一種用于保綠型玉米選育的輔助選擇系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于保綠型玉米選育的輔助選擇系統(tǒng)，包括保綠性測(cè)試裝置、種子標(biāo)記裝置、培養(yǎng)基、蠕動(dòng)泵、培養(yǎng)反應(yīng)器、氣體櫥、抽換氣系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和電化學(xué)工作站，所述保綠性測(cè)試裝置用于測(cè)試不同玉米材料的保綠性，所述種子標(biāo)記裝置用于標(biāo)記不同種子，從而在后續(xù)培養(yǎng)中區(qū)分種子的品種，所述培養(yǎng)基用于通過(guò)蠕動(dòng)泵為培養(yǎng)反應(yīng)器提供培養(yǎng)液；所述氣體櫥用于通過(guò)抽換氣系統(tǒng)為培養(yǎng)反應(yīng)器提供氣體；所述計(jì)算機(jī)用于輸入控制指令。本發(fā)明通過(guò)保綠性測(cè)試裝置的設(shè)置，選擇了保綠性較優(yōu)的玉米材料進(jìn)行培育，通過(guò)在連續(xù)培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)中采樣等多任務(wù)情況下，根據(jù)需要調(diào)節(jié)種子培育環(huán)境，維持培養(yǎng)體系內(nèi)無(wú)污染，從而選育出性能優(yōu)良、保綠性較強(qiáng)的玉米品種。
【專利說(shuō)明】一種用于保綠型玉米選育的輔助選擇系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及玉米培養(yǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種用于保綠型玉米選育的輔助選擇系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]玉米是一年生禾本科草本植物，是重要的糧食作物和重要的飼料來(lái)源，也是全世界總產(chǎn)量最高的糧食作物、比水稻產(chǎn)量還要高。
[0003]衰老是植物生長(zhǎng)發(fā)育的最后階段，其典型特征是葉綠素降解和光合能力降低，作物成熟前衰老將直接導(dǎo)致產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降。保綠性指保綠植物生長(zhǎng)后期葉片衰老或黃化延緩而保持綠色的特性，被認(rèn)為是作物的理想農(nóng)藝性狀，同時(shí)保綠性在玉米育種方面也有著極其重要的作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于保綠型玉米選育的輔助選擇系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)中采樣等多任務(wù)情況下，維持培養(yǎng)體系內(nèi)無(wú)污染，從而選育出性能優(yōu)良、保綠性較強(qiáng)的玉米品種，即保綠型玉米品種。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于保綠型玉米選育的輔助選擇系統(tǒng)，包括保綠性測(cè)試裝置、種子標(biāo)記裝置、培養(yǎng)基、蠕動(dòng)泵、培養(yǎng)反應(yīng)器、氣體櫥、抽換氣系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和電化學(xué)工作站，所述保綠性測(cè)試裝置用于測(cè)試不同玉米材料的保綠性，所述種子標(biāo)記裝置用于標(biāo)記不同種子，從而在后續(xù)培養(yǎng)中區(qū)分種子的品種，所述培養(yǎng)基用于通過(guò)蠕動(dòng)泵為培養(yǎng)反應(yīng)器提供培養(yǎng)液；所述氣體櫥用于通過(guò)抽換氣系統(tǒng)為培養(yǎng)反應(yīng)器提供氣體；所述計(jì)算機(jī)用于輸入控制指令；所述電化學(xué)工作站用于通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入的控制指令實(shí)時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)反應(yīng)器的數(shù)據(jù)參數(shù)；所述電化學(xué)工作站還用于為培養(yǎng)反應(yīng)器提供工作電源；所述計(jì)算機(jī)還用于存儲(chǔ)電化學(xué)工作站所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)參數(shù)，還包括人工授粉裝置，用于給培養(yǎng)反應(yīng)器內(nèi)的玉米材料進(jìn)行授粉。
[0006]作為優(yōu)選,所述培養(yǎng)反應(yīng)器還連接有用于米樣培養(yǎng)反應(yīng)器中的培養(yǎng)液的米樣系統(tǒng)。
[0007]作為優(yōu)選，所述培養(yǎng)反應(yīng)器外還設(shè)有用于為培養(yǎng)反應(yīng)器提供恒溫環(huán)境的恒溫培養(yǎng)箱。
[0008]其中，保綠性測(cè)試裝置用成熟期穗三葉保綠度和綠葉數(shù)雙重指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)玉米保綠性。其關(guān)鍵在于:(一)傳統(tǒng)玉米葉片保綠性大小用保綠度即相對(duì)綠葉面積(相對(duì)綠葉面積=花后某時(shí)刻的綠葉面積/開(kāi)花期最大葉面積X100% )來(lái)表示；(二)鑒定玉米材料選擇代表性植株掛牌標(biāo)記，分開(kāi)花期、成熟期調(diào)查不同材料每個(gè)掛牌植株的綠葉面積(葉面積=長(zhǎng)X寬X0.75)，以每個(gè)小區(qū)平均值計(jì)算每個(gè)材料成熟期的保綠度即成熟期綠葉面積與開(kāi)花期綠葉面積的比值。(三)全株葉片保綠度指成熟期全株綠葉面積與開(kāi)花期全株綠葉面積的比值；(四)穗三葉保綠度指成熟期穗三葉(指果穗葉、穗位上葉和穗位下葉)綠葉面積與開(kāi)花期穗三葉綠葉面積的比值；(五)單株綠葉數(shù)指成熟期綠葉面積大于50%的葉片的數(shù)量。
[0009]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0010]本發(fā)明通過(guò)保綠性測(cè)試裝置的設(shè)置，選擇了保綠性較優(yōu)的玉米材料進(jìn)行培育，通過(guò)在連續(xù)培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)中采樣等多任務(wù)情況下，根據(jù)需要調(diào)節(jié)種子培育環(huán)境，維持培養(yǎng)體系內(nèi)無(wú)污染，從而選育出性能優(yōu)良、保綠性較強(qiáng)的玉米品種。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了種用于玉米選育的培養(yǎng)系統(tǒng)，包括保綠性測(cè)試裝置、種子標(biāo)記裝置、培養(yǎng)基、蠕動(dòng)泵、培養(yǎng)反應(yīng)器、氣體櫥、抽換氣系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和電化學(xué)工作站，所述保綠性測(cè)試裝置用于測(cè)試不同玉米材料的保綠性，所述種子標(biāo)記裝置用于標(biāo)記不同種子，從而在后續(xù)培養(yǎng)中區(qū)分種子的品種，所述培養(yǎng)基用于通過(guò)蠕動(dòng)泵為培養(yǎng)反應(yīng)器提供培養(yǎng)液；所述氣體櫥用于通過(guò)抽換氣系統(tǒng)為培養(yǎng)反應(yīng)器提供氣體；所述計(jì)算機(jī)用于輸入控制指令；所述電化學(xué)工作站用于通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入的控制指令實(shí)時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)反應(yīng)器的數(shù)據(jù)參數(shù)；所述電化學(xué)工作站還用于為培養(yǎng)反應(yīng)器提供工作電源；所述計(jì)算機(jī)還用于存儲(chǔ)電化學(xué)工作站所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)參數(shù)，還包括人工授粉裝置，用于給培養(yǎng)反應(yīng)器內(nèi)的玉米材料進(jìn)行授粉。
[0014]作為優(yōu)選,所述培養(yǎng)反應(yīng)器還連接有用于米樣培養(yǎng)反應(yīng)器中的培養(yǎng)液的米樣系統(tǒng)。
[0015]作為優(yōu)選，所述培養(yǎng)反應(yīng)器外還設(shè)有用于為培養(yǎng)反應(yīng)器提供恒溫環(huán)境的恒溫培養(yǎng)箱。
[0016]其中，保綠性測(cè)試裝置用成熟期穗三葉保綠度和綠葉數(shù)雙重指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)玉米保綠性。其關(guān)鍵在于:(一)傳統(tǒng)玉米葉片保綠性大小用保綠度即相對(duì)綠葉面積(相對(duì)綠葉面積=花后某時(shí)刻的綠葉面積/開(kāi)花期最大葉面積X100% )來(lái)表示；(二)鑒定玉米材料選擇代表性植株掛牌標(biāo)記，分開(kāi)花期、成熟期調(diào)查不同材料每個(gè)掛牌植株的綠葉面積(葉面積=長(zhǎng)X寬X0.75)，以每個(gè)小區(qū)平均值計(jì)算每個(gè)材料成熟期的保綠度即成熟期綠葉面積與開(kāi)花期綠葉面積的比值。(三)全株葉片保綠度指成熟期全株綠葉面積與開(kāi)花期全株綠葉面積的比值；(四)穗三葉保綠度指成熟期穗三葉(指果穗葉、穗位上葉和穗位下葉)綠葉面積與開(kāi)花期穗三葉綠葉面積的比值；(五)單株綠葉數(shù)指成熟期綠葉面積大于50%的葉片的數(shù)量。
[0017]其中，利用葉片保綠性強(qiáng)的玉米自交系和保綠性較差自交系雜交建立F2分離群體和F2:3家系；分離提取每個(gè)F2分離群體單株玉米葉片的DNA，利用微衛(wèi)星(SSR)分子標(biāo)記引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物在6g/100ml聚丙烯酰胺凝膠上電泳分離后，獲得分子標(biāo)記資料?；谶z傳連鎖交換定律，對(duì)分子標(biāo)記分析資料構(gòu)建玉米遺傳連鎖圖；每個(gè)F2:3家系隨機(jī)選取5個(gè)單株掛牌標(biāo)記，測(cè)定了玉米花后全株綠葉面積、穗三葉綠色面積和綠葉數(shù)，三次重復(fù)平均值用于統(tǒng)計(jì)分析和QTL定位。將每個(gè)F2:3家系的葉片保綠性數(shù)據(jù)與玉米遺傳連鎖圖中的分子標(biāo)記進(jìn)行連鎖和QTL分析，以2.5為L(zhǎng)OD閾值，大于2.5說(shuō)明存在一個(gè)QTL位點(diǎn)。利用SSR分子標(biāo)記QTL分析表明，分別檢測(cè)到6個(gè)全株葉片保綠度QTLs，2個(gè)穗葉保綠度QTLs，4個(gè)綠葉數(shù)QTLs，其中2個(gè)位于第5和8染色體上的穗葉保綠度QTLs分別與同一染色體區(qū)域內(nèi)的全株葉片保綠度QTLs相對(duì)應(yīng)(umcl355?umcl941區(qū)間，引物序列見(jiàn)附表2,下同；umcll39?umcl075區(qū)間);4個(gè)位于第1、5和8染色體上的綠葉數(shù)保綠度QTLs分別與同一染色體區(qū)域內(nèi)的全株葉片保綠度QTL相對(duì)應(yīng)(umc2228?umcl515區(qū)間；umcl395?umc2237區(qū)間；umcl355?umcl941區(qū)間；umcll39?umcl075區(qū)間)，可見(jiàn)成熟期穗三葉保綠度和綠葉數(shù)不但與全株葉片保綠度相關(guān)性強(qiáng)，而且在QTLs檢出位點(diǎn)上也能得到體現(xiàn)，若用成熟期穗三葉保綠度和綠葉數(shù)雙重指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)玉米保綠性不但測(cè)定工作量小，可操作性強(qiáng)，而且具有較高可靠性。因此，可以用成熟期穗三葉的保綠度和綠葉數(shù)雙重指標(biāo)建立玉米葉片保綠性評(píng)價(jià)的簡(jiǎn)易指標(biāo)體系。
[0018]本具體實(shí)施通過(guò)保綠性測(cè)試裝置的設(shè)置，選擇了保綠性較優(yōu)的玉米材料進(jìn)行培育，通過(guò)在連續(xù)培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)中采樣等多任務(wù)情況下，根據(jù)需要調(diào)節(jié)種子培育環(huán)境，維持培養(yǎng)體系內(nèi)無(wú)污染，從而選育出性能優(yōu)良、保綠性較強(qiáng)的玉米品種
[0019]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于保綠型玉米選育的輔助選擇系統(tǒng)，其特征在于，包括保綠性測(cè)試裝置、種子標(biāo)記裝置、培養(yǎng)基、蠕動(dòng)泵、培養(yǎng)反應(yīng)器、氣體櫥、抽換氣系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和電化學(xué)工作站，所述保綠性測(cè)試裝置用于測(cè)試不同玉米材料的保綠性，所述種子標(biāo)記裝置用于標(biāo)記不同種子，從而在后續(xù)培養(yǎng)中區(qū)分種子的品種，所述培養(yǎng)基用于通過(guò)蠕動(dòng)泵為培養(yǎng)反應(yīng)器提供培養(yǎng)液；所述氣體櫥用于通過(guò)抽換氣系統(tǒng)為培養(yǎng)反應(yīng)器提供氣體；所述計(jì)算機(jī)用于輸入控制指令；所述電化學(xué)工作站用于通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入的控制指令實(shí)時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)反應(yīng)器的數(shù)據(jù)參數(shù)；所述電化學(xué)工作站還用于為培養(yǎng)反應(yīng)器提供工作電源；所述計(jì)算機(jī)還用于存儲(chǔ)電化學(xué)工作站所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)參數(shù)，還包括人工授粉裝置，用于給培養(yǎng)反應(yīng)器內(nèi)的玉米材料進(jìn)行授粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于保綠型玉米選育的輔助選擇系統(tǒng)，其特征在于，所述培養(yǎng)反應(yīng)器還連接有用于采樣培養(yǎng)反應(yīng)器中的培養(yǎng)液的采樣系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于保綠型玉米選育的輔助選擇系統(tǒng)，其特征在于，所述培養(yǎng)反應(yīng)器外還設(shè)有用于為培養(yǎng)反應(yīng)器提供恒溫環(huán)境的恒溫培養(yǎng)箱。
【文檔編號(hào)】A01H1/04GK104255444SQ201410453943
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】鄭洪建, 王慧, 孫大鵬, 施標(biāo), 于典司, 林金元 申請(qǐng)人:上海農(nóng)科種子種苗有限公司