專利名稱：：一種植物誘變育種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種植物的誘變育種方法。
背景技術(shù)：
：誘發(fā)變異技術(shù)由于能夠產(chǎn)生各種有用的突變體，產(chǎn)生自然界稀有的或用一般常規(guī)方法較難獲得的新類型、新性狀、新基因，從而得到育種家的高度重視。國內(nèi)外誘變育種以誘變劑的性質(zhì)劃分可分為物理誘變和化學(xué)誘變，目前主要應(yīng)用的化學(xué)因素有EMS/DES/El/NaN3等，物理因素有X/e/Y射線和熱中子輻射、紫外線、激光、重離子注入等。自從20世紀(jì)20年代到40年代，先后肯定了X射線和化學(xué)誘變藥劑的誘變作用之后，誘變育種逐步開展起來。50年代隨著原子能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，輻射誘變育種更被廣泛應(yīng)用于植物改良。我國于1987年成功地利用返回式衛(wèi)星搭載植物種子，并開展了航天誘變育種研究，特別是"十五"863計劃實施以來，先后育成水稻、小麥、番茄、青椒、芝麻、棉花等50多個進(jìn)入?yún)^(qū)試的作物優(yōu)異新品系，其中30個新品種或新組合分別通過國家或省級品種審定。這些優(yōu)良新品種的育成，為提高作物產(chǎn)品質(zhì)量和糧食產(chǎn)量，優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整做出了積極貢獻(xiàn)，空間誘變育種經(jīng)過20年的不斷研究完善已成為我國應(yīng)用最廣泛的誘變育種技術(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國際上有61個國家利用誘發(fā)突變技術(shù)在164種植物上育成2543個突變品種和數(shù)萬份突變資源。但是現(xiàn)有的誘變育種方法存在以下缺點(diǎn)(1)材料處理不均勻x/e/Y射線和熱中子輻射、紫外線、激光等現(xiàn)有的誘變育種方法，都存在對繁殖材料處理不均勻的問題，從而影響誘變效果。(2)對環(huán)境造成污染采用X/0/Y射線和熱中子輻射、紫外線、激光、重離子注入和化學(xué)誘變劑在誘變育種過程中易對人體造成傷害?；瘜W(xué)誘變處理所得到的繁殖材料中的化學(xué)殘留物，在田間試驗過程中會對環(huán)境造成污染。(3)誘變成本高現(xiàn)有的植物誘變育種方法使用的設(shè)備復(fù)雜且貴重，誘變育種成本高。1924年T.Svedberg和Rinde研制出世界上第一臺渦輪超速離心機(jī)以來，離心技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在已廣泛地應(yīng)用到科學(xué)研究和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。離心技術(shù)，特別是超速離心技術(shù)是分子生物學(xué)、生物化學(xué)研究、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生、食品科學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的手段。離心技術(shù)原理是根據(jù)物質(zhì)的沉降系數(shù)、質(zhì)量、密度等的不同，應(yīng)用強(qiáng)大的離心力使物質(zhì)分離、濃縮和提純。但是至目前為止未有人運(yùn)用到植物的誘變育種當(dāng)中。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種植物誘變育種方法，該方法的操作簡單，所得到的植物育種材料特性穩(wěn)定。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)一種植物誘變育種方法，對植物的繁殖材料進(jìn)行離心誘變處理，然后將經(jīng)離心誘變處理的育種材料進(jìn)行繁殖加代，逐代選取目標(biāo)變異單株，最終選育出符合育種目標(biāo)的新品種或具有優(yōu)良特性的育種中間材料。本發(fā)明所述的植物的繁殖材料為植物的干種子、萌發(fā)種子、幼苗或活性細(xì)胞。本發(fā)明是把離心技術(shù)應(yīng)用到誘變育種上，通過足夠大的離心力作用于植物的干種子、萌發(fā)種子、幼苗或活性細(xì)胞，使之發(fā)生突變。在植物的干種子、萌發(fā)種子、幼苗或活性細(xì)胞中，細(xì)胞器、染色質(zhì)(體)和其它結(jié)構(gòu)組分通過液相介質(zhì)有序地排布在細(xì)胞空間中，在強(qiáng)大離心力作用下，各組分沉降系數(shù)、質(zhì)量、密度等的不同所受到的力的作用各不相同，從而使染色體上對超重力因素敏感的位點(diǎn)產(chǎn)生斷裂和損傷。由于細(xì)胞內(nèi)部具有完善的、有效的修復(fù)和愈合機(jī)制，因而在合適的光、溫、濕度和營養(yǎng)條件下受到損傷的染色質(zhì)(體)等細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)自行修復(fù)，并恢復(fù)正常的生理功能，但是在修復(fù)過程中，各種受損的結(jié)構(gòu)并不是按照原樣修復(fù)愈合，例如因損傷而發(fā)生斷裂的染色體斷片之間可能發(fā)生新的重組，從而產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)，從而使誘發(fā)植物體產(chǎn)生變異。本發(fā)明中所述的離心誘變處理的處理劑量為處理離心力500—30000Xg，處理時間10分鐘一12小時。本發(fā)明中所述的植物包括水稻。水稻的離心誘變處理的的處理劑量為處理離心力6000—12000Xg，處理時間30分鐘一2小時。本發(fā)明中釆用現(xiàn)有的常規(guī)選育方法對經(jīng)離心誘變處理的育種材料進(jìn)行單株選擇并進(jìn)行繁殖加代純化，最終選取符合育種目標(biāo)的新品種或特點(diǎn)突出的育種中間材料。本發(fā)明與其他誘變育種方法比較具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)穩(wěn)定可靠本發(fā)明采用離心處理植物的繁殖材料，使之發(fā)生突變，而離心處理時繁殖材料受力均勻，誘變效果明顯，經(jīng)離心誘變處理的突變體均可穩(wěn)定遺傳。(2)無污染、對人畜無害本發(fā)明對植物繁殖材料僅采用離心處理，對人體不會造成傷害，經(jīng)處理后的繁殖材料沒有其他有害殘留物，在田間試驗過程不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。(3)簡單易行，費(fèi)用低本發(fā)明使用的設(shè)備簡單，只需采用普通離心機(jī)或超速離心機(jī)，無需復(fù)雜貴重設(shè)備和其他耗材便可實現(xiàn)誘變處理，操作簡單，只需設(shè)定處理時間和離心力即可運(yùn)行。(4)可控性強(qiáng)本發(fā)明可隨時處理，處理劑量可根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整至能夠達(dá)到滿意的效果。(5)適用范圍廣本發(fā)明是通過足夠大的離心力作用于植物的干種子、萌發(fā)種子、幼苗或活性細(xì)胞，使之染色體上對超重力因素敏感的位點(diǎn)產(chǎn)生斷裂和損傷，利用細(xì)胞內(nèi)部的完善的、有效的修復(fù)和愈合機(jī)制，使受到損傷的染色質(zhì)(體)等細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)自行修復(fù)，并發(fā)生新的重組，產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)，使誘發(fā)植物體產(chǎn)生變異，因此本發(fā)明可以適用于各種植物的誘變育種處理。圖1是本發(fā)明的育種流程示意圖。具體實施例方式以下通過試驗例和實施例對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行闡述，使本
技術(shù)領(lǐng)域：
技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明試驗例水稻品種矮秀占的離心誘變育種以水稻品種矮秀占(2003年2月通過廣東省品種審定)的種子作為誘變繁殖的材料。矮秀占高產(chǎn)、抗病，但米質(zhì)較差，直連淀粉含量較高(27%左右)。將矮秀占的種子分為兩份，浸種48小時后起水，晾干2小時，待種子開始萌動，一份作為對照試樣，另一份進(jìn)行離心誘變處理。(1)離心誘變處理將矮秀占的已開始萌動的種子放置在離心機(jī)中，采用12000Xg離心力處理1小時，得到M。代種子。離心機(jī)采用德國產(chǎn)臺式高速冷凍離心機(jī)，型號Biofugestratos。(2)M,代單株混合選擇單本種植M。代種子，在旁邊種植未經(jīng)處理的對照(以后各世代均以同樣方式種植對照)，成熟時每個單株收獲一個主穗后混合得到M,代種子。(3)M2代選擇變異單株M2代種植1080株，仔細(xì)觀察分離世代多樣性突變情況，選擇谷粒細(xì)長，米粒透明無腹白的優(yōu)良目標(biāo)變異單株，對入選單株收獲種子進(jìn)行近紅外掃描檢測直鏈淀粉含量，保留中等直鏈淀粉含量單株5個，淘汰高直鏈淀粉含量單株(見下表)。M2代入選變異單株直連淀粉含量及留汰情況<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(4)M3代采用系譜選擇法選取單株M3代種植單株株行區(qū)，每區(qū)種植72株，采用系譜選擇法選取目標(biāo)優(yōu)異變異單株，繼續(xù)對入選單株收獲種子進(jìn)行近紅外掃描檢測直鏈淀粉含量，保留中等直鏈淀粉含量單株8個。(5)M4代對株系進(jìn)行綜合鑒定M4代種植單株株行區(qū)，每區(qū)種植64株，并對各株系進(jìn)行綜合評價鑒定，對優(yōu)異穩(wěn)定株系混收稱產(chǎn)量，用國標(biāo)化學(xué)法測定直鏈淀粉含量，其中對照組為25.2%;保留優(yōu)良株系3個，即直鏈淀粉含量分別為15.3%、15.2%、17.1%，做品比試驗并作為進(jìn)一步品種改良的中間材料；未穩(wěn)定株系繼續(xù)選純。上述實施例中，水稻繁殖材料的離心誘變處理還可以采用以下各組處理劑量如處理離心力6000Xg，處理時間2小時；處理離心力8000Xg，處理時間45分鐘；處理離心力9000Xg，處理時間50分鐘；處理離心力10000Xg，處理時間1小時；處理離心力11000Xg，處理時間1.5小時；通過上述實施例中的逐代選育方法或者現(xiàn)有技術(shù)中其他的選育方法都能夠得到目標(biāo)優(yōu)良變異材料。經(jīng)過不斷的實驗，處理劑量在以下范圍內(nèi)均可實現(xiàn)水稻的突變并能經(jīng)選育得到需要的目標(biāo)優(yōu)良變異株系處理離心力6000—12000Xg，處理時間30分鐘一2小時。本發(fā)明的上述試驗例和實施例只是對本發(fā)明的說明而不是限制，在本發(fā)明所述的處理劑量范圍內(nèi)處理離心力500—30000Xg，處理時間10分鐘一12小時，對各種植物的繁殖材料進(jìn)行離心誘變處理都可以實現(xiàn)植物的變異。在實際操作中，可根據(jù)不同植物的繁殖材料調(diào)整處理劑量以達(dá)到取得目標(biāo)優(yōu)良變異單株的滿意效果。因此在與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、一種植物誘變育種方法，其特征在于對植物的繁殖材料進(jìn)行離心誘變處理，然后將經(jīng)離心誘變處理的育種材料進(jìn)行繁殖加代，逐代選取目標(biāo)變異單株，最終選育出符合育種目標(biāo)的新品種或具有優(yōu)良特性的育種中間材料。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物誘變育種方法，其特征在于所述的植物的繁殖材料為植物的干種子、萌發(fā)種子、幼苗或活性細(xì)胞。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物誘變育種方法，其特征在于所述的離心誘變處理的處理劑量為處理離心力500—30000Xg，處理時間10分鐘一12小時。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物誘變育種方法，其特征在于所述的植物為水稻。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的植物誘變育種方法，其特征在于所述的水稻離心誘變處理的處理劑量為處理離心力6000—12000Xg，處理時間30分鐘一2小時。全文摘要本發(fā)明公開了一種植物誘變育種方法，該方法是對植物的繁殖材料進(jìn)行離心誘變處理，然后將經(jīng)離心誘變處理的育種材料進(jìn)行繁殖加代，逐代選取目標(biāo)變異單株，最終選育出符合育種目標(biāo)的新品種或具有優(yōu)良特性的育種中間材料。該方法誘變效果明顯，而且經(jīng)離心誘變處理的突變體均可穩(wěn)定遺傳。文檔編號A01H1/06GK101611696SQ20091004111公開日2009年12月30日申請日期2009年7月14日優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日發(fā)明者付崇允,劉振榮,廖亦龍,朱滿山,李金華,柳武革,豐王,羅文永,陳建偉,黃德娟,黃惠君申請人:廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所