甜高粱育種方法技術

本發明專利技術屬于農業技術領域，涉及一種甜高粱育種方法，尤其涉及一種利用重離子誘變育種技術進行甜高粱育種的方法。一種甜高粱育種方法，其主要特點在于以下步驟(1)重離子束輻照：利用重離子加速器提供碳或氧或氬的重離子束，在能量為80-100MeV/μ，輻照劑量為80-120Gy，劑量率20-30Gy/min,在垂直輻照終端對甜高粱種子進行輻照處理，輻照時間為4-6min；(2)突變體篩選：(3)突變體檢測：(4)雜交組合優化。本發明專利技術育種方法經重離子輻照后，可得到早熟、高糖、高產、抗逆的突變種植資源，種植M3－M4代，突變體就可穩定下來，而且從突變體篩選、突變體檢測及雜交組合選配，均比單一的雜交育種手段效率提高10％以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于農業
，涉及一種，尤其涉及一種利用重離子誘變育種技術進行甜高粱育種的方法。
技術介紹
國家“十二五”規劃提到把非糧作物甜高粱的應用開發作為優先發展的方向；以甜高粱為原料開發酒精及酵母系列產品，符合循環經濟、清潔生產、保護環境的生物產業發展思路；在甜高粱產業化整個產業鏈中，要解決好優質原料的穩定供應，甜高粱桿的產量和品質的穩定是種植和加工兩個焦點的生命線。發展甜高粱循環經濟產業，對拉動農村經濟、促進農民增收、推進新農村建設具有重大的戰略意義。甜高粱是一種C4作物，光合效率高，為大豆、甜菜、小麥等C3作物的2?6倍；甜高粱具有適應性強、抗旱、耐澇、耐鹽堿的優點，是一種高效節水型作物。然而，我國自育的品種糖錘度略低，而且育種環節薄弱，間歇性太大，有斷檔現象；要改變這種局面，必須加大育種手段和方法的研宄力度，使育種水平有較大的突破；為了提高效率，縮短育種年限，育種學家們不斷探索著新的方法；聯合重離子誘變育種和雜交育種的方法，是一種先進而高效的育種技術，是育種方法學的重要創新。
技術實現思路
本專利技術的目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種。以解決單一的雜交育種方法周期長、成本高的缺點，加速育種進程。為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為:一種，其主要特點在于以下步驟:(I)重離子束輻照:利用重離子加速器提供碳或氧或氬的重離子束，在能量為80_100MeV/ μ，輻照劑量為80-120Gy，劑量率20_30Gy/min，在垂直輻照終端對甜高粱種子進行輻照處理，輻照時間為4-6min ;輻照后即可進行對照種子和輻照種子的發芽測試和田間小區試驗。(2)突變體篩選:根據早熟、高產、高糖量或抗鹽或抗寒育種目標，選擇不同的氣候(不同海拔高度)及土壤條件(沙荒、鹽堿)，以獲得不同需求的突變體，從而得到滿足育種目標的輻照種子(種質資源)；經發芽測試，輻照種子和發芽率低于50%，說明該輻照劑量達半致死劑量的要求，半致死劑量為80-120Gy ;利用重離子輻照誘變技術進行育種時，首先要找到半致死劑量，因為半致死及以下劑量輻照條件下產生突變體的機率最大，變異率可達10%以上；(3)突變體檢測:將表型分析和分子檢測手段結合起來，既可以快速確定突變體的遺傳穩定性，準確地判斷突變體的類別，而且可迅速得到引起變異的候選基因。在輻照半致死劑量80-120Gy條件下，變異朝著各個方向，有些是正突變，有些是負突變，在田間選擇正突變，即符合育種目標的輻照種子(突變體)，這些輻照種子(突變體)和對照在田間種植時表型上存在明顯的差異，發生提前抽穗、葉片變大、株高變高等性狀；利用RAPD、ISSR分子標記技術確定突變體和對照之間的差異特征；(4)雜交組合優化:選育出符合育種目標要求的品種或利用重離子誘變選育的突變種質材料為父本、以引進的不育系為母本進行配合力測定試驗，得到了農藝性狀和經濟性狀比較優良的雜交組合。所述的，所述的篩選抗鹽堿突變體選擇鹽堿地，低度PH7.1 -8.5，中度鹽堿地PH8.5-9.5種植輻照種子；篩選抗寒突變體選擇海拔為2300米以上種植輻照種子；氣候寒冷選擇最高氣溫為20-25?的地區種植輻照種子；篩選早熟、高產、高糖量種子，生育期提前10-20天。所述的，還包括有通過差異基因表達篩選候選基因，RNA-Seq轉錄組測序，得到重離子輻照弓I起變異的候選基因。本專利技術的有益效果:本專利技術的目的是結合雜交育種手段，通過重離子輻照處理、突變體篩選、突變體檢測、雜交育種技術，高效選育出優良的甜高粱品種，該育種方法與現有技術相比具有以下優點:1、突變譜寬:經重離子輻照后，可得到早熟、高糖、高產、抗逆等方面的突變種植資源。2、育種周期縮短:一般種植M3 - M4代，突變體就可穩定下來。3、效率顯著提高:從突變體篩選、檢測及雜交組合選配，均比單一的雜交育種手段效率提高10%以上。【附圖說明】:圖1利用重離子輻照育種技術選育的早熟突變株，生育期提前20天以上；圖2早熟突變體(左)和野生型植株的田間表型，突變體進入了孕穗期，而野生型植株沒有進入孕穗期；圖3早熟突變體和野生型植株的RAPD圖譜(1、2、3為野生型，4、5、6為早熟突變體)；圖4早熟突變體和野生型植株的脯氨酸含量測定，突變體脯氨酸含量提高意味著抗逆能力增強；圖5以早熟突變體為父本的雜交組合篩選。【具體實施方式】以下結合實施例對本專利技術的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。下面對本專利技術的內容進行詳細的說明。實施例1:一種，其主要特點在于以下步驟:(I)重離子束輻照:利用重離子加速器提供碳或氧或氬的重離子束，在能量為80_100MeV/ μ，輻照劑量為80-120Gy，劑量率20_30Gy/min，在垂直輻照終端對甜高粱種子進行輻照處理，輻照時間為4-6min ;輻照后即可進行對照種子和輻照種子的發芽測試和田間小區試驗。 (2)突變體篩選: 根據早熟、高產、高糖量或抗鹽或抗寒育種目標，選擇不同的氣候或不同海拔高度及土壤條件，沙荒或鹽堿，以獲得不同需求的突變體，從而得到滿足育種目標的輻照種子(種質資源)；經發芽測試，輻照種子和發芽率低于50%，說明該輻照劑量達半致死劑量的要求，半致死劑量為80-120Gy ;利用重離子輻照誘變技術進行育種時，首先要找到半致死劑量，因為半致死及以下劑量輻照條件下產生突變體的機率最大，變異率可達10%以上；(3)突變體檢測:將表型分析和分子檢測手段結合起來，既可以快速確定突變體的遺傳穩定性，準確地判斷突變體的類別，而且可迅速得到引起變異的候選基因。在輻照半致死劑量80-120Gy條件下，變異朝著各個方向，有些是正突變，有些是負突變，在田間選擇正突變，即符合育種目標的輻照種子(突變體)，這些輻照種子(突變體)和對照在田間種植時表型上存在明顯的差異，發生提前抽穗、葉片變大、株高變高等性狀；利用RAPD、ISSR分子標記技術確定突變體和對照之間的差異特征；(4)雜交組合優化:選育出符合育種目標要當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種甜高粱育種方法，其特征在于以下步驟：(1)重離子束輻照：利用重離子加速器提供碳或氧或氬的重離子束，在能量為80?100MeV/μ，輻照劑量為80?120Gy，劑量率20?30Gy/min,在垂直輻照終端對甜高粱種子進行輻照處理，輻照時間為4?6min；(2)突變體篩選：根據早熟、高產、高糖量或抗鹽或抗寒育種目標，選擇氣候及土壤條件，以獲得不同需求的突變體，從而得到滿足育種目標的輻照種子；(3)突變體檢測：在輻照半致死劑量80?120Gy條件下，變異朝著各個方向，在田間選擇正突變，即符合育種目標的輻照種子，這些輻照種子和對照在田間種植時表型上存在明顯的差異，發生提前抽穗、葉片變大、株高變高等性狀；利用RAPD、ISSR分子標記技術確定突變體和對照之間的差異特征；(4)雜交組合優化：選育出符合育種目標要求的品種或利用重離子誘變選育的突變種質材料為父本、以引進的不育系為母本進行配合力測定試驗，得到了農藝性狀和經濟性狀比較優良的雜交組合。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：董喜存，李文建，劉瑞媛，金文杰，顧文婷，
申請(專利權)人：中國科學院近代物理研究所，
類型：發明
國別省市：甘肅;62