專利名稱：一種將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分子育種方法，特別是一種水稻與菰的雜交方法。
背景技術(shù)：
植物分子育種是近代開創(chuàng)的育種新途徑。植物分子育種可概括為兩個層次的工程技術(shù)1、將帶有目的性狀基因的供體的DNA片段導(dǎo)入欲改良的植物受體細(xì)胞，使其后代發(fā)生變異，從中篩選出獲得目的性狀的后代或符合需要的有價值的新品種；2、分離目的基因，構(gòu) 建重組基因，導(dǎo)入需要改良的植物受體細(xì)胞，經(jīng)過培育，篩選出獲得 了目的性狀，且綜合性狀優(yōu)良的后代，育出新品種。本發(fā)明涉及第一 種方法。經(jīng)過10多年的研究，植物外源DNA的導(dǎo)入方法已有了長足的發(fā)展，例如基因槍法，電激法，注射法等。如按媒體類型的有或無，可分為載體介導(dǎo)法、直接導(dǎo)入法和種質(zhì)系統(tǒng)介導(dǎo)法。載體介導(dǎo)法是將目的DNA轉(zhuǎn)入膿桿菌或病毒中，并以之為載體。隨著它們對植 物的感染而將目的DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞中；直接導(dǎo)入法是以裸露的外 源DNA通過化學(xué)或物理方法直接導(dǎo)入植物細(xì)胞;而種質(zhì)系統(tǒng)介導(dǎo)法， 則是借助植物自身的種質(zhì)細(xì)胞與媒體(如花粉、卵細(xì)胞、子房、花粉 管通道、幼胚等)來實(shí)現(xiàn)外源DNA導(dǎo)入的方法，它包括花粉管導(dǎo)入法、子房、幼穗、幼胚注射法、種子浸澤法等。所謂浸漬法(imbibition)是指將植物的種子、胚、胚珠、子房、 花粉粒、幼穗、懸浮細(xì)胞甚至幼苗等直接浸泡在外源DNA中，利用 滲透作用把外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞并得到整合與表達(dá)的一種轉(zhuǎn)化方法。浸漬法主要是利用植物細(xì)胞自身的物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)將外源DNA分 子直接導(dǎo)入受體細(xì)胞。關(guān)于植物細(xì)胞運(yùn)輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能己有很多 的研究，現(xiàn)已證明植物細(xì)胞至少可通過以下幾種途徑將外源DNA吸 入細(xì)胞內(nèi)1、外源DNA可通過細(xì)胞間隙與胞間連絲組成的網(wǎng)絡(luò)化 的運(yùn)輸系統(tǒng)而被運(yùn)輸?shù)矫恳粋€細(xì)胞內(nèi)；2、植物細(xì)胞也可以通過類似 動物的內(nèi)吞作用將外源DNA攝入細(xì)胞內(nèi)；3、植物細(xì)胞中傳遞細(xì)胞 的膜透性改變也可以為大分子物質(zhì)透過細(xì)胞膜提供機(jī)會，尤其是在生 殖細(xì)胞、胚胎細(xì)胞以及分生細(xì)胞中，外源DNA進(jìn)入細(xì)胞中的機(jī)會更 大。菰(Zizania)是禾本科菰屬的多年生潛水植物，是水稻的近緣屬， 它廣泛分布于我國南北各地，生長于沼澤、池塘等中，基部由于真菌 寄生而變肥厚，須根粗壯，稈直立，高90 180cm，花單性同株，排 成頂生的大圓錐花序，雄小穗生于花序下部的分枝上，雌小穗則生于 花序的上部，穎果圓柱形，花果期夏秋冬，籽粒細(xì)小，易落粒。所以 一直以來沒有人工栽培的菰。水稻的一生要經(jīng)歷營養(yǎng)生長和生殖生長兩個時期，其中，營養(yǎng)生 長期主要包括秧苗期和分蘗期。水稻生殖生長期包括拔節(jié)孕穗期、抽穗開花期和灌漿結(jié)實(shí)期。拔節(jié)孕穗期是指幼穗分化開始到長出穗為 止，包括分化期、形成期和完成期， 一般需一個月左右。抽穗結(jié)實(shí)期 是指稻穗開花后到谷粒成熟的時期，又可分為乳熟期、蠟熟期和完熟 期。水稻生殖生長期的生育特點(diǎn)是長莖張穗、開花、結(jié)實(shí)、形成和充 實(shí)籽粒。這是奪取高產(chǎn)的主要階段。栽培上尤其要重視肥、水、氣得 協(xié)調(diào)，延長根系和葉片的功能期，提高物質(zhì)積累轉(zhuǎn)化率，達(dá)到穗數(shù)足， 穗型大，千粒重和結(jié)實(shí)率高。由于菰是水稻的近緣屬，因此其生長期與水稻相類似。 現(xiàn)有技術(shù)已有報道公開了將菰的DNA導(dǎo)入水稻的技術(shù)。例如，臧劍在專利號為200510032147.X中公開的《一種將結(jié)實(shí)菰DNA導(dǎo)入 水稻的方法及其獲得的繁殖材料》。也有將水稻基因?qū)胼缘募夹g(shù)， 例如，PCT申請?zhí)朠CT/CN2005/001460公開的方法。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí) 菰的方法，采用稻谷任何品種作供體，以菰作受體，能夠產(chǎn)出高品質(zhì) 的水稻菰，其品質(zhì)均高于國內(nèi)其他優(yōu)質(zhì)精米，且水稻基因?qū)胼院蟮?莖桿是上等詞料的原料，均有很大的利用開發(fā)價值。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟A、選擇處于孕穗期的稻谷，取其葉，切碎，搗爛，用水泡制3-4 小時，過濾，得水稻溶液；B、 選擇菰的主莖，夾斷主莖的第二個節(jié)部，將打通主莖節(jié)內(nèi)的 小隔膜，直達(dá)根系，取水稻溶液滴入莖桿內(nèi)；C、 連續(xù)多天內(nèi)重復(fù)上述步驟多次；D、 待成熟時，收獲D代稻菰的種子。優(yōu)選所述每100-150克水稻溶液中加入2-4克的硼酸，和1-5克 的促生素。優(yōu)選所述稻谷葉與加入開水量為1: 1。優(yōu)選所述用作受體的菰為生長到100cm左右，分葉達(dá)5-10支的菰。優(yōu)選A步驟中所述浸泡水的溫度為80-100°C。 本發(fā)明提供的一種將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法，簡單宜推廣， 且所得水稻菰的品質(zhì)均高于國內(nèi)其他優(yōu)質(zhì)精米，基因穩(wěn)定優(yōu)良，適應(yīng) 多種未本科。且水稻分子導(dǎo)入菰的莖桿是上等飼料的原料，均有很大 的利用開發(fā)價值。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例中采用本地品種游水糯，實(shí)驗(yàn)小區(qū)每平方米品區(qū)對比實(shí)驗(yàn)，每平方米9株，親本產(chǎn)量215克，導(dǎo)入菰分子產(chǎn)量每平方米508g， 親本穗長15cm，導(dǎo)入菰穗長28cm。選擇處于孕穗期的稻谷，取其葉3000克，切碎、搗爛，用3000 克開水80-100°C泡制3.5小時，待冷卻后把渣葉過濾，將溶液裝入容器里；選擇剛生長到100cm左右，分葉達(dá)5-10支的菰的主莖三株， 用消毒的剪刀夾斷主莖的第二個節(jié)部，約留12-15cm高度，用一根 長約4mm消毒好的鐵絲插入莖桿內(nèi)的小隔膜，然后取40cl的水稻溶 液滴入莖桿內(nèi)；重復(fù)以上步驟，每天上午一次，連續(xù)三天，然后作記 號，編碼，剪除多余支苗莖。待成熟時，收獲D代稻菰的種子。畝 產(chǎn)量達(dá)385kg，產(chǎn)量近翻一番，籽粒原僅幾十粒，現(xiàn)平均達(dá)232粒。 于2006年6月份，把D代種子送往云南試種，產(chǎn)量達(dá)940kg。
權(quán)利要求
1. 一種將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟A、選擇處于孕穗期的稻谷，取其葉，切碎，搗爛，用水泡制3-4小時，過濾，得水稻溶液；B、選擇菰的主莖，夾斷主莖的第二個節(jié)部，將打通主莖節(jié)內(nèi)的小隔膜，直達(dá)根系，取水稻溶液滴入莖桿內(nèi)；C、連續(xù)多天內(nèi)重復(fù)上述步驟多次；D、待成熟時，收獲D代稻菰的種子。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法，其特 征在于，所述，每100-150克水稻溶液中加入2-4克的硼酸，禾n 1-5 克的促生素。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法，其特 征在于，所述稻谷葉與加入開水量為1: 1。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法，其特 征在于，所述用作受體的菰為生長到100cm左右，分葉達(dá)5-10支的菰。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法，其特 征在于第A歩驟中所述浸泡用水的溫度為80-100°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分子育種方法，特別是一種水稻與菰的雜交方法。本發(fā)明提供一種將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法包括以下步驟A、選擇處于孕穗期的稻谷，取其葉，切碎，搗爛，用水泡制3-4小時，過濾，得水稻溶液；B、選擇菰的主莖，夾斷主莖的第二個節(jié)部，將打通主莖節(jié)內(nèi)的小隔膜，直達(dá)根系，取水稻溶液滴入莖桿內(nèi)；C、連續(xù)多天內(nèi)重復(fù)上述步驟多次；D、待成熟時，收獲D代稻菰的種子。本發(fā)明提供的一種將水稻基因?qū)虢Y(jié)實(shí)菰的方法，簡單宜推廣，且所得水稻菰的品質(zhì)均高于國內(nèi)其他優(yōu)質(zhì)精米，基因穩(wěn)定優(yōu)良，適應(yīng)多種禾本科。
文檔編號C12N15/87GK101280299SQ20071003466
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月2日
發(fā)明者曙 臧 申請人:臧 皓