本发明专利技术涉及植物育种领域，具体公开了一种提高二倍体马铃薯自交结实率的方法，其为对二倍体马铃薯花蕾进行人工自交授粉，优选为对S-RNase基因表达量较低的花蕾进行人工自交授粉。本发明专利技术通过选择适当授粉时期进行自交来克服二倍体马铃薯自交不亲和，简单易行，在克服自交不亲和的同时，无需导入外源野生基因组，所获得的自交种子可以直接应用于遗传研究和育种过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物育种领域，特别是涉及一种提高二倍体马铃薯自交结实率的方法 及其应用。
技术介绍
马铃薯育种进程缓慢主要是由马铃薯四倍体遗传特性决定的。四倍体马铃薯的基 因组高度杂合，隐性基因表现频率低，使得很多有害的等位基因被隐藏在四倍体中，而有利 等位基因很难重组到一个四倍体品种中，这是造成马铃薯杂交育种周期长的一个重要原 因。与四倍体相比，二倍体马铃薯的基因组相对简单，可以通过不断自交将有害基因剔除 掉，从而获得优良自交系用于杂交种生产。二倍体马铃薯杂交育种能够实现目标性状的定 向改良，加快马铃薯的育种进程，还有利于知识产权保护。随着马铃薯研究的不断发展和马 铃薯全基因组测序的完成，近几年二倍体杂交育种成为了国际马铃薯研究的热点。然而，建 立二倍体马铃薯杂交优势育种平台，首先需要培育一批纯合的高代自交系，才能保证杂交 种的一致性。但二倍体马铃薯多为自交不亲和，因此首先需要克服自交不亲和的问题。自交不亲和是指能产生具有正常功能且同期成熟雌雄配子的雌雄同体植物，在自 花授粉或相同基因型异花授粉时不能完成受精的现象。马铃薯的自交不亲和属于配子体型 自交不亲和，是由一个高多态性的S位点控制的。S位点含有花柱特异表达的S-RNase基因。 S-RNase蛋白具有核酸酶活性，在花粉管伸长阶段，高浓度的S-RNase蛋白从柱头进入到花 粉管中，特异性降解自身花粉管的rRNA，抑制花粉管的进一步伸长，达到排斥自身花粉的目 的。目前克服马铃薯自交不亲和的方法主要是利用野生种中发现的抑制自交不亲和基因 Sli(S locus inhibitor)。Sli基因首先由日本研究人员Hosaka等在野生马铃薯Solanum chacoense中发现，并将该基因与其它二倍体材料进行杂交，实现了二倍体的自交。荷兰育 种人员也通过杂交的方法将Sli基因导入到二倍体马铃薯中，用于杂交马铃薯育种。但是 Sli基因来自野生马铃薯S. chacoense，该野生种与栽培种马铃薯的差异太大，向栽培种中 导入Sli基因的同时会导入50%的野生基因组。这些野生基因组导致植株地上部分生长过 旺，地下结薯较少且薯块小等不益性状，需要与栽培种进行多代回交之后才能淘汰野生基 因组，大大延长了育种周期。
技术实现思路
为了大量创制马铃薯自交系，从加快马铃薯育种进程，本专利技术的目的是提供一种 提高二倍体马铃薯自交结实率的方法。 申请人经大量实验观察发现，控制自交不亲和的S-RNase基因在马铃薯的蕾期表 达量比较低，在该时期进行自交授粉，S-RNase不能够抑制自身花粉管的伸长，自身花粉管 在柱头中延伸直至胚珠，将两个精细胞运到胚珠，完成双受精过程，获得自交的种子。因此 通过蕾期自交可以克服二倍体马铃薯的自交不亲和问题。该方法简单易行，在克服自交不 亲和的同时，无需导入外源野生基因组，所获得的自交种子可以直接应用于遗传研究和育 种过程。 本专利技术中距离开花前0天（开花当天）、开花前1天、开花前2天、开花前3天、开 花前4天及以上分别计做雷龄为0、_1、_2、_3、_4〇 本专利技术提供一种提高二倍体马铃薯自交结实率的方法，其为对二倍体马铃薯花蕾 进行人工自交授粉。 其中，所述二倍体马铃薯为育性正常、自交不亲和的二倍体马铃薯。 其中，所述花蕾优选为S-RNase基因表达量较低的花蕾。 其中，所述S-RNase基因表达量较低的花蕾，通过如下方式测定：选取不同蕾龄的 二倍体马铃薯花蕾，检测S-RNase基因的表达量得出表达量较低的蕾龄，则该蕾龄的花蕾 即为S-RNase基因表达量较低的花蕾。 其中，所述S-RNase基因表达量较低的花蕾，优选为开花前2天的花蕾和/或开花 前3天的花蕾。 其中，所述检测S-RNase基因的表达量，具体方法为： i)采用qRT-PCR方法检测S-RNase基因的mRNA表达量； 和/或ii)采用western blotting方法检测S-RNase基因的蛋白表达量。 其中，所述人工自交授粉，包括如下步骤： a)去掉花蕾的花萼、花瓣和雄蕊，只留雌蕊； b)采集同棵植株上已开放花的花粉； c)将步骤b)中的花粉授于步骤1)中雌蕊的柱头上，授粉后套袋。 本专利技术提供的一种提高二倍体马铃薯自交结实率的方法，优选为具体步骤如下： 1)选取不同蕾龄的二倍体马铃薯花蕾，检测S-RNase基因的表达量得出表达量较 低的蕾龄，则该蕾龄的花蕾即为S-RNase基因表达量较低的花蕾； 2)选S-RNase基因表达量较低的花蕾，去掉花萼、花瓣和雄蕊，只留雌蕊，采集同 棵植株上已开放花的花粉授于雌蕊的柱头上，授粉后套袋。 本专利技术还提供所述提高二倍体马铃薯自交结实率的方法在马铃薯育种中的应用， 优选为在获得二倍体马铃薯自交种子中的应用，其步骤如下： I)对二倍体马铃薯花蕾进行人工自交授粉； II)采集所得种子进行检测，排除异交种子，获得自交种子。 其中，所述采集所得种子，为在授粉后50-60天采收自交后所结的浆果，室温后熟 1周后，采集种子。 其中，所述检测优选为通过分子标记检测。所述分子标记优选为SSR、CAPS或 Indel标记。 本专利技术提高二倍体马铃薯自交结实率的方法是一种通过选择适当授粉时期进行 自交来克服二倍体马铃薯自交不亲和的方法。该方法简单易行，在克服自交不亲和的同时， 无需导入外源野生基因组，所获得的自交种子可以直接应用于遗传研究和育种过程。【附图说明】 图1为本专利技术不同蕾龄当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高二倍体马铃薯自交结实率的方法，其特征在于，其为对二倍体马铃薯花蕾进行人工自交授粉。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄三文，张春芝，伦尧尧，
申请(专利权)人：中国农业科学院蔬菜花卉研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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