一種利用黑芥拓寬芥菜b亞基因組遺傳變異的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法，其特征在于，該方法通過白菜ArAr與芥菜AjAjBjBj雜交，在自然條件下獲得三倍體種子ArAjBj、三倍體種子ArAjBj進(jìn)行染色體加倍獲得六倍體ArArAjAjBjBj，將六倍體ArArAjAjBjBj與黑芥Bn1?nBn1?n雜交，獲得新型芥菜AjArBjBn1?n。本發(fā)明所述方法整個(gè)過程不需要組織培養(yǎng)；經(jīng)過一輪染色體加倍處理后獲得的六倍體自然條件下自交可結(jié)實(shí)，六倍體可長期使用，無需重復(fù)創(chuàng)建；六倍體與黑芥的雜交在田間自然條件下可成功，容易將多份黑芥的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到芥菜中。
【專利說明】
一種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及植物新品系選育技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法。其國際專利分類號為A01H1/04。
【背景技術(shù)】
[0002]芥菜(Brassica juncea，AABB)包括蔬菜類型和油用類型，包括榨菜、兒菜、青菜頭、大頭菜、以及芥菜型油菜等。芥菜是由白菜(B.rapa，AA)和黑芥(B.nigra，BB)自然雜交，染色體加倍進(jìn)化而來的異源四倍體。與親本物種相比，芥菜狹窄的遺傳基礎(chǔ)限制了其遺傳改良。
[0003]傳統(tǒng)利用親本改良芥菜的方法主要有兩種。一種是通過黑芥和白菜雜交，獲得人工合成芥菜。該辦法雖然能有效拓寬現(xiàn)有芥菜的遺傳基礎(chǔ)，但在實(shí)施中，由于白菜與黑芥存在嚴(yán)重的生殖隔離，兩者間雜交困難，需要采用胚挽救技術(shù)才能獲得雜交種(Wen等.Euphytica.2007)，致使該方法只能局限于少量親本種材料的雜交利用；另一種方法是芥菜與白菜雜交發(fā)展三倍體雜種，然后三倍體與芥菜回交后代進(jìn)行選育，獲得含有白菜遺傳背景的芥菜型個(gè)體。此方法在實(shí)施中，由于雜交的后代為非整倍體，致使選育的周期長，選育的過程繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法，該方法能夠快速、簡便有效地獲得具黑芥遺傳成分的芥菜，拓寬現(xiàn)有芥菜B亞基因組的遺傳多樣性，解決了現(xiàn)有芥菜培育方法導(dǎo)致的選育周期長、雜交過程具有親和性障礙的問題。
[0005]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法，該方法通過白菜AlrAlr與芥菜
，在自然條件下獲得三倍體種子、三倍體種子進(jìn)行染色體加倍獲得六倍體ATAjAjB jBj，將六倍體ATAjAjB jBj與黑芥Bnl—nBnl—n雜交，獲得新型芥菜AjAlrB jBnl一n。
[0007]本發(fā)明通過先獲得六倍體，以六倍體為橋梁，與黑芥雜交，獲得新型芥菜，六倍體與黑芥雜交具有一定的親和性，不需要胚挽救技術(shù)就能夠獲得雜交種子，同時(shí)，本發(fā)明所述方法的雜種后代為整倍體，選育周期相對較短、過程相對簡單，克服了通過芥菜與黒芥雜交、然后對雜交后代與芥菜多輪回交進(jìn)行選育芥菜導(dǎo)致的選育周期長，選育過程繁瑣的問題。
[0008]進(jìn)一步地，該方法包括以下步驟:
[0009]1)、三倍體的獲得:
[0010]芥菜WB如與白菜AfAf有性雜交，田間自然條件下生長，至成熟期收獲三倍體種子 Ar AjBj ；
[0011]2)、六倍體的獲得:
[0012]將步驟I)中收獲的三倍體種子AfA袖播種，幼苗階段進(jìn)行染色體誘導(dǎo)加倍，獲得六倍體 Ar Ar Aj AjBjBj ；
[0013]3)、新型芥菜的獲得:
[0014]六倍體與黑芥Bnl—nBn1—^性雜交，自然條件下生長，成熟后獲得新型芥菜Aj ArBjBnl'
[0015]所述芥菜AjAjBjBj與白菜AlrAlr有性雜交可以是以芥菜AjAjBjBj為母本，也可以是以白菜Al為母本。
[0016]進(jìn)一步地，所述染色體誘導(dǎo)加倍的具體方法為:
[0017]將三倍體種子播種萌發(fā)，于植株6-8葉期時(shí)在生長點(diǎn)放置浸濕濃度為0.01%的秋水仙堿溶液的棉花團(tuán)，連續(xù)處理三天，每天向棉花團(tuán)增加同濃度秋水仙堿溶液3次，處理期間用塑料薄膜遮擋住植株上方;處理后移除棉花和塑料薄膜，植株于自然條件下生長，花期檢測其花粉育性和結(jié)實(shí)性，篩選染色體加倍成功的個(gè)體。
[0018]進(jìn)一步地，六倍體AHjAjBjBj與黑芥Bnl—nBnl—n有性雜交以六倍體AiAiAj AjBjBj作為母本。
[0019]進(jìn)一步地，芥菜為所有基因組為A^B如的作物，包括芥菜型油菜和蔬菜用芥菜；所述白菜為所有基因組為AU勺作物，包括白菜型油菜和蔬菜用白菜。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0021]1、本發(fā)明能夠快速、簡便有效地獲得具黑芥遺傳成分的芥菜，拓寬了現(xiàn)有芥菜的遺傳基礎(chǔ)。
[0022]2、本發(fā)明所述方法的選育周期短、過程簡單，且能夠避免黑芥與白菜的雜交導(dǎo)致的親和性障礙的問題。
[0023]3、本發(fā)明所述方法整個(gè)過程不需要進(jìn)行任何組織培養(yǎng)操作;經(jīng)過一輪染色體加倍處理后獲得的六倍體自然條件下自交可結(jié)實(shí)，六倍體可長期使用，無需重復(fù)創(chuàng)建;六倍體與黑芥的雜交在田間自然條件下可成功，容易將多份黑芥的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到芥菜中。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
[0025]實(shí)施例1:
[0026]丨)、三倍體的獲得:
[0027]以白菜型油菜AlrAlr(品系為4M245)為母本，剝蕾去雄，授以芥菜型油菜WB如(品系為4N006)的花粉，有性雜交，套袋生長一周后拆袋，然后自然條件下生長至成熟，收獲三倍體種子AlrA如；
[0028]2)、六倍體的獲得:
[0029]將步驟I)中收獲的三倍體種子番種萌發(fā)，于植株6葉期時(shí)在生長點(diǎn)放置浸濕濃度為0.0I %的秋水仙堿溶液的棉花團(tuán)，連續(xù)處理三天，每天向棉花團(tuán)增加同濃度秋水仙堿溶液3次，處理期間用塑料薄膜遮擋住植株上方;處理后移除棉花和塑料薄膜，植株于自然條件下生長，花期檢測其花粉育性和結(jié)實(shí)性，鑒定染色體數(shù)目，獲得六倍體ATWB如；
[0030]3)、新型芥菜的獲得:
[0031]以六倍體為母本，進(jìn)行人工去雄，均勻授以3個(gè)不同基因型黑芥(2V1098F、2V1099-1、2V1089-1)花粉，有性雜交，獲得新型芥菜。
[0032]在本實(shí)施例中:六倍體與3個(gè)不同基因型黑芥雜交有一定的可交配性，平均結(jié)實(shí)率為3.12粒/角果;對新型芥菜的體細(xì)胞染色體數(shù)目進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，它們的染色體數(shù)目均為36條;這些新型芥菜自交可結(jié)實(shí)，平均為5.57粒/角果。六倍體與3個(gè)不同基因型黑芥雜交產(chǎn)生的新型芥菜葉色、葉型、分枝等形態(tài)學(xué)特點(diǎn)有明顯差異，遺傳變異較大。
[0033]實(shí)施例2:
[0034]本實(shí)施例基于實(shí)施例1，將實(shí)施例1中的白菜型油菜六1^(品系為41245)替換成蔬菜用白菜A3rAV品系為5W245);將芥菜型油菜AjAjBjBj (品系為4N006)替換成蔬菜用芥菜AjAjBjBj (品系為4N008，榨菜)；并且以蔬菜用芥菜AjAjBjBj(品系為4N008)為母本，剝蕾去雄，授以蔬菜用白菜AlrAX品系為5W245)花粉進(jìn)行有性雜交。
[0035]在本實(shí)施例中:六倍體與3個(gè)不同基因型的黑芥雜交具有一定程的可交配性，平均結(jié)實(shí)率為3.55粒/角果;對新型芥菜的體細(xì)胞染色體數(shù)目進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，它們的染色體數(shù)目均為36條;這些新型芥菜自交可結(jié)實(shí)，平均自交結(jié)實(shí)率為6.69粒/角果。六倍體與3個(gè)不同基因型黑芥雜交產(chǎn)生的新型芥菜葉色、葉型、結(jié)球特性、塊莖形成等形態(tài)學(xué)特點(diǎn)有明顯差異，遺傳變異較大。
[0036]實(shí)施例3:
[0037]本實(shí)施例基于實(shí)施例1，與實(shí)施例1的不同之處在于:以芥菜型油菜品系為4N006)為母本，剝蕾去雄，授以白菜型油菜AIK品系為4M245)花粉進(jìn)行有性雜交。
[0038]在本實(shí)施例中:六倍體與3個(gè)不同基因型的黑芥雜交具有一定程度的可交配性，平均結(jié)實(shí)率為3.88粒/角果;對新型芥菜的體細(xì)胞染色體數(shù)目進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，它們的染色體數(shù)目均為36條;這些新型芥菜自交結(jié)實(shí)性交好，平均達(dá)到6.92粒/角果。六倍體與3個(gè)不同基因型黑芥雜交產(chǎn)生的新型芥菜葉色、葉型等形態(tài)學(xué)特點(diǎn)有明顯差異，遺傳變異較大。
[0039]實(shí)施例4:
[0040]本實(shí)施例基于實(shí)施例2，與實(shí)施例2的不同之處在于:以蔬菜用白菜AlrAI品系為5W245)為母本，剝蕾去雄，授以蔬菜用芥菜AjAjBjBj(品系為4N008)花粉進(jìn)行有性雜交。
[0041]在本實(shí)施例中:六倍體與3個(gè)不同基因型的黑芥雜交具有一定程度的可交配性，達(dá)到平均結(jié)實(shí)率為2.57粒/角果;對新型芥菜的體細(xì)胞染色體數(shù)目進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，它們的染色體數(shù)目均為36條;這些新型芥菜自交結(jié)實(shí)率平均為4.25粒/角果。六倍體與3個(gè)不同基因型黑芥雜交產(chǎn)生的新型芥菜葉色、葉型、結(jié)球特性、塊莖形成等形態(tài)學(xué)特點(diǎn)有明顯差異，遺傳變異較大。
[0042]在上述實(shí)施例中，對體細(xì)胞染色體數(shù)目進(jìn)行檢測均采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行檢測。
[0043]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法，其特征在于，該方法通過白菜ArArJg芥菜雜交，在自然條件下獲得三倍體種子Α?Β」、三倍體種子Alr 進(jìn)行染色體加倍獲得六倍體，將六倍體與黑芥-—^㈠雜交，獲得新型芥菜AjArBjBn1'2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)、三倍體的獲得: 芥菜與白菜A1Tr有性雜交，田間自然條件下生長，至成熟期收獲三倍體種子ArAjBj ； 2)、六倍體的獲得: 將步驟I)中收獲的三倍體種子番種，幼苗階段進(jìn)行染色體誘導(dǎo)加倍，獲得六倍體ArArAjAjBjBj ； 3)、新型芥菜的獲得: 六倍體ATA^bW與黑芥Βη1—ηΒη1—^性雜交，自然條件下生長，成熟后獲得新型芥菜AjArBjBn1'3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法，其特征在于，所述染色體誘導(dǎo)加倍的具體方法為: 將三倍體種子播種萌發(fā)，于植株6-8葉期時(shí)在生長點(diǎn)放置浸濕濃度為0.01%的秋水仙堿溶液的棉花團(tuán)，連續(xù)處理三天，每天向棉花團(tuán)增加同濃度秋水仙堿溶液3次，處理期間用塑料薄膜遮擋住植株上方;處理后移除棉花和塑料薄膜，植株于自然條件下生長，花期檢測其花粉育性和結(jié)實(shí)性，篩選染色體加倍成功的個(gè)體。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法，其特征在于，六倍體ATAjAjBjBj與黑芥Βη1—ηΒη1—η有性雜交以六倍體ATAjAjBjBj作為母本。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用黑芥拓寬芥菜B亞基因組遺傳變異的方法，其特征在于，所述芥菜為所有基因組為勺作物，包括芥菜型油菜和蔬菜用芥菜;所述白菜為所有基因組為AU勺作物，包括白菜型油菜和蔬菜用白菜。
【文檔編號】A01H1/08GK105918106SQ201610270389
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】錢偉, 明佳熠, 梅家琴, 魏瑞芳, 李勤菲
【申請人】西南大學(xué)