專利名稱：：一種預(yù)測植物雜交種花藥培養(yǎng)后代比率的方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于植物新品種的的自交系的選育方法，具體涉及一種采用花藥培養(yǎng)技術(shù)獲得辣椒雜交種的花培后代品系，同時(shí)根據(jù)育種需要預(yù)測花培后代各品系的類型比例的育種方法。
背景技術(shù)：
：甜辣椒花藥單倍體育種技術(shù)是北京市海淀區(qū)植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室20多年精心研究而形成的一套廣泛應(yīng)用于甜辣椒育種研究中的生物技術(shù)，該技術(shù)的主要要點(diǎn)是將雜交種的花藥離體培養(yǎng)(花培)，誘導(dǎo)花粉分化為單倍體植株，經(jīng)染色體人工加倍后形成二倍體植株進(jìn)而獲得其株系，即DH株系，育種中稱為“花培品系”，其基因型是純合的、且可以穩(wěn)定傳遞其遺傳信息，因此我們在花培品系選育研究中制定了當(dāng)代果選、二代株系選的選育原則從而減少了在常規(guī)選育中代代需果選和株系選的繁雜工作，而一般常規(guī)育種技術(shù)，甜椒和辣椒品系的主要經(jīng)濟(jì)性狀要在第五代才能穩(wěn)定。所以這一新的技術(shù)比原有育種技術(shù)明顯縮短了育種時(shí)間。這一生物技術(shù)應(yīng)用于育種研究中的整個(gè)技術(shù)“甜辣椒花藥單倍體育種技術(shù)研究及其應(yīng)用”曾于2001年獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。我們在花培選育工作中，所確定的接種材料通常是綜合性狀優(yōu)良，尤其是其果實(shí)性狀優(yōu)良的雜交種或雙交種，符合我們在一定時(shí)期內(nèi)的育種目標(biāo)，因此，需要通過接種材料經(jīng)花藥培養(yǎng)主要獲得類似雜交種類型或其親本類型的花培品系，多年的育種實(shí)踐表明，獲得的花培品系中，各花培品系的果實(shí)性狀的分離十分明顯，有類似于原雜交種的，也有類似于原雜交種親本類型的，同時(shí)也有一定量的不同于原雜交種及其雙親的花培品系，還會產(chǎn)生部分毫無利用價(jià)值的花培品系，有時(shí)在確定一個(gè)接種材料時(shí)，往往由于種種原因選育不出符合育種目標(biāo)的花培品系，導(dǎo)致一定的浪費(fèi)，因而表明在選育研究中存在一定盲目性。多年的花培育種研究工作中，我們發(fā)現(xiàn)，從原雜交種經(jīng)花培獲得的花培品系中，果實(shí)性狀存在很大的分離，但存在一定的聯(lián)系，即能夠產(chǎn)生一定比率的類似原雜交種的花培品系，也能夠產(chǎn)生一定比率的類似原雜交種雙親的花培品系。為了克服選育盲目性，同時(shí)為了找到類似原雜交種及其雙親的比率關(guān)系，為此，我們進(jìn)行了該發(fā)明方法的研究。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明公開了一種根據(jù)植物雜交種的主要性狀來預(yù)測植物雜交種花藥培養(yǎng)后代比率的方法。通過多年的花藥培養(yǎng)育種工作，肯定了后代花培品系能夠穩(wěn)定遺傳，其主要經(jīng)濟(jì)性狀的描述中，果形指數(shù)可以通過數(shù)值來進(jìn)行量化，同時(shí)在花培品系的各世代均能保證穩(wěn)定在一定的數(shù)值范圍之內(nèi)。本發(fā)明所公開的方法包括以下步驟1、播種已知雙親的辣椒雜交種(即接種原材料)的種子，在植株現(xiàn)蕾期開始取蕾做花藥培養(yǎng)；通過花藥培養(yǎng)獲得單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后獲得花培品系，本發(fā)明中采用的是甜辣椒花藥單倍體育種技術(shù)，選擇適期花蕾的花藥，配制適合花藥培養(yǎng)的SPD固體培養(yǎng)基，SPD固體培養(yǎng)基的組分和配比以及配制方式在CN1418537A的專利中進(jìn)行了公開，花藥培養(yǎng)時(shí)在接種的最初3-10天內(nèi)溫度維持在35℃高溫，之后可維持28℃～30℃的恒溫狀態(tài)；花藥培養(yǎng)時(shí)的光照條件可安排為1500勒克斯條件下每天光照10小時(shí)。當(dāng)在培養(yǎng)基上生長的甜椒單倍體幼苗長至4-7片葉并且根、莖、葉和生長點(diǎn)均正常的時(shí)候，取下幼苗沖洗干凈后，移植到經(jīng)消毒的土壤上，待移栽后的幼苗再長出2-3片新葉時(shí)，將其移植到園田土上。當(dāng)幼苗從培養(yǎng)基移植到凈土后長到8至10片葉且生長正常健壯時(shí)，即可進(jìn)行染色體加倍。染色體加倍的方法是使用0.1％～0.2％濃度的秋水仙堿和2.0％二甲基亞砜的混合加倍液，用脫脂棉球壓在幼苗的生長點(diǎn)部位，向棉球滴加混合加倍液連續(xù)24～48小時(shí)，然后將棉球取下用蒸餾水沖洗生長點(diǎn)，獲得了雙單倍體品系植株；2、取得原雜交種及其雙親的果形指數(shù)值的取值區(qū)間，同時(shí)獲得原雜交種的后代各花培品系的果形指數(shù)值。其中所述的果形指數(shù)是指花培品系的果實(shí)長度與果實(shí)橫徑的比值，原雜交種及其雙親的果形指數(shù)取值區(qū)間是通過測定原雜交種及其雙親的5-10個(gè)果實(shí)的果形指數(shù)，通過利用統(tǒng)計(jì)軟件，如SAS軟件公司出的SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來確定各相關(guān)的取值區(qū)間；3、根據(jù)原雜交種及其雙親的果形指數(shù)取值區(qū)間分別對所獲得的花培品系的果形指數(shù)處于各對應(yīng)區(qū)間的比例，通過對后代花培品系的果形指數(shù)值，利用作圖軟件如EXCEL，作各花培品系的散點(diǎn)分布圖，再根據(jù)散點(diǎn)分布圖及其上述的取值區(qū)間來確定各個(gè)區(qū)間的取值點(diǎn)，再求所得的取值點(diǎn)數(shù)與總花培品系數(shù)的比值。對另一已知雙親的雜交種重復(fù)步驟1、步驟2、步驟3，同樣取得所獲得的花培品系的果形指數(shù)處于各對應(yīng)區(qū)間的比例。根據(jù)對兩個(gè)已知親本的雜交種的后代花培品系的研究結(jié)果，確定了所獲得的花培品系中，產(chǎn)生類似原雜交種果形的比率比較高，維持在10％-20％這一區(qū)間，獲得類似父母本果形的比例維持在5％左右的水平，其中所確定的比例是通過對兩個(gè)已知親本的雜交種的后代花培品系利用統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析來確定的。對一未知親本的雜交種的后代花培品系分別測定其果形指數(shù)及原雜交種的果形指數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，其結(jié)果表明，類似原雜交種的花培品系所占比例位于10％～20％這一區(qū)間，同時(shí)根據(jù)類似雙親的比例及所獲得的花培品系的果形指數(shù)分布肯定了該雜交種的雙親的果形指數(shù)取值區(qū)間，通過肯定未知親本的果形指數(shù)取值區(qū)間，從而通過增加獲得的花培苗數(shù)目，來篩選出類似原雜交種的親本的花培品系，經(jīng)過各項(xiàng)育種研究，配置出類似于原雜交種的雜交組合。所確定的花培品系能夠遺傳到各世代是北京市海淀區(qū)植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室通過多年育種實(shí)踐和各項(xiàng)對比試驗(yàn)中總結(jié)出來的。圖1雜交種“98-106”的后代花培品系果形指數(shù)數(shù)據(jù)分布圖；圖2雜交種“zn-85”的后代花培品系果形指數(shù)數(shù)據(jù)分布圖。圖中的標(biāo)號1、果形指數(shù)類似父本的花培品系，2、果形指數(shù)類似原雜交種的花培品系，3、果形指數(shù)類似母本的花培品系。具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)施例的方式對本發(fā)明進(jìn)行說明，其中其中花藥培養(yǎng)的內(nèi)容在CN1418537A的專利文件中公開了。下述實(shí)施例內(nèi)容不是對本發(fā)明的限制。一、確定了果形指數(shù)能夠在各世代能保持穩(wěn)定，并能根據(jù)花培品系的果形指數(shù)進(jìn)行研究獲得的花培品系能夠穩(wěn)定遺傳，因此我們在花培品系選育研究中制定了當(dāng)代果選、二代株系選的選育原則從而減少了在常規(guī)選育中代代需果選和株系選的繁雜工作。F1花培獲得的品系從當(dāng)代進(jìn)行嚴(yán)格的自交后，二代至多代則能穩(wěn)定地保持果實(shí)性狀，即進(jìn)行穩(wěn)定的遺傳。通過對許多花培品系逐代觀察認(rèn)識到花培當(dāng)代表現(xiàn)的主要經(jīng)濟(jì)性狀可以穩(wěn)定地遺傳到其后各代，從第二代起，系內(nèi)株間十分整齊一致。甜椒花培品系“H81-11”，“H81-6”，“H81-18”不同世代的果實(shí)調(diào)查表明在花培當(dāng)代觀察到的果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀穩(wěn)定地遺傳到其后各代，從表1中可以看出，在不同世代各花培品系的果形指數(shù)的變化很小，因此可以在當(dāng)代進(jìn)行果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀選擇，從二代起進(jìn)行株系選擇。針對果形指數(shù)這一指標(biāo)進(jìn)行了多年的分析，結(jié)果表明果形指數(shù)是作為育種研究中考核果實(shí)性狀的一個(gè)重要的考核指標(biāo)，從表1中花培品系的不同世代的果形指數(shù)值可以看出，當(dāng)花培品系穩(wěn)定遺傳時(shí)，果形指數(shù)不會受到栽培技術(shù)水平、氣候等因素的影響，因此，我們在花培選育研究中提出了花培當(dāng)代果選、二代至多代株選的選育方法，這說明果形指數(shù)是考核一個(gè)品系的果實(shí)特性的重要指標(biāo)。表1花培品系不同世代的果實(shí)調(diào)查在本發(fā)明中，我們確定了原雜交種的果實(shí)類型是由“羊角椒×方燈籠甜椒”配制而得的牛角椒類型，選取以下三個(gè)牛角椒雜交種的花培接種，并獲得了一定量的花培品系，對本發(fā)明所公開的方法進(jìn)行了具體的說明。二、對牛角椒雜交種98-106(羊角×方燈籠)的花培后代的果形指數(shù)分析牛角椒雜交種98-106是北京市海淀區(qū)植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室自配的一個(gè)雜交種，其母本是由花藥離體培養(yǎng)(花培)而得的一個(gè)羊角椒花培品系，父本是北京市海淀區(qū)植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的花培品種“?；?號”。對雜交種98-106的花培進(jìn)行接種，獲得花培植株，1年后種植花培單株，對各單株進(jìn)行嚴(yán)格的單果自交，并初步觀察各花培單株的果實(shí)性狀。2年后進(jìn)行花培二代的果實(shí)性狀觀察。從花培二代的觀測中，根據(jù)上年各花培當(dāng)代留種情況和從花培當(dāng)代觀察中獲得的可行性數(shù)據(jù)分析結(jié)果，重點(diǎn)對原接種材料98-106的104份花培后代品系進(jìn)行了繼續(xù)觀察和整理，對該104份材料獲得了單果重、果長、果寬、果色、果味、果形指數(shù)等13個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)。同時(shí)也對原雜交種及其雙親進(jìn)行了上述數(shù)據(jù)指標(biāo)的詳細(xì)觀察。根據(jù)原雜交種和雙親的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定各單一指標(biāo)類似的區(qū)間，對果形指數(shù)進(jìn)行對比分析。1、原接種材料及其親本的果形指數(shù)及其區(qū)間值分析果形指數(shù)是育種研究中重要的一個(gè)觀測指標(biāo)，其測定方法是取各植株的對門斗果實(shí)即辣椒植株第二層座果五個(gè)，分別用游標(biāo)卡尺測定各樣品果實(shí)橫徑(cm)、用直尺測定果實(shí)長度(cm)，然后根據(jù)如下公式計(jì)算出果形指數(shù)，再求果形指數(shù)的平均值，利用SAS統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算出其取值區(qū)間，結(jié)果如表2所示。果形指數(shù)＝果實(shí)長度(cm)/果實(shí)橫徑(cm)表2雜交種“98-106”及其親本的果形指數(shù)值的取值區(qū)間<tablesid="table2"num="002"><tablewidth="746">樣本數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)誤取值區(qū)間原雜交種53.3760.2093.16～3.58父本51.390.1411.24～1.52母本54.580.2434.34～4.82</table></tables>2、花培品系果形指數(shù)分析根據(jù)各花培品系的二代觀察，分別對每個(gè)花培品系隨機(jī)選取具有代表性的5個(gè)對門斗果實(shí)測定其果實(shí)的長度(cm)和果實(shí)橫徑(cm)，計(jì)算出各個(gè)品系的果形指數(shù)的平均值(果形指數(shù)＝果長/果實(shí)橫徑)，共獲得103個(gè)觀察值，再根據(jù)各品系的果形指數(shù)值作平面坐標(biāo)的散點(diǎn)分布圖如圖1，從所作的散點(diǎn)分布圖可以看出，果形指數(shù)值位于2.5～3.5區(qū)間的比率最大，占總數(shù)的47.6％，根據(jù)原雜交種的果形指數(shù)值分析，原雜交種的的果形指數(shù)為3.38，果形指數(shù)位于2.5～3.5區(qū)間的花培品系處于較類似于或類似于原雜交種的范圍之內(nèi)，因此根據(jù)此結(jié)果可以看出，從原雜交種經(jīng)接種獲得的花培品系依照果形指數(shù)這一單項(xiàng)指標(biāo)類似于或較類似于原雜交種的比率是很大的。根據(jù)原雜交種的果形指數(shù)的取值范圍3.16～3.58，可以確定在此取值范圍下，獲得的花培品系依照果形指數(shù)值是類似于原雜交種的，從數(shù)據(jù)分布圖可以看出，有14個(gè)花培品系是極類似于原雜交種，約占總花培品系的13.6％。根據(jù)原雜交種的父本的果形指數(shù)的取值范圍1.24～1.52，在此取值范圍下，根據(jù)果形指數(shù)數(shù)據(jù)分布圖，獲得的花培品系類似于原雜交種父本是較小的，僅有5個(gè)花培品系的果形指數(shù)處于此范圍下，因此，根據(jù)此數(shù)值，獲得的花培品系類似于原雜交種的父本的花培品系占總花培品系的4.8％，同時(shí)根據(jù)母本的果形指數(shù)的取值范圍4.34～4.82，有4個(gè)花培品系的果形指數(shù)處于此觀測值范圍下，因此，類似于原雜交種母本的花培品系占總花培品系的3.8％。從上面的分析可以看出，接種原雜交種獲得的花培后代，從果形指數(shù)這一指標(biāo)分析，從原雜交種接種獲得的花培品系處于類似于原雜交種或較為類似于原雜交種的花培品系的比率較大，因此可以得出結(jié)論，從接種材料獲得中間型的花培品系的比率很大。根據(jù)原雜交種及其父母本的果形指數(shù)的取值范圍分析，獲得類似原雜交種的花培品系的比率是較大的，而獲得類似于原雜交種的父母本的花培品系的比率較小，同時(shí)獲得類似于原雜交種的父本的比率和獲得類似于原雜交種的母本的比率基本相同。從對果形指數(shù)的分析結(jié)果可以看出，獲得的花培品系類似于原雜交種的比率為13.6％，類似于原雜交種的父母本比率分別是4.8％和3.8％。在2003年的比較試驗(yàn)中，根據(jù)果形指數(shù)的分析將類似于原雜交種及其親本的花培品系進(jìn)行了田間鑒定。對類似原雜交種的花培品系的果形指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在獲得的8個(gè)有效觀測值中，處于雜交種果形指數(shù)區(qū)間3.16-3.58的花培品系有7個(gè)，另外一個(gè)的果形指數(shù)為3.05。在4個(gè)類似于原雜交種父本的花培品系中，果形指數(shù)值全部處于原父本果形指數(shù)區(qū)間1.24-1.52。在5個(gè)類似原雜交種母本的花培品系中，果形指數(shù)值處于原母本果形指數(shù)區(qū)間4.34-4.82的有4個(gè)。三、牛角椒雜交種“zn-85”的花培品系的果形指數(shù)的分析“zn-85”是一個(gè)自配的牛角椒雜交種，母本為長羊角，果實(shí)長度在18厘米左右，果實(shí)寬度為3.6厘米左右，父本為大果型方燈籠甜椒。1、根據(jù)原雜交種和雙親的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定各單一指標(biāo)類似的區(qū)間，對果形指數(shù)進(jìn)行對比分析。雜交種“Zn-85”及其親本的果形指數(shù)值的取值區(qū)間如表4所示。表4雜交種“Zn-85”及其親本的果形指數(shù)值的取值區(qū)間<tablesid="table3"num="003"><tablewidth="769">樣本數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)誤取值區(qū)間原雜交種53.370.3133.06-3.68父本51.990.1732.16-1.82母本55.340.2735.07-5.61</table></tables>2、各花培品系的果形指數(shù)的分析在2003年的研究中，共獲得了23個(gè)花培品系，分別對各花培品系進(jìn)行果實(shí)的果形指數(shù)的測定，并作平面坐標(biāo)散點(diǎn)分布圖，圖2表示了各花培品系果形指數(shù)的散點(diǎn)分布，依照上述的處理方法，從散點(diǎn)分布圖可以看出，類似于原雜交種的花培品系即其果形指數(shù)處于3.06-3.68區(qū)間的花培品系有5個(gè)，占總花培品系的21.7％。類似于原雜交種母本的花培有2個(gè)，占總花培品系的8.7％，類似于原雜交種的父本的花培品系僅1個(gè)，占總花培品系的4.3％。權(quán)利要求1.一種預(yù)測植物雜交種花藥培養(yǎng)后代比率的方法，它包括以下步驟步驟1播種已知雙親的辣椒雜交種的種子，在植株現(xiàn)蕾期開始取蕾做花藥培養(yǎng)獲得單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后獲得原辣椒雜交種的雙單倍體品系；步驟2取得原雜交種及其雙親的果形指數(shù)值的取值區(qū)間，同時(shí)獲得原雜交種的后代各花培品系的果形指數(shù)值；步驟3根據(jù)原雜交種及其雙親的果形指數(shù)取值區(qū)間分別對所獲得的花培品系的果形指數(shù)處于各對應(yīng)區(qū)間的比例；步驟4按照試驗(yàn)需要的果形指數(shù)的植株數(shù)與步驟3中各果形指數(shù)對應(yīng)的比例的比值來確定所需要培養(yǎng)的花培數(shù)。2.權(quán)利要求1所述的預(yù)測植物雜交種花藥培養(yǎng)后代比率的方法，其特征在于所述的辣椒雜交種是指甜辣椒雜交種。3.權(quán)利要求1所述的預(yù)測植物雜交種花藥培養(yǎng)后代比率的方法，其特征在于步驟2中的原雜交種及其雙親的果形指數(shù)值的取值區(qū)間是通過測定原雜交種及其雙親的5-10各果實(shí)的果形指數(shù)，通過利用統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來確定各相關(guān)的取值區(qū)間。4.權(quán)利要求1所述的預(yù)測植物雜交種花藥培養(yǎng)后代比率的方法，其特征在于步驟3中果形指數(shù)處于各對應(yīng)區(qū)間的比例是通過對后代花培品系的果形指數(shù)，利用作圖軟件作各花培品系的散點(diǎn)分布圖，再根據(jù)散點(diǎn)分布圖及其上述的取值區(qū)間，來確定各個(gè)區(qū)間的取值點(diǎn)，再求所得的取值點(diǎn)數(shù)與總花培品系數(shù)的比值。5.權(quán)利要求1所述的方法在育種中的應(yīng)用，其特征在于根據(jù)試驗(yàn)需要的果形指數(shù)的植株數(shù)與權(quán)利要求1中步驟3的各果形指數(shù)對應(yīng)的比例的比值來確定所需要培養(yǎng)的花藥培養(yǎng)數(shù)目。全文摘要本發(fā)明屬于植物新品種的選育方法，涉及一種采用花藥培養(yǎng)技術(shù)獲得辣椒雜交種的花培后代品系，同時(shí)根據(jù)育種需要預(yù)測花培后代各品系的類型比例的育種方法。本發(fā)明根據(jù)植物花藥培養(yǎng)后代果形指數(shù)性狀穩(wěn)定的特點(diǎn)，對辣椒雜交種進(jìn)行花藥培養(yǎng)，獲得單倍體植株，經(jīng)染色體加倍獲得雙單倍體品系，對各品系的果形進(jìn)行分析，獲得原雜交種及雙親的果形指數(shù)取值區(qū)間和它們的果形指數(shù)值，根據(jù)兩者的比值確定果形指數(shù)處于各對應(yīng)區(qū)間的比例。即產(chǎn)生類似原雜交種的果形指數(shù)比率維持在10％－20％這一區(qū)間，獲得類似父母本果形指數(shù)的比例一般維持在5％左右的水平。從而對于未知親本的雜交種根據(jù)試驗(yàn)需要及各果形指數(shù)對應(yīng)的比例的比值獲得符合育種目標(biāo)的總體花培品系植株數(shù)。文檔編號A01H1/04GK1820580SQ20061000347公開日2006年8月23日申請日期2006年2月10日優(yōu)先權(quán)日2006年2月10日發(fā)明者張樹根,邢永萍,蔣鐘仁,李春玲申請人:北京市海淀區(qū)植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室