本發(fā)明專利技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，特別涉及選擇方法。請求保護的方法能夠以雜種優(yōu)勢的雜交種為基礎(chǔ)、通過固定雜種優(yōu)勢產(chǎn)生具有相似產(chǎn)量的高生產(chǎn)力品種，例如水稻品種。用于在后代中固定農(nóng)作物雜交種的雜種優(yōu)勢的方法，其中包括通過使用花藥培養(yǎng)產(chǎn)生純合的樣本、繼而恢復(fù)決定初代雜交種雜種優(yōu)勢的基因復(fù)合體，該方法是通過基因型不同的雙單倍體品系之間的雜交來實現(xiàn)的，且雙單倍體品系之間的差異是根據(jù)一系列的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和生化性質(zhì)、分子標記物(SSR，SNP等)、遺傳體系對樣本生產(chǎn)能力的貢獻、以及所有提到的這些方法的組合來進行評估的。所公開的方法能更有效地清理初代雜交種的基因型，加速雜種優(yōu)勢決定基因(CGC)的聚集，避開(在其多個正常生命周期中)維持初代雜交種的植物生存能力這一長期、非常艱難的過程，并避免了與其后代繁殖相關(guān)的問題。該方法減少基本一半的初始雜種優(yōu)勢決定基因復(fù)合體聚集所需的時間，并清除降低雜交種生產(chǎn)能力和生存能力的基因。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，特別涉及選擇方法。依靠無性繁殖的方式固定宿根稻雜種優(yōu)勢的方法是已知的(例如，參見F.Hu， P. Xu, J.Li, J. Zhou, E.Sacks, Z.Li, D. Tao, “Rice heterosis fixing by means of vegetative propagation from Oryza longistaminata”//摘要，第四屆國際雜交水稻研討會，2002年，第95頁)，該方法包括轉(zhuǎn)移稻的野生親緣物種中與根形成相關(guān)的基因(例如,來自長雄蕊野生稻(orisa Iongistominata),其中這些基因位于第三和第四染色體,分別與基因座CSR16和RMl 19相關(guān)聯(lián))。一種固定雜種優(yōu)勢效果的方法是已知的(例如，參見Bennett J. , Xuezhi Bi， Kathiresan, Chaudhury A., Ivahova A. , Payne T., Dennis L.和 Khush G, “Molecular tools for achieving synthetic apomixes for hybrid rice，，//摘要，第四屆國際雜交水稻研討會，2002年，第12頁)，其中該方法包括通過轉(zhuǎn)移來自其他物種，包括玉米、高粱和小麥等稻的親緣物種的單性生殖相關(guān)基因使雜交種轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡陨场Ｒ阎硪环N固定雜種優(yōu)勢效果的方法(例如,參見V. Krishnasamy, 2002),其中該方法包括產(chǎn)生雜交種的人工種子。此處人工種子是指體細胞胚的使用，其中生長調(diào)節(jié)劑、營養(yǎng)物質(zhì)和抗生素的混合物作為該胚的胚乳。上述方法的不足之處在于，為了固定雜種優(yōu)勢效果，它們提倡完整保留初代雜交種的基因復(fù)合體，包括在后代有性生殖的情況下導(dǎo)致生殖隔離(segregation)的致死和半致死基因。這些方法的主要目的均在于將雜交種轉(zhuǎn)變?yōu)闊o性繁殖或者單性生殖；此外，上述方法均未被實施。已知一種在后代中固定雜交種的雜種優(yōu)勢的方法，該方法可被考慮為本專利技術(shù)的原型，其詳述于專利2453253，A01K67/00, A01K67/04, 2000年7月27日公開，公告第21期 (第2部分)，該方法包括產(chǎn)生純合的樣本，用完全純合的樣本進行回交(于植物而言，即用花藥培養(yǎng)獲得的雙單倍體進行回交)以除去雜種優(yōu)勢的雜交種基因型中的致死或半致死基因。該方法的缺點是，歸因于雙單倍體樣本與初代樣本(即，其花粉被用于繁育雙單倍體植物種群的雜種優(yōu)勢的雜交種植株)之間5-6代回交的復(fù)雜性。為了回交，必須要在多個正常生命周期內(nèi)保持雜交種的生存能力；例如，水稻的生長期是3到5個月，然后植株死亡。為了消除致死和半致死基因并保留帶來雜種優(yōu)勢的補償性基因復(fù)合體(CGC)，必須產(chǎn)生雙單倍體樣本與其花粉被用于繁育雙單倍體的雜種優(yōu)勢的雜交種初代植株之間的雜交種。 產(chǎn)生雙單倍體的過程需要許多時間，約7個月；初代植株的生長周期已經(jīng)完成，且植株非常衰弱。雙單倍體在衰弱的親本植株上進行的雜交導(dǎo)致非常低的結(jié)種率(seed set)和雜交種子的生存能力，并且這一流程還將重復(fù)5-6次。本專利技術(shù)的目的在于提高保留雜交種中的補償性基因復(fù)合體(CGC)并且從雜種基因型中消除在后代中導(dǎo)致減產(chǎn)的半致死、致死基因以及無效基因這一過程的效率。技術(shù)效果在于，以雜種優(yōu)勢的雜交種為基礎(chǔ)，產(chǎn)生具有類似產(chǎn)率的高生產(chǎn)力品種。當使用該方法時，上述技術(shù)效果通過在后代中固定雜交種的雜種優(yōu)勢的方法來實現(xiàn)，該方法包括通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生純合的植株以消除雜種優(yōu)勢的雜交種基因型中的致死和半致死基因，根據(jù)本專利技術(shù)，在不同基因型的雙單倍體品系之間進行雜交以恢復(fù)雜交種的 CGC，其中雜交過程僅涉及最具生產(chǎn)力的雙單倍體品系，且雙單倍體品系之間的差異根據(jù)一系列的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、和生化性質(zhì)、分子標記物(SSR，SNP等)、遺傳體系對樣本生產(chǎn)力的貢獻等方式，以及所有提到的方式的細合來進行評估。賦予初代雜交種高生產(chǎn)力的最佳基因和因此不同樣本之間雙單倍體的交換和產(chǎn)生過程中分布的CGC的恢復(fù)，被作為不同雙單倍體品系之間(而非與初代雜交株之間)的雜交結(jié)果而聯(lián)合起來。這就使得育種過程避開了(在其多個正常生命周期中)維持初代雜交種的植物生存能力這一長期、非常艱難的過程，并避免了涉及其后代繁殖的問題。雜交過程中僅使用具有最高生產(chǎn)力的雙單倍體品系，這允許了在培養(yǎng)基的培養(yǎng)階段能淘汰保有或獲得致死、半致死和亞致死基因的樣本，并因此提供了對初代雜交種基因型更為有效的清理。不同雙單倍體品系的選擇能夠使攜帶不同雜種優(yōu)勢基因(CGC)的樣本得以展現(xiàn)， 并因此加速了在所產(chǎn)生的基因型中的所述基因的聚集過程。不同雙單倍體品系雜交所獲得的不同的高生產(chǎn)力樣本之間的雜交，進一步減少了 CGC聚集過程的時間。不同雙單倍體品系的兩次雜交幾乎節(jié)省了初代雜種優(yōu)勢雜交種的 CGC聚集所需時間的一半，這使得在育種過程的最初就能生成高生產(chǎn)力的品種。涉及對專利、科技信息來源的檢索，以及包括與本專利技術(shù)近似技術(shù)方案相關(guān)的數(shù)據(jù)在內(nèi)的資源的新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)分析可以得出結(jié)論未發(fā)現(xiàn)具有與本專利技術(shù)技術(shù)方案所有必要技術(shù)特征相同的技術(shù)特征的近似技術(shù)方案。在所檢索到的近似技術(shù)方案中，根據(jù)必要技術(shù)特征組合，將所述原型鑒定為最近似技術(shù)方案允許確定在所要求的方法中的區(qū)別技術(shù)特征的組合，其是本專利技術(shù)技術(shù)方案能產(chǎn)生其所述技術(shù)效果的本質(zhì)所在。因此，本專利技術(shù)請求保護的技術(shù)方案符合“新穎性”的條件。為了評估請求保護的本專利技術(shù)是否符合“創(chuàng)造性”條件，針對其不同于最接近的現(xiàn)有技術(shù)的特征，進一步檢索了披露類似特征的已知方法和技術(shù)方案。評估結(jié)果顯示，本領(lǐng)域提術(shù)人員按照現(xiàn)有科技和工程水平無法顯而易見地獲得要求的專利技術(shù)，特別的，更求的專利技術(shù)不提供已知的轉(zhuǎn)換。因此，依據(jù)法律規(guī)定，本專利技術(shù)技術(shù)方案符合“創(chuàng)造性”的條件。本專利技術(shù)技術(shù)方案的實質(zhì)如下所示。根據(jù)所要求的方法，從雜種優(yōu)勢的雜交種的花粉獲得多個雙單倍體品系的種群 (圖I)以固定雜種優(yōu)勢。評估這些雙單倍體品系的生產(chǎn)能力和生存能力，選擇具有最高生產(chǎn)能力的雙單倍體品系用于進一步工作。所選的高生產(chǎn)能力雙單倍體品系之間的基因型差異根據(jù)一系列形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、生化性質(zhì)、分子標記物、遺傳體系對樣本生產(chǎn)能力的貢獻等不同方法，以及所有這些方法之間的組合來進行評估，以展現(xiàn)攜帶初代CGC的不同基因的品系。不同的雙單倍體品系被用于雜交以恢復(fù)CGC，因為當繁育雙單倍體時，決定雜種優(yōu)勢雜交種高產(chǎn)能力的基因分散于不同的樣本中。雙單倍體由所獲雜交種的花粉通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生。雙單倍體的生產(chǎn)能力和生存能力均進行評估，最具生產(chǎn)能力的雙單倍體品系被選出用于進一步工作，對它們的生產(chǎn)能力也進行評估。這些步驟使得育種最初即能獲得高生產(chǎn)力品種。如果最初沒能在單一基因型中聯(lián)合足夠數(shù)量的CGC基因而使獲得的品系未4顯示出初代雜交株的產(chǎn)量，即進行下一步通過各種不同雙單倍體樣品雜交后的品系的雜交。再次由作為結(jié)果的雜交種的花粉衍生雙單倍體品系。最具生產(chǎn)能力的品系被從中選出和繁殖，對獲得的品種的生產(chǎn)能力進行。最好的品種送入新品種國家評測中心(the State Testing of New Varieties)。附圖說明圖I :在后代中固定雜交種的雜種優(yōu)勢的方法在花藥培養(yǎng)中選擇性基因清除的可能性被示范于生物本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種在后代中固定農(nóng)作物雜交種的雜種優(yōu)勢的方法，包括：通過使用花藥培養(yǎng)產(chǎn)生純合的樣本，繼而恢復(fù)決定初代雜交種雜種優(yōu)勢的基因復(fù)合體，其特征在于，所述基因復(fù)合體通過基因型不同的雙單倍體品系之間的雜交來恢復(fù)，雙單倍體品系之間的差異根據(jù)一系列的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、生化性質(zhì)、分子標記物(SSR，SNP等)、遺傳體系對樣本生產(chǎn)能力的貢獻、以及所有提到的這些方法的組合來進行評估。
【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：Y·K·貢恰羅娃，E·M·哈里托諾夫，
申請(專利權(quán))人：俄羅斯農(nóng)業(yè)科學(xué)院全俄水稻研究所國家科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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