菸草γ射線和NaN₃複合誘變種質創新與品種選育技術的製作方法

2023-06-02 12:04:36 2

專利名稱：菸草γ射線和NaN3複合誘變種質創新與品種選育技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及處理種子的方法，具體來說，涉及菸草種質創新和品種選 育技術。 技術背景輻射誘變育種中，物理誘變因素與化學誘變劑複合處理往往對提高誘變效率更為有效，這主要是由於1) 一個誘變劑的預措作用，可使另一 個更易影響染色體的位點；2)在射線處理後再用化學誘變劑處理，由於 射線處理改變生物膜的完整性和滲透性，促進了化學誘變劑的吸收；3) 在射線處理後用NaN3再進行處理，能夠減少生理損傷的程度。例如陸兆 新等(1986)用水稻鹽粳2號幹種子進行y射線和EMS或NaN3複合處理， 從矮稈突變情況來看，Y射線+NaN3的效果最好。李社榮等(1989)認為用 200Gyy射線與2mMNaN3複合處理冬小麥原冬3號和農大146比單獨處 理效果好，其突變譜寬(早熟性、株高、穗型、芒性等)，突變率高。在復 合處理作物種子方面，已經申請專利的技術方案僅有200510043191. 0號"一種辣椒苗期黃苗性狀植株的獲得方法"，採用60Co-y射線照射和HN02 溶液浸泡辣椒種子，得到辣椒黃苗性狀突變體植株。但迄今為止，採用Y射線和NaN3複合誘變菸草的技術體系尚未見報導。發明內容本發明的目的在於提供菸草Y射線和NaN3複合誘變種質創新和品種 選育的技術，以便高效利用Y射線和NaN3的複合誘變技術開展菸草突變
體庫構建和品種選育工作。發明人指出，Y射線是當前最常用的物理誘變劑，NaN3是目前為數 不多的誘變率高且安全的誘變劑，研究這兩種誘變劑組合的誘變種質創新 和品種選育方法具有極其重要的意義。發明人提供的菸草Y射線和NaN3 複合誘變種質創新和品種選育的技術是一個完整的技術體系，它包括(1) 誘變材料選擇選擇綜合性狀較好、優質適產，以及適應性較強，需要對個別不良 性狀進行改良的優異栽培常規種和雜交種。(2) 配製NaN3溶液先將4. llml 0. 2M磷酸氫二鈉和15. 89 ml 0. 1M擰檬酸混合，其中 0. 1M檸檬酸以一個結晶水的檸檬酸21. Olg配製1000ml水溶液；0. 2M磷 酸氫二鈉以35. Olg 二水磷酸氫二鈉配製1000ml水溶液；再將0. 195g NaN3 溶於1LPH=3的擰檬酸-磷酸氫二鈉溶液中，配製成3mmol/L的N認3溶液。(3) 種子處理所選材料的風乾種子在盛有50%甘油一水溶液的乾燥器中平衡7天 後，用0.8-lGy/min輻射劑量率，以300Gy吸收劑量的y射線進行輻照。 然後將輻照過的種子在溫度為25'C的恆溫箱內用清水預浸24小時，再用 3mmol/L的NaN3溶液在25'C下處理6小時，處理過的種子在流水中衝洗 8小時後，獲得誘變一代(M》代種子。(4) 誘變菸草的種植、選擇與管理 將上述處理過的Mi代種子進行播種、育苗、移栽、培植、開花授粉，並收種得到誘變二代(M2)種子，再次進行播種、育苗、移栽、培植、開
花授粉，並收種得到下一代種子，如此反覆種植並對第二、第三、第四代 的植株進行選擇，株系穩定後，對於連續兩年優良品系比較試驗綜合性狀 均超過或接近對照的材料，提交區域試驗，進入品種審定程序。上述過程中，誘變一代的種植與管理要點是M,代種子應儘可能做到 在預選品種的主栽地正季播種，避免因改變播種期和生態條件，使Mi代 植株在生長過程中因日照及溫度等條件的改變，使正常的生長發育受到影響；M,代的整地、播種、育苗、移栽及大田管理應按照當地最適方式開 展，力求精細，以保證幼苗較高的存活率；大田期只抹芽，不打頂。但是， Mi代的種植密度可以比當地通常採用的密度增大50%左右，以便縮小Mi 代的種植規模，節約成本和勞力；M,代開放授粉，按照一株少粒法收種， 並儘可能收穫同一株不同果枝節位的種子，以充分利用突變嵌合體；然後 將同一品種誘變後代的種子混合。上述過程中，誘變二代的種植與選擇要點是M2代通常採用分類型混 種的方式，即同一品種的M2代混播，且每隔3-5行種植1行對照，以便 觀察可能的突變；M2代也應儘可能做到在預選品種的主栽地正季播種， 且播種、育苗、移栽及整個田間管理均採用當地最適的方式進行；大田期 只抹芽，不打頂。對於以抗病性選育為目的M2代，可以種植於目的病害 的鑑定病圃或病害高發區，且每隔3-5行種植1行對照，以便在一定的選 擇壓下提高選育效率；對於根據育種目標中選的M2代植株，應在現蕾期 套袋，單獨收種，並逐份嚴格編號，記載主要的特徵特性。對於未中選的 植株可以混合收種，也可以根據情況放棄收種。上述過程中，誘變三代(M3)及以後的處理要點是M3代也應儘可能
做到在預選品種的主栽地正季播種，播種、育苗、移栽及整個田間管理均採用當地最適的方式進行，且每隔3-5行突變材料加入1行對照。M2代選 出的單株種成M3代株系，每株系150—200株；對於抗病性選育為主要目 的M2代，可繼續種植於相應病圃或病害高發區，每株系500-800株，且 每隔3-5行種植1行對照，用以調查突變性狀的穩定程度和繼續進行選擇。 選擇時應與對照材料進行比較，確定為突變株系後，先選優異突變株系， 再從中選擇優異突變單株。從高度穩定的優異突變株系中選出的單株，分 株混收後轉入M4進行產量預備試驗以及抗性和品質鑑定試驗。根據試驗 結果，M4代的參試株系中再選出最佳株系，並從最佳株系中選出優株進行 繁種。對於突變形狀尚未穩定的突變株系，選株後在M4代甚至Ms代仍按 株系進行種植，繼續選擇。對於混合收種的M2代材料，其M3代仍參照M2 代進行混種，中選的單株，其M4代類似於M2代單收種子的M3代處理方法， 依此順延。在一般情況下，菸草誘變後代通過M3代的選擇，多數M4代株 系已經穩定，故M4代除了開展產量預備試驗外，應同時進行種子繁殖工 作，為Ms代參加優系評比試驗提供種子準備。對於連續兩年優良品系比 較試驗綜合性狀均超過或接近對照的材料，可提交區域試驗，進入品種審 定程序。發明人指出群體規模適當是保障誘變種質創新和品種選育成功的 必要條件，因此，種子處理階段，處理的種子數應為10 000粒以上；Mt 代應增大種植密度，Mi代的種植群體通常應為6 000-7 000株；菸草M2 代是變異類型最豐富的世代，也是進行選擇的關鍵的世代，M2代的群體 規模宜在9 OOO—IO 000株；M3代是菸草突變體鑑定與繼續選擇的世代，
應在M2代的群體規模的基礎上進行栽培，選出優良株系。本發明的菸草Y射線和NaN3複合誘變種質創新和品種選育的技術優點是1)明確了菸草Y射線與NaN3複合誘變的適宜劑量和種子處理方法；2)選育技術方法集簡約性和實用性於一體，具有極強的可操作性；3)誘變頻率高，選育效果明顯。
具體實施方式
實施例第一步，菸草良種選擇選擇質量風格和香型獨特，在名優巻煙配方 中所佔比重較大，產值量水平較高，但是不抗我國主產煙區流行的黑脛病 和青枯病的紅大品種風乾種子作為材料，目的是通過Y射線和NaN3的復 合誘變，獲得紅大品種抗黑脛病和青枯病的突變體。第二步，種子處理紅大品種的風乾種子在盛有50%甘油一水溶液 的乾燥器中平衡7d後，用300Gy吸收劑量，以1Gy/min輻射劑量率的Y 射線進行輻照。然後將輻照過的種子在溫度為25'C的恆溫箱內用清水預 浸24h，再用3mmol/L的NaN3溶液在25r下處理6h，處理過的種子在 流水中衝洗8h後，獲得M,代種子。第三步，M,代的種植與管理]Vh代的播種、育苗、移栽及大田管理 均按照貴州省菸草科學研究所試驗田所在的黔南州福泉市的最適方式進 行。但是，大田期不打頂，且移栽密度為1600株/畝，較常用的1100株/ 畝，提高45%; M,代種植6500株，開放授粉，按照一株少粒法收種後， 將所收種子全部混合。第四步，M2代的種植與選擇M2代在貴州省菸草科學研究所試驗基地
黑脛病和青枯病高度混發區播種、育苗、移栽，其方法包括以後的大田管理均按照當地的最適方法進行；移栽時，每3—5行突變材料種植1行對 照，共種植10,000株;對中選的M2代黑脛病和青枯病病情指數低於對照， 即抗病性高於對照的20個突變株單獨套袋，留種。第五步，M3代及以後的處理M3代在貴州省菸草科學研究所試驗基 地黑脛病和青枯病高度混發區播種、育苗、移栽，其方法包括以後的大田 管理均按照當地的最適方法進行。M2代選出的單株分別種成20個株系， 每株系750株，每3—5行突變材料種植1行對照，用以調査突變性狀的 穩定程度和繼續進行選擇；從20個株系中先選到8個優系，又先後從中 選到13個優異變異單株。上述單株分株套袋留種後轉入M4進行產量預備 試驗以及抗性和品質鑑定試驗。根據試驗結果，從13個株系中篩選到7 個最佳株系，並從中選出7個優株進行繁種。遺傳穩定性試驗發現，上述7個M4代株系中有3個已經穩定，所以 對3個已經穩定的株系同時進行了種子繁殖工作，為Ms代參加優系評比 試驗提供種子準備。對於4個尚未穩定的株系則下一年繼續選擇，直至選 到穩定的優良目的單株。經兩年優良品系比較試驗，發現上述穩定材料中有3份突變材料綜 合性狀均超過或接近對照，且高抗黑脛病與青枯病的材料。
權利要求
1 菸草γ射線和NaN3複合誘變種質創新和品種選育的技術，其特徵包括(1)誘變材料選擇選擇綜合性狀較好、優質適產，以及適應性較強，需要對個別不良性狀進行改良的優異栽培常規種和雜交種；(2)配製NaN3溶液先將4.11ml 0.2M磷酸氫二鈉和15.89ml0.1M檸檬酸混合，其中0.1M檸檬酸以一個結晶水的檸檬酸21.01g配製1000ml水溶液；0.2M磷酸氫二鈉以35.01g二水磷酸氫二鈉配製1000ml水溶液；再將0.195g NaN3溶於1L pH＝3的檸檬酸-磷酸氫二鈉溶液中，配製成4mmol/L的NaN3溶液；(3)種子處理所選材料的風乾種子在盛有50％甘油-水溶液的乾燥器中平衡7d後，用0.8-1Gy/min輻射劑量率，以300Gy吸收劑量的γ射線進行輻照。然後將輻照過的種子在溫度為25℃的恆溫箱內用清水預浸24h，再用3mmol/L的NaN3溶液在25℃下處理6h，處理過的種子在流水中衝洗8h後，獲得M1代種子；(4)誘變菸草的種植、選擇與管理將上述處理過的M1代種子進行播種、育苗、移栽、培植、開花授粉，並收種得到誘變二代種子，再次進行播種、育苗、移栽、培植、開花授粉，並收種得到下一代種子，如此反覆種植並對第二、第三、第四代的植株進行選擇，株系穩定後，對於連續兩年優良品系比較試驗綜合性狀均超過或接近對照的材料，提交區域試驗，進入品種審定程序。
全文摘要
本發明公開了菸草γ射線和NaN3複合誘變種質創新和品種選育的技術，該技術包括(1)誘變材料選擇，選擇綜合性狀較好、適應強的菸草栽培品種的風乾種子；(2)配製NaN3溶液；(3)種子處理，先用γ射線、再用3mmol/L的NaN3溶液處理，處理的種子數為1萬粒以上；(4)M1的種植與管理，增大種植密度，其群體宜為6000～7000株；收種時按照一株少粒法收種，再將種子按類型混合；(5)M2的種植與選擇，群體規模宜在9000～10000株；(6)M3及以後的處理，M2代選出的單株種成M3代株系，開展產量預備試驗，同時進行種子繁殖。本技術優點是①明確了菸草γ射線與NaN3複合誘變的適宜劑量和種子處理方法；②選育技術方法集簡約性和實用性於一體，具有極強的可操作性；③誘變頻率高，選育效果明顯。
文檔編號A01H1/06GK101133714SQ20071007796
公開日2008年3月5日 申請日期2007年10月9日 優先權日2007年10月9日
發明者任學良, 史躍偉, 楊春元, 軼 王 申請人:貴州省菸草科學研究所