本發(fā)明涉及植物的雜交育種方法,具體涉及一種紅豆杉的雜交育種方法,屬于木本植物品種選育的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
紅豆杉,又稱紫杉,屬國(guó)家一級(jí)保護(hù)的珍貴樹種,天然林資源已枯竭。紅豆杉是常綠喬木,樹干通直,樹姿優(yōu)美,種子成熟時(shí)呈紅色,假皮鮮艷奪目,是優(yōu)良的盆景和綠化樹種。紅豆杉木材堅(jiān)固耐用,紋理秀麗,根、莖都是高檔的雕刻材料,是屬于特種用林材;它的根、莖、皮、葉均含有紫杉醇,是當(dāng)今世界公認(rèn)的治癌藥物,葉可通經(jīng)、利尿、降血壓,對(duì)防治糖尿病及心血管疾病有明顯效果,是價(jià)值昂貴的藥用林。近年紅豆杉盆景在花木市場(chǎng)也呼之欲出,成為令人矚目的新貴。紅豆杉盆景放在室內(nèi)具有明顯的驅(qū)趕蚊蟲和凈化空氣的效果,它吸收二氧化碳、一氧化碳、尼古丁、二氧化硫等有害物質(zhì),還能吸收甲醛、苯、甲苯、二甲苯等致癌物質(zhì),呼出氧氣,起到防癌抗癌保健和凈化空氣作用,是家庭居室、酒店、賓館及辦公場(chǎng)所美化環(huán)境的珍貴植物。紅豆杉屬植物,雌雄異株,雄球花單生于葉腋,雌球花的胚珠單生于花軸上部側(cè)生短軸的頂端,基部有圓盤狀假種皮,假種皮杯狀,紅色。本屬樹種為淺根植物,其主根不明顯、側(cè)根發(fā)達(dá),耐蔭性強(qiáng),耐修剪、耐寒、耐病蟲害,在天然林中生長(zhǎng)緩慢,分布星散,野生樹木日漸減少,是世界上公認(rèn)的瀕臨滅絕的天然珍稀抗癌植物。由于紅豆杉屬植物不同種之間雄花的花期不同,且同種紅豆杉的雌雄株花期不同步,造成授粉困難,嚴(yán)重影響了紅豆杉屬植物的雜交育種進(jìn)程。雜交育種對(duì)紅豆杉的開發(fā)和推廣利用都具有著非常重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種紅豆杉的雜交育種方法,解決紅豆杉屬植株種間花期不同步導(dǎo)致授粉育種困難的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種紅豆杉的雜交育種方法,包括如下步驟:(1)花粉采集:于2月份,分別采集南方紅豆杉(Taxuswallichianavar.mairei)和曼地亞紅豆杉(Taxus×media)的雄株的花粉,自然干燥,剔除雜質(zhì)后,分別置于EP管4℃冷藏備用,并保持干燥;(2)授粉:到3月份,雌株進(jìn)入吐水期,取出儲(chǔ)存的花粉,室溫放置一小時(shí)使其恢復(fù)常溫;按照花粉:超純水=1:1000的重量比例配置成花粉液,按照南方紅豆杉花粉授粉曼地亞雌株,曼地亞紅豆杉花粉授粉南方紅豆杉雌株,分別噴施雌株,每隔四天使用噴壺噴施一次,共授粉3次;單株處理可采用滅菌棉簽沾花粉涂抹吐水期雌花進(jìn)行授粉;授粉后所有授粉植株進(jìn)行分株隔離以防止外來(lái)花粉的干擾。(3)施肥:授粉后,施肥,按照氮、磷、鉀比例為1:3:1,噴施3次葉面肥;(4)掛果:掛果后噴施營(yíng)養(yǎng)液,營(yíng)養(yǎng)液成分為:N200mg/L、P33mg/L、K66mg/L,磷肥以NH4H2PO4形式加入,鉀肥以KNO3形式加入,氮肥除以NH4H2PO4和KNO3的形式加入外,不足部分用(NH4)2SO4補(bǔ)充。保證植株養(yǎng)分供給;待種子成熟后,分別從母本植株上采集不同父本授粉育種種子,獲得純種和雜交種種子;(5)沙藏:將采集的種子冷水浸種5天,每天換水一次,浸種后將種子表面水分晾干,低溫沙藏,按沙子:種子3:1進(jìn)行;(6)播種:春季,將沙藏的種子滅菌后,進(jìn)行激素浸種,用300mg/LGA3+20mg/L6-BA+30mg/LKT+10mg/LABT浸泡種子24小時(shí),后播種,獲得無(wú)菌試管苗。(7)移栽:將無(wú)菌試管苗自然光遮光度下煉苗10~15天,然后將其取出,洗凈根部的培養(yǎng)基,將其根部浸泡在復(fù)合微生物制劑中,30min,促進(jìn)紅豆杉植株新根的生長(zhǎng);所述復(fù)合微生物制劑包括以下重量配比的原料:假絲酵母菌發(fā)酵液:產(chǎn)黃纖維單胞菌發(fā)酵液:枯草芽孢桿菌發(fā)酵液:赤霉素:活性炭:磷酸氫二鈉=5:3:1:2:1:1;所述假絲酵母菌具體為假絲酵母菌(Candidautilis)ATCCNo.22023;所述產(chǎn)黃纖維單胞菌具體為產(chǎn)黃纖維單胞菌(cellulomonasflavigena)ATCCNo.482所述枯草芽孢桿菌具體為枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)CGMCCNo:0954(參見CN1554744);所述復(fù)合微生物制劑的制備方法為首先將假絲酵母菌、產(chǎn)黃纖維單胞菌、枯草芽孢桿菌按照常規(guī)方式活化、培養(yǎng)至菌液中活菌數(shù)達(dá)到1乘以108個(gè)/克獲得發(fā)酵液,將上述發(fā)酵液按照質(zhì)量比例5:3:1混合,按照重量配比添加活性炭、赤霉素和磷酸氫二鈉即得。移栽30天后成活率達(dá)到95%以上。本發(fā)明雜交育種方法具有以下優(yōu)點(diǎn):1、雜交親本:植物雜交育種領(lǐng)域,最重要的不同就在于針對(duì)的每一親本的不同選擇,選擇不同的親本就必須對(duì)具體的雜交組合的培育方法進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn),不同原始種間雜交敗育很高,雜交后,雖然有較高果實(shí)率,果實(shí)里面也有種子,但是檢測(cè)后種子里面沒有胚。南方紅豆杉生長(zhǎng)速度快、紫杉醇含量低;曼地亞紅豆杉生長(zhǎng)速度慢,紫杉醇含量高。紅豆杉是異花授粉植物。以南方紅豆杉作為與曼地亞紅豆杉雜交,得到雜交后代,使其兼有雙親優(yōu)勢(shì),可以有效解決紫杉醇制藥原料短缺的問(wèn)題,且獲得雜交組合的F1代種子萌發(fā)率,可育率最高;2、層積前先用冷水進(jìn)行預(yù)處理,由于層積催芽是一個(gè)緩慢的吸水過(guò)程,同時(shí)也是一個(gè)緩慢的轉(zhuǎn)化和緩慢發(fā)芽的過(guò)程,種子萌動(dòng)與種子含水率相關(guān),只有種子的含水率接近或達(dá)到飽和含水率時(shí)才開始萌動(dòng),而達(dá)到飽和含水率所需要的時(shí)間與種子開始層積時(shí)的含水率相關(guān),層積前含水率越低,吸水越緩慢,達(dá)到飽和含水率的時(shí)間越長(zhǎng),適宜催芽的時(shí)間也會(huì)越長(zhǎng);發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),層積前將種子進(jìn)行冷水浸種5天,每天換水一次,這樣的預(yù)處理后,可以使得層積60天便達(dá)到飽和狀態(tài),縮短催芽時(shí)間,且該預(yù)處理能夠增加田間發(fā)芽率。3、激素種類和濃度對(duì)種子的生長(zhǎng)發(fā)育有非常顯著的作用,由于紅豆杉屬植物種子萌發(fā)困難,本申請(qǐng)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),用300mg/LGA3+20mg/L6-BA+30mg/LKT+10mg/LABT浸泡種子24小時(shí),后播種,能夠顯著改善雜交種子的發(fā)芽率,單因子實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用該激素浸泡后,種子發(fā)芽率提高了35.7%,且大大縮短了萌發(fā)時(shí)間。4、移栽時(shí),赤霉素的濃度適中,刺激根系細(xì)胞的伸展旺盛,搭配假絲酵母菌、產(chǎn)黃纖維單胞菌、枯草芽孢桿菌形成一個(gè)良好的微生態(tài)系統(tǒng),各菌種之間合理配伍,共生協(xié)調(diào),互不拮抗,微生物分泌根系促生素和抑菌素能夠呵護(hù)幼苗根系感染腐霉根腐病、疫霉根腐病、細(xì)菌性根腐病和莖基腐病及立枯病、猝倒病等苗期病害,從而有效控制苗期的死苗爛棵現(xiàn)象,磷酸氫二鈉給根系源源不斷供給營(yíng)養(yǎng),維持苗強(qiáng)苗壯勢(shì)頭,極大的提高植株的適應(yīng)性,提高整個(gè)成活率。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種紅豆杉的雜交育種方法,包括如下步驟:(1)花粉采集:確定南方紅豆杉(Taxuswallichianavar.mairei)和曼地亞紅豆杉(Taxus×media)的雌雄株,并調(diào)查花期的具體時(shí)間。結(jié)果發(fā)現(xiàn)南方紅豆杉雄花的始花期比曼地亞紅豆杉的早10天以上,雌花的始花期基本一致;兩種紅豆杉雌花單花的吐水期2天,整株雌花吐水期持續(xù)2周左右。2月中旬采集南方紅豆杉雄株的花粉,2月下旬采集曼地亞紅豆杉的雄株的花粉,自然干燥,剔除雜質(zhì)后置于EP管4℃冷藏備用,并保持干燥。(2)授粉:3月1號(hào)起,觀察南方紅豆杉和曼地亞紅豆杉雌株上雌花吐水情況,自發(fā)現(xiàn)有雌花進(jìn)入吐水期開始第二天取出儲(chǔ)存的花粉,室溫放置一小時(shí)使其恢復(fù)常溫;按照花粉:超純水=1:1000的比例配置成花粉液,按照南方紅豆杉花粉授粉曼地亞雌株,曼地亞紅豆杉花粉授粉南方紅豆杉雌株,分別噴施雌株,每隔四天使用噴壺噴施一次,共授粉3次;單株處理可采用滅菌棉簽沾花粉涂抹吐水期雌花進(jìn)行授粉;授粉后所有授粉植株進(jìn)行分株隔離以防止外來(lái)花粉的干擾。(3)施肥:授粉后,施肥,按照氮、磷、鉀比例為1:3:1,噴施3次葉面肥;(4)掛果:掛果后噴施營(yíng)養(yǎng)液,營(yíng)養(yǎng)液成分為:N200mg/L、P33mg/L、K66mg/L,磷肥以NH4H2PO4形式加入,鉀肥以KNO3形式加入,氮肥除以NH4H2PO4和KNO3的形式加入外,不足部分用(NH4)2SO4補(bǔ)充。保證植株養(yǎng)分供給;待種子成熟后,分別從母本植株上采集不同父本授粉育種種子,獲得純種和雜交種種子;(5)沙藏:將采集的種子冷水浸種5天,每天換水一次,浸種后將種子表面水分晾干,低溫沙藏,按沙子:種子3:1進(jìn)行;(6)播種:春季,將沙藏的種子滅菌后,進(jìn)行激素浸種,用300mg/LGA3+20mg/L6-BA+30mg/LKT+10mg/LABT浸泡種子24小時(shí),后播種,種子萌發(fā)率達(dá)到90.3%,獲得無(wú)菌試管苗。(7)移栽:將無(wú)菌試管苗自然光遮光度下煉苗10天,然后將其取出,洗凈根部的培養(yǎng)基,將其根部浸泡在復(fù)合微生物制劑中,30min,促進(jìn)紅豆杉植株新根的生長(zhǎng);所述復(fù)合微生物制劑包括以下重量配比的原料:假絲酵母菌發(fā)酵液:產(chǎn)黃纖維單胞菌發(fā)酵液:枯草芽孢桿菌發(fā)酵液:赤霉素:活性炭:磷酸氫二鈉=5:3:1:2:1:1所述假絲酵母菌具體為假絲酵母菌(Candidautilis)ATCCNo.22023;所述產(chǎn)黃纖維單胞菌具體為產(chǎn)黃纖維單胞菌(cellulomonasflavigena)ATCCNo.482所述枯草芽孢桿菌具體為枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)CGMCCNo:0954;所述復(fù)合微生物制劑的制備方法為首先將假絲酵母菌、產(chǎn)黃纖維單胞菌、枯草芽孢桿菌按照常規(guī)方式活化、培養(yǎng)至菌液中活菌數(shù)達(dá)到108個(gè)/克獲得發(fā)酵液,將上述發(fā)酵液按照質(zhì)量比例5:3:1混合,按照重量配比添加活性炭、赤霉素和磷酸氫二鈉即得。移栽30天后成活率達(dá)到95.7%,且所有成活植株均冬季耐寒;經(jīng)本發(fā)明方法獲得的紅豆杉植株,長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)健,抗病,能夠安全過(guò)冬,有效解決了紅豆杉市場(chǎng)資源的空缺,具有廣闊的應(yīng)用前景。按照本發(fā)明方法栽培的紅豆杉,生長(zhǎng)周期快,在二年左右即可以采收枝葉用于提取紫杉醇。雖然,上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述,但在本發(fā)明基礎(chǔ)上,可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn),或在實(shí)施案例之外的樹種實(shí)施本方法,這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改,改進(jìn)或范圍的擴(kuò)大,均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。