一種玉米單倍體誘導系的選育方法及其專用引物的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種玉米單倍體誘導系的選育方法及其專用引物，屬于分子遺傳學育 種領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 玉米是我國第一大糧食作物（張春雷，2012)，也是世界上重要的能源作物之一。 玉米產(chǎn)量的提高對滿足食用飼用供應、保障國家糧食安全具有重要的意義。在當今土地資 源有限的條件下，提高玉米單產(chǎn)對于保障玉米總產(chǎn)增長具有重要意義。
[0003] 良種是提高玉米產(chǎn)量的重要要素之一。優(yōu)良的品種需要優(yōu)良自交系的支撐。在 當前新品種的選育技術(shù)中，優(yōu)良自交系的選育乃是核心內(nèi)容。但是，在傳統(tǒng)育種當中，自交 系的選育需6-8代才能純合，育種年限長，需要投入大量的人力物力。近年來，單倍體育種 技術(shù)由于其能夠快速獲得玉米純系，節(jié)省人力物力，便于大規(guī)模生產(chǎn)而在國內(nèi)外得到了廣 泛的應用（Hallauer，2010 ;Schmidt，2003 ;Seitz，2005 ;Vanessa Prigge，2012)。產(chǎn)生單 倍體是單倍體育種技術(shù)過程中的重要環(huán)節(jié)之一，目前主要利用單倍體誘導系作為父本對母 本材料進行授粉誘導產(chǎn)生單倍體。誘導系源于美國的stock6突變株，該系具有2. 3%的誘 導率（Coe，1959)。由于單倍體育種技術(shù)在玉米育種中發(fā)揮的巨大作用，世界各國研宄者在 stock6及其衍生誘導系的基礎之上，積極開展新型玉米單倍體誘導系的選育工作，以獲得 適合當?shù)厥褂玫母哳l誘導系。目前世界上主要使用的誘導系有德國霍恩海姆大學選育的 UH400 (Vanessa Prigge，2011)和RWS(F.K. R6ber，2005)，法國誘導系WS14(LASHERMES and BECKERT，1988)、俄國誘導系KEMS(SARKAR，1994)以及中國農(nóng)大選育的CAUHOI、CAU5(單倍 體育種技術(shù)，2007)系列、高油型誘導系（Dong，2013)等。一般誘導率能達到8-12%。傳統(tǒng) 誘導系選育的方法依賴測驗種對的單株誘導率進行測驗，即在組配的群體中，對每一個單 株進行誘導率測驗，選擇誘導率高的單株自交或回交，獲得后代后重復測驗過程，直至獲得 穩(wěn)定、誘導率高、標記清晰、農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單倍體誘導系。每個單株需要3-5個測驗果穗 反以客觀映被測單株的誘導率水平，獲得誘導果穗后需要對每一粒種子進行甄別，分離出 單倍體籽粒、雜合籽粒，并分別計數(shù)用于誘導率的計算，單倍體誘導率的統(tǒng)計費時費力。
[0004] 隨著分子標記輔助育種技術(shù)（MAS)的發(fā)展，已有諸多成功案例。分子標記可以直 接選擇對性狀起作用的位點，可以早代獲得純合的株系，因此能夠加速自交系的選育進程。 分子標記輔助選擇依賴于對性狀的精細定位及其過程中開發(fā)的連鎖標記。Prigge (2011)等 對誘導系的誘導率這一性狀進行了初定位，在基因組中找到了 8個QTL位點能夠影響誘導 率。其中位于1. 04bin的位點qHI-1效應最大，能夠解釋66%的變異，其次是位于第八號染 色體的qHI-8,能夠解釋20%的變異。董昕等對qHI-1位點進行了精細定位，并開發(fā)了能夠 用于誘導系鑒定和選擇的分子標記。利用該分子標記育成了高油型誘導系，從理論和實踐 上證實了分子標記在誘導系選育過程中的可行性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個目的是提供一種用于選育或輔助選育玉米單倍體誘導系的引物對。
[0006] 本發(fā)明提供的用于選育或輔助選育玉米單倍體誘導系的引物對是由SEQ ID No. 1 所示的DNA分子和SEQ ID No. 2所示的DNA分子組成。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于選育或輔助選育玉米單倍體誘導系的PCR 試劑。
[0008] 本發(fā)明提供的用于選育或輔助選育玉米單倍體誘導系的PCR試劑包括上述引物 對。
[0009] 本發(fā)明還有一個目的提供用于選育或輔助選育玉米單倍體誘導系的試劑盒。
[0010] 本發(fā)明提供的用于選育或輔助選育玉米單倍體誘導系的試劑盒包括上述引物對 或上述PCR試劑。
[0011] 上述引物對或上述PCR試劑或上述試劑盒在鑒定或輔助鑒定待測玉米單株的單 倍體誘導性狀中的應用也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0012] 本發(fā)明還有一個目的是提供一種鑒定或輔助鑒定待測玉米單株的單倍體誘導性 狀的方法。
[0013] 本發(fā)明提供的鑒定或輔助鑒定或輔助鑒定待測玉米單株的單倍體誘導性狀的方 法包括如下步驟：用上述引物對對待測玉米單株進行PCR擴增，得到PCR擴增產(chǎn)物；檢測所 述PCR擴增產(chǎn)物，根據(jù)所述PCR擴增產(chǎn)物確定待測玉米單株的單倍體誘導性狀：PCR擴增產(chǎn) 物中僅含有大小為70bp片段的待測玉米單株的平均單倍體誘導率大于或候選大于PCR擴 增產(chǎn)物中含有大小為7〇bp和140bp片段的待測玉米單株的平均單倍體誘導率；PCR擴增產(chǎn) 物中含有大小為70bp和140bp片段的待測玉米單株的平均單倍體誘導率大于或候選大于 PCR擴增產(chǎn)物中僅含有大小為140bp片段的待測玉米單株的平均單倍體誘導率。
[0014] 上述方法中，所述待測玉米單株為由兩個單倍體誘導系親本雜交，得到雜交子代， 將所述雜交子代自交，得到的自交子代群體；
[0015] 所述自交子代群體為自交第2代的子代群體或自交第3代的子代群體。
[0016] 上述方法中，所述兩個單倍體誘導系為CAUH0I和UH400或所述兩個單倍體誘導系 為 CAUH0I 和 CAU5。
[0017] 上述方法中，所述PCR擴增的模板為待測玉米單株的基因組DNA。
[0018] 本發(fā)明的最后一個目的是提供一種培育高誘導率的玉米單倍體誘導系的方法。
[0019] 本發(fā)明提供的培育高誘導率的玉米單倍體誘導系的方法包括如下步驟：培育PCR 擴增產(chǎn)物中僅含有大小為70bp片段的待測玉米，實現(xiàn)高誘導率的玉米單倍體誘導系培育。
[0020] 本發(fā)明提供了一種分子標記輔助選育玉米單倍體誘導系的方法及其專用引物，本 發(fā)明所提供的分子標記輔助選育玉米單倍體誘導系的方法能直接在苗期鑒定出含有qHI-1 和qHI-8兩個主效QTL位點的單株，淘汰其它基因型，迅速獲得兩個位點純合基因型的株 系，省去大量不必要的測驗和單倍體挑選工作，顯著提高單倍體誘導系選育的效率，加速單 倍體誘導系選育的進程，增加優(yōu)良誘導系的育成機率。
【附圖說明】
[0021] 圖1為瓊脂糖電泳圖。其中，1為UH400 ;2為CAUH0I ;3為CAU5 ;4為 CAUH0I-UH400F1;5 為 CAUH0I-CAU5F 1;6-11 為 F 2單株。
[0022] 圖2為瓊脂糖電泳圖。其中，1為CAU5 ;2為CAUHOI ;3-11為F3單株。
【具體實施方式】
[0023] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0024] 下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0025] 下述實施例中的高油單倍體誘導系CAUH0I，其誘導率為2%，具有Rl-nj標記，在 文獻"Liang Li，Xiaowei Xu,ffeiwei Jin, Shaojiang Chen. Morphological and molecular evidence for DNA introgression in haploid induction via a high oil inducer CAUHOI in maize. Planta, 2009, 230:367-376"中公開過，公眾可以從中國農(nóng)業(yè)大學獲得。
[0026] 下述實施例中的高頻單倍誘導系UH400,由德國霍恩海姆大學選育，其單倍 體誘導率為 8%，具有 Rl_nj 標記，在文獻 "Vanessa Prigge, Ciro Sdnchez, Baldev S. Dhillon, Wolfgang Schipprack, Jose Luis Araus, Marianne Banziger, and Albrecht E. Melchinger. Doubled Haploids in Tropical Maize:I Effects of Inducers and Source Germplasm on in vivo Haploid Induction Rates. Crop Sci, 2011，51:1-9"，公眾 可以從霍恩海姆大學獲得。
[0027]下述實施例中的高頻單倍體誘導系CAU5,其平均誘導率為10%，具有Rl-nj標記， 在文獻"陳紹江，黎亮，李浩川.玉米單倍體育種技術(shù)[M].中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2009"中 公開過，公眾可