)胞質(zhì)雄性不育類型的確定
[0041] 提取玉米不育系MD32幼苗的DNA作為模板，用如下表1的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得 到擴(kuò)增產(chǎn)物在Agarose凝膠上，90V電泳1小時(shí)30分鐘。根據(jù)擴(kuò)增片段圖譜鑒別玉米MD32 胞質(zhì)不育類型。
[0042] 結(jié)果，利用C、T型引物對(duì)MD32的DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，均未檢測(cè)到擴(kuò)增產(chǎn)物；利 用S型引物對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，PCR產(chǎn)物片段大小為885bp。因此確定MD32為S型細(xì)胞質(zhì)雄 性不育系。
[0043] 表1為鑒定胞質(zhì)類型的引物
[0044]
[0045] 二、玉米雄性不育系S京724的選育

【權(quán)利要求】
1. 一種玉米雄性不育系的選育方法，為以玉米S型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系 MD32CGMCCNO. 8657為供體、玉米自交系為受體，進(jìn)行回交轉(zhuǎn)育，得到所述玉米自交系的雄性 不育系。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述玉米自交系為玉米自交系京724,得 到的雄性不育系為京724的雄性不育系S京724。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述回交次數(shù)為3次。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2-3中任一所述的方法，其特征在于：所述回交轉(zhuǎn)育包括如下步驟： 1) 以玉米雄性不育系MD32CGMCC No. 8657為供體、玉米自交系京724為受體，雜交，得 到雄性不育雜交子代匕； 2) 以雄性不育雜交子代匕為母本、與京724回交，得到雄性不育代群體； 3) 以雄性不育代單株為母本、與京724繼續(xù)回交，得到雄性不育BC2代群體； 4) 以雄性不育BC2代單株為母本、與京724繼續(xù)回交，得到京724的雄性不育系S京 724。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：在步驟2)和步驟3)之間，還包括如下步 驟：從所述雄性不育代群體中選取與所述玉米京724遺傳相似度在92. 5-95%的雄性不 育代單株。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于：在步驟3)和步驟4)之間，還包括如 下步驟：從所述雄性不育BC2代群體中選取與所述玉米京724遺傳相似度在98. 75%-100%的 雄性不育BC2R單株。
7. 玉米S型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系MD32CGMCC No. 8657在選育玉米雄性不育系中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A01H1/02GK104285776SQ201310751112
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】趙久然, 宋偉, 邢錦豐, 王元東, 王鳳格, 段民孝, 李瑞媛 申請(qǐng)人:北京市農(nóng)林科學(xué)院