專利名稱：芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于蔬菜育種技術(shù)，特別涉及一種芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交
制種的方法。
背景技術(shù)：
芹菜是傘形科旱芹屬二年生蔬菜，含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦質(zhì)元素等營養(yǎng)成 分，還具有降壓、降脂、利尿、健胃、防癌等多種保健功效。芹菜原產(chǎn)于地中海沿岸地區(qū)，漢代 開始在我國進(jìn)行人工栽培，發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)成為我國非常重要的蔬菜作物之一，其種植面 積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它國家。不過，在長期的芹菜生產(chǎn)中人們只能使用常規(guī)品種，而沒有雜交種， 其主要原因是由于芹菜種株花小量大、花期分散，人工去雄極為困難，無法進(jìn)行人工雜交制 種。利用雄性不育系進(jìn)行雜交制種現(xiàn)在已成為許多農(nóng)作物新品種選育的重要途徑。有關(guān)芹 菜雄性不育系的研究報(bào)道，到目前為止，只有兩例， 一例是美國加州大學(xué)Quiros等人1986 年首次報(bào)導(dǎo)的一例野生芹菜的雄性不育材料，由于這一材料結(jié)籽能力較差，其育種價(jià)值也 就大大降低，至今沒有真正應(yīng)用于芹菜育種。另外一例就是本發(fā)明申請人最近發(fā)表的一例 從一個(gè)優(yōu)良自交系中發(fā)現(xiàn)的雄性不育材料，其農(nóng)藝性狀優(yōu)良，結(jié)籽性能正常，不育性由核隱 性基因控制，在此基礎(chǔ)之上選育出世界首例芹菜雄性不育兩用系，并于2005年申請了發(fā)明 專利"利用雄性不育兩用系選育芹菜雜交種的方法"，申請?zhí)枮?00510013213. 9，該專利公 開的技術(shù)方案是利用雄性不育兩用系中的不育株為母本，與多個(gè)自交系父本分別配制雜交 組合，開花之初及時(shí)識別并拔除兩用系中的可育株，授粉結(jié)束后再拔除父本植株，最后從母 本株上采收的種子，即為100%純度的雜交種，經(jīng)過品比試驗(yàn)、區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)等過程， 篩選獲得具有明顯雜種優(yōu)勢的目標(biāo)新雜交種。應(yīng)用該發(fā)明已育成兩個(gè)芹菜一代雜種品種 "津奇1號"和"津奇2號"。不過，該發(fā)明存在明顯的不足之處，一是在雜交制種時(shí)必須在 開花初期根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不育株和可育株的識別，這就增加了技術(shù)難度，限制了該技術(shù) 的應(yīng)用推廣范圍；二是必須根據(jù)育性識別結(jié)果，及時(shí)將所有可育株拔除，這就需要投入較多 的人工成本；三是如果可育株拔除不及時(shí)、不徹底，就會影響母父本之間的雜交率，降低雜 交種的純度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法。 它是通過無性繁殖方式繁殖芹菜隱性核基因雄性不育系并進(jìn)行雜交制種的方法，該方法雜 交制種程序簡單，成本低，雜交率高。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法 本發(fā)明首先采取植株調(diào)控和化學(xué)調(diào)控措施促使芹菜雄性不育株發(fā)生腋芽；利用腋 芽扦插進(jìn)行不育株擴(kuò)繁，冬季完成低溫春化過程，春季按照l : 3比例定植父本和不育系母 本，經(jīng)過開花、結(jié)籽、種子成熟等過程，從不育株母本上采收種子，即為所需繁制的一代雜交種。具體技術(shù)方案如下 —、芹菜隱性核基因雄性不育無性系繁殖 1、開花初期，在原種圃內(nèi)從已選育出的芹菜雄性不育兩用系群體中，根據(jù)花器雄蕊育性表現(xiàn)識別雄性不育株和正?？捎?，將可育株全部拔除，同時(shí)選擇那些花藥暗褐、干癟、不能散粉的雄性不育植株，將其主干花枝用修枝剪在地表之上1 2厘米處逐一剪掉，之后使用噴霧器近距離對殘株噴施500mg/l的BA溶液，每株藥液用量掌握在有明顯藥液順殘株流下為止。經(jīng)過15 20天時(shí)間，在不育株根莖部位發(fā)出10 15個(gè)不等數(shù)量的腋芽，其中外圍發(fā)生的腋芽基部已長出少量新根。 2、用鋒利刀具將腋芽從母株上切下，并剪掉腋芽所帶過大的展開葉片，之后用2000mg/l的NAA溶液快速浸蘸芽基部切口 ，并將其插入預(yù)先準(zhǔn)備好的苗床上促發(fā)新根。苗床修建在由塑料大棚改造的防雨棚內(nèi)，防雨棚上面覆蓋塑料薄膜，四邊保持通風(fēng)，周圍做好排水，苗床畦內(nèi)鋪設(shè)20cm厚的育苗基質(zhì)土，基質(zhì)土為草炭、蛭石和過篩園田土充分混合配
制而成，混合的體積比為i:i:i。 3、生根期間需要做好溫濕度調(diào)控，為秧苗生長發(fā)育提供較好環(huán)境條件。措施之一是在插后5 7天覆蓋遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮陰保濕，7天后撤掉。措施之二是保持苗床經(jīng)常濕潤，可用噴壺經(jīng)常灑水，也可結(jié)合苗期病蟲害防治，噴施殺蟲劑和殺菌劑溶液。措施之三是調(diào)整塑料薄膜四周巻邊的上下位置，使通風(fēng)順暢，降低棚內(nèi)溫度。經(jīng)過25 30天時(shí)間，秧苗陸續(xù)生根。生根后加強(qiáng)肥水管理，培育壯苗?？蛇M(jìn)行根外追肥，葉面噴施0.2%磷酸二氫鉀。
4、生根后20 30天，用刀具從地表之上1厘米處剪切掉植株上部葉柄葉片，繼續(xù)利用BA溶液剌激腋芽發(fā)生，重復(fù)將腋芽從母株上切下，扦插生根，培育壯苗的繁殖過程，擴(kuò)大繁殖系數(shù)。 二、利用芹菜雄性不育無性系雜交制種技術(shù)要點(diǎn) 1、雙親種株的培育與低溫春化在天津及周邊地區(qū)，父本于8月底至9月初播種，每平方米苗床的播種量掌握在lg左右。出苗后注意除草，間苗，保持土壤經(jīng)常濕潤。當(dāng)苗子長到二葉一心至三葉一心時(shí)，在陽畦內(nèi)分苗，分苗密度約為200株/m2。低溫來臨后加蓋塑料薄膜進(jìn)行保溫，當(dāng)最低溫度降到_3°C _4°〇以后，白天加蓋草苫，防止過低溫度傷害。經(jīng)過冬季低溫階段，秧苗可完成春化過程。在父本分苗之前，將不育株母本腋芽按大致相同的密度扦插到陽畦內(nèi)生根育苗，后期管理與父本相同。 2、嚴(yán)格隔離芹菜屬于異花授粉作物，自然雜交率很高，在雜交制種過程中必須與其它芹菜品種及親緣關(guān)系較近的其它植物如胡蘿卜、香菜等嚴(yán)格隔離，防止發(fā)生自然雜交。一般平原地區(qū)要求保持1000m以上的間隔距離。如有較高障礙物(樹林、高棵作物等)，也要保證間隔500m以上。 3、父母本定植4月初在雜交制種田定植父母本。制種田地塊一定避免重茬。定植前深翻土地，施足底肥，做成1. 2m寬的長畦，雙行定植，行間距60cm，行內(nèi)株距50cm。父本與母本的定植比例為l : 3。定植后馬上澆一次小水，避免大水漫灌，以防早春地溫降幅較大，影響緩苗。 4、調(diào)整雙親花期相遇如果雙親開花期不一致，就需要采取調(diào)整父本播種時(shí)間、修剪花枝等措施，將雙親花期盡量調(diào)節(jié)一致。 5、田間管理在整個(gè)雜交制種過程中，及時(shí)做好病蟲草害預(yù)防工作，主要包括前期可能發(fā)生的軟腐病、后期可能發(fā)生的灰霉病以及蚜蟲和紅蜘蛛等病蟲的防治；發(fā)現(xiàn)疑似雜 株及時(shí)拔除；采取培土、搭架等措施防止種株倒伏；授粉結(jié)束后將父本株拔除。
6、適時(shí)從母本種株上收獲雜交種當(dāng)種子已經(jīng)變黃時(shí)，及時(shí)將母本株收割，集中運(yùn) 到曬場進(jìn)行晾曬、脫粒、風(fēng)選、包裝。 本發(fā)明的有益效果是利用芹菜難以通過組織培養(yǎng)方式進(jìn)行擴(kuò)繁而容易通過腋芽 扦插方式進(jìn)行無性繁殖的特點(diǎn)，繁殖建立雄性不育無性系進(jìn)行芹菜雜交制種，從而免除了 利用芹菜雄性不育兩用系雜交制種過程中人工拔除可育株的工作環(huán)節(jié)，使芹菜雜交制種程 序簡化，降低了技術(shù)難度，有利于芹菜雜交制種生產(chǎn)的推廣，而且還減少了雜交制種的人工 成本，同時(shí)，排除了由于拔除兩用系中的可育株不及時(shí)或不徹底而造成的雜交率低的隱患，
保證了雜交種子的高純度。


圖1是芹菜雄性不育株基部自然發(fā)生腋芽圖
圖2是芹菜雄性不育株基部受剌激后發(fā)生大量腋芽圖
圖3是芹菜雄性不育株切下的腋芽生出新根圖
圖4是芹菜雄性不育株切下的腋芽進(jìn)行扦插育苗圖
圖5是利用芹菜雄性不育無性系進(jìn)行雜交制種圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明具體實(shí)施方式
加以說明
實(shí)施例1 ^菜雄性不育兩用系08-S2AB是利用在"頂峰"品種采種田中發(fā)現(xiàn)的隱性核基 因雄性不育材料，經(jīng)過測交與兄妹交相結(jié)合方法得到的農(nóng)藝性狀穩(wěn)定的優(yōu)良兩用系。在 08-S2AB兩用系開花初期，根據(jù)雄蕊育性表現(xiàn)，選擇那些花藥暗褐、干癟、不能散粉的雄性 不育植株，將其主干花枝在近地面處剪掉，之后對準(zhǔn)殘株噴施500mg/l的BA溶液，直到有 藥液流下為止。20天以后，每株不育株可平均發(fā)生12.2個(gè)腋芽，將腋芽從母株上切下，用 2000mg/l的NAA溶液快速浸蘸基部切口，然后插入苗床。隨即覆蓋遮陽網(wǎng)，7天后撤掉。同 時(shí)用噴壺經(jīng)常灑水以保持苗床濕潤。發(fā)現(xiàn)蚜蟲及時(shí)噴施5000倍吡蟲啉等殺蟲劑進(jìn)行防治。 30天后加強(qiáng)肥水供應(yīng)，培育壯苗。50 60天后，用刀具在地上1厘米處切掉所有葉柄葉 片，并噴施500mg/l的BA溶液以剌激腋芽發(fā)生，等腋芽發(fā)出后繼續(xù)從母株上切下，進(jìn)行下 一代不育株繁殖過程。冬季將繁殖得到的不育株安排在陽畦內(nèi)越冬春化，可作為雜交制種 的母本。父本選用"文圖拉"，按照常規(guī)方法播種育苗、越冬春化。4月初在雜交制種田定植 父母本，父本與母本的定植比例為1 : 3，授粉結(jié)束后將父本株拔除。當(dāng)種子變黃時(shí)，及時(shí) 將母本株收割，運(yùn)到曬場進(jìn)行晾曬、脫粒、風(fēng)選，這樣就得到了一代雜交種"D08-H6"，其株高 89. 4cm，開展度28. 4cm，最大葉柄長52. 6cm，寬1. 73cm，厚1. 37cm，葉片數(shù)10. 5cm，平均單株 重470g，比"頂峰"平均增產(chǎn)43. 1%，比父本"文圖拉"增加22. 4%，同時(shí)還具有植株緊湊， 葉柄縊痕明顯，實(shí)心，粗纖維含量少，生長快，抗葉斑病的特點(diǎn)。
實(shí)施例2 芹菜雄性不育兩用系08-S18AB是利用在"加州王"品種采種田中發(fā)現(xiàn)的隱性核基因雄性不育材料，經(jīng)過測交與兄妹交相結(jié)合方法得到的農(nóng)藝性狀穩(wěn)定的優(yōu)良兩用系。用實(shí)施例1的方法繁殖08-S18AB無性系，作為雜交制種的母本。父本選用"意大利夏芹"，按照常規(guī)方法播種育苗、越冬春化。再按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行雜交制種，就得到了一代雜交種"J08-H21"，其株高90. 8cm，開展度38. 3cm，最大葉柄長54. 5cm，寬1. 73cm，厚1. 48cm，葉片數(shù)10. 7cm，孽芽數(shù)4. 9，平均單株重630g，比"加州王"平均增產(chǎn)18. 1%，比父本"意大利夏^"增加46. 2%，同時(shí)還具有植株直立，葉柄縊痕不明顯，實(shí)心，粗纖維含量少，較耐熱的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
一種芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法，其特征在于首先采取植株調(diào)控和化學(xué)調(diào)控措施促使芹菜雄性不育株發(fā)生腋芽；利用腋芽扦插進(jìn)行不育株擴(kuò)繁，冬季完成低溫春化過程，春季按照1∶3比例定植父本和不育系母本，經(jīng)過開花、結(jié)籽、種子成熟等過程，從不育株母本上采收種子，即為所需繁制的一代雜交種；具體技術(shù)方案如下(一)芹菜隱性核基因雄性不育無性系繁殖1)、開花初期，在原種圃內(nèi)從已選育出的芹菜雄性不育兩用系群體中，根據(jù)花器雄蕊育性表現(xiàn)識別雄性不育株和正常可育株，將可育株全部拔除，同時(shí)選擇那些花藥暗褐、干癟、不能散粉的雄性不育植株，將其主干花枝用修枝剪在地表之上1～2厘米處逐一剪掉，之后使用噴霧器近距離對殘株噴施500mg/l的BA溶液，每株藥液用量掌握在有明顯藥液順殘株流下為止；經(jīng)過15～20天時(shí)間，在不育株根莖部位發(fā)出10～15個(gè)不等數(shù)量的腋芽，其中外圍發(fā)生的腋芽基部已長出少量新根；2)、用鋒利刀具將腋芽從母株上切下，并剪掉腋芽所帶過大的展開葉片，之后用2000mg/l的NAA溶液快速浸蘸芽基部切口，并將其插入預(yù)先準(zhǔn)備好的苗床上促發(fā)新根；苗床修建在由塑料大棚改造的防雨棚內(nèi)，防雨棚上面覆蓋塑料薄膜，四邊保持通風(fēng)，周圍做好排水，苗床畦內(nèi)鋪設(shè)20cm厚的育苗基質(zhì)土，基質(zhì)土為草炭、蛭石和過篩園田土充分混合配制而成，混合的體積比為1∶1∶1；3)、生根期間需要做好溫濕度調(diào)控，為秧苗生長發(fā)育提供較好環(huán)境條件；措施之一是在插后5～7天覆蓋遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮陰保濕，7天后撤掉；措施之二是保持苗床經(jīng)常濕潤，可用噴壺經(jīng)常灑水，也可結(jié)合苗期病蟲害防治，噴施殺蟲劑和殺菌劑溶液；措施之三是調(diào)整塑料薄膜四周卷邊的上下位置，使通風(fēng)順暢，降低棚內(nèi)溫度；經(jīng)過25～30天時(shí)間，秧苗陸續(xù)生根；生根后加強(qiáng)肥水管理，培育壯苗；可進(jìn)行根外追肥，葉面噴施0.2％磷酸二氫鉀；4)、生根后20～30天，用刀具從地表之上1厘米處剪切掉植株上部葉柄葉片，繼續(xù)利用BA溶液刺激腋芽發(fā)生，重復(fù)將腋芽從母株上切下，扦插生根，培育壯苗的繁殖過程，擴(kuò)大繁殖系數(shù)；(二)利用芹菜雄性不育無性系雜交制種技術(shù)要點(diǎn)1)、雙親種株的培育與低溫春化在天津及周邊地區(qū)，父本于8月底至9月初播種，每平方米苗床的播種量掌握在1g左右；出苗后注意除草，間苗，保持土壤經(jīng)常濕潤；當(dāng)苗子長到二葉一心至三葉一心時(shí)，在陽畦內(nèi)分苗，分苗密度約為200株/m2；低溫來臨后加蓋塑料薄膜進(jìn)行保溫，當(dāng)最低溫度降到-3℃～-4℃以后，白天加蓋草苫，防止過低溫度傷害；經(jīng)過冬季低溫階段，秧苗可完成春化過程；在父本分苗之前，將不育株母本腋芽按大致相同的密度扦插到陽畦內(nèi)生根育苗，后期管理與父本相同；2)、嚴(yán)格隔離芹菜屬于異花授粉作物，自然雜交率很高，在雜交制種過程中必須與其它芹菜品種及親緣關(guān)系較近的其它植物如胡蘿卜、香菜等嚴(yán)格隔離，防止發(fā)生自然雜交；一般平原地區(qū)要求保持1000m以上的間隔距離；如有較高障礙物樹林、高棵作物，也要保證間隔500m以上；3)、父母本定植4月初在雜交制種田定植父母本；制種田地塊一定避免重茬；定植前深翻土地，施足底肥，做成1.2m寬的長畦，雙行定植，行間距60cm，行內(nèi)株距50cm；父本與母本的定植比例為1∶3；定植后馬上澆一次小水，避免大水漫灌，以防早春地溫降幅較大，影響緩苗；4)、調(diào)整雙親花期相遇如果雙親開花期不一致，就需要采取調(diào)整父本播種時(shí)間、修剪花枝等措施，將雙親花期盡量調(diào)節(jié)一致；5)、田間管理在整個(gè)雜交制種過程中，及時(shí)做好病蟲草害預(yù)防工作，主要包括前期可能發(fā)生的軟腐病、后期可能發(fā)生的灰霉病以及蚜蟲和紅蜘蛛等病蟲的防治；發(fā)現(xiàn)疑似雜株及時(shí)拔除；采取培土、搭架等措施防止種株倒伏；授粉結(jié)束后將父本株拔除；6)、適時(shí)從母本種株上收獲雜交種當(dāng)種子已經(jīng)變黃時(shí)，及時(shí)將母本株收割，集中運(yùn)到曬場進(jìn)行晾曬、脫粒、風(fēng)選、包裝。
全文摘要
芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法，首先采取植株調(diào)控和化學(xué)調(diào)控措施促使芹菜雄性不育株發(fā)生腋芽；利用腋芽扦插進(jìn)行不育株擴(kuò)繁，冬季完成低溫春化過程，春季按照1∶3比例定植父本和不育系母本，經(jīng)過開花、結(jié)籽、種子成熟等過程，從不育株母本上采收種子，即為所需繁制的一代雜交種。本方法免除了利用芹菜雄性不育兩用系雜交制種過程中人工拔除可育株的工作環(huán)節(jié)，使芹菜雜交制種程序簡化，降低了技術(shù)難度，有利于芹菜雜交制種生產(chǎn)的推廣，而且還減少了雜交制種的人工成本，同時(shí)，排除了由于拔除兩用系中的可育株不及時(shí)或不徹底而造成的雜交率低的隱患，保證了雜交種子的高純度。
文檔編號A01H1/02GK101779596SQ20101030077
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者朱鑫, 靳力爭, 高國訓(xùn) 申請人:天津市農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范園區(qū)管理中心