一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法
2023-04-25 15:53:51
一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，該方法包括：(1)優選出抗逆性好、生長快、莖稈粗、莖高長、分櫱多、纖維含量低、藥效成分含量高的不同產地的霍山石斛品種作為三倍體培育原植株親本；(2)在上述親本的花蕾形成並未開放時，用化學誘導劑誘導其花蕾，使花器官染色體增倍，使之產生含兩組染色體的配子；(3)將誘導後花蕾在開花時與正常的花蕾授粉雜交，植株結實後得到雜交種子；(4)將雜交種子無菌播種培養成幼苗，檢測出三倍體植株；(5)將三倍體植株進行無性繁殖獲得大量三倍體幼苗。
【專利說明】—種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及蘭科石斛屬藥用植物生物育種方法，特別涉及一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法。
【背景技術】
[0002]霍山石斛(學名:Dendrobiumhuoshanense C.Z.Tang et S.J.Cheng)在國際上有「藥界大熊貓」之稱的野生霍山石斛，史稱霍石斛，俗稱米斛，距今已有200多年的歷史。原產於我國安徽大別山等地，是國家現代中藥重大專項200多個瀕危稀缺品種中首位保護品種。是藥用石斛中的極品，也是霍山縣獨有的、擁有原產地地理標誌的名貴中藥材，歷史上被譽為「中華九大仙草之首」、「健康軟黃金」。《神農本草》、《本草綱目》均有記載。霍山石斛所含有的多糖、生物鹼類物質有清咽利嗓，保肝明目、降糖降脂、延年益壽之功效。本品能大幅度提高人體內SOD(延緩衰老的主要物質)，在增強免疫力、抗疲勞、延緩衰老和促進癌細胞凋亡等方面有明顯作用，從而達到保健的功效。
[0003]多倍體育種是植物新品種培育的重要手段，多倍體育種起源於20世紀初，現在已廣泛應用於植物新品種的培育中。多倍體由於基因組倍性的增加，往往表現出形態上的巨大性和抗性增強等特點。其中三倍體還具有不育特點，即可作為永久雜種，也有利於商業保護。
[0004]通過基因組三倍化，可以獲得具有多倍體和雜交種雙重優勢的三倍體，其優勢表現出具有巨大性和不可替代性，可以提高霍山石斛藥材產量、品質和抗逆性。三倍體霍山石斛則具有產量和質量上的雙重優勢。
[0005]國家「十一五」和「十二五」計劃均提出「種質資源的挖掘、保存、創新和新品種的定向培育」的任務。為貫徹、落實這項任務，我們倡導應用「基因組多倍化與融合雜交相結合」的方法，實現種質資源的創新和新品種的定向培育的目的。目前僅有三倍體鐵皮石斛和春石斛蘭的培育方法已公開並授權，迄今為止，三倍體霍山石斛(染色體核型指數為2n=3x=57)及培育方法還未見有公開報導。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，該方法培育出的三倍體霍山石斛與二倍體霍山石斛相比，其主要形態性狀基本相同，但其莖、葉、花表現出明顯的增大，產量與多糖含量顯著提高，抗逆性增強。本發明產生的三倍體霍山石斛具有多倍體和雜交種的雙重優勢。
[0007]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下:
一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，包括以下步驟:
(I)優選出抗逆性好、生長快、莖杆粗、莖高長、分櫱多、纖維含量低、藥效成分含量高的不同產地的霍山石斛品種作為三倍體培育源植株親本； (2)在上述親本的花蕾形成並未開放時，用化學誘導劑誘導其花蕾，使花器官染色體增倍，使之產生含兩組染色體的配子；
(3)在開花時將誘導後花蕾與正常的花蕾授粉雜交，植株結實後得到雜交種子；
(4)將雜交種子無菌播種培養成幼苗，檢測篩選出三倍體植株；
(5)將三倍體植株進行無性繁殖獲得大量三倍體幼苗。
[0008]步驟(I)中所述霍山石斛為分布在大別山山系的不同產地具有優良性狀的品種，其中高緯度、高海拔地區的品種具有抗逆性強、藥效成分含量高的特點，低緯度、低海拔地區的品種具有生長速度快、莖高長、分櫱多、纖維含量低的特點。
[0009]步驟(2)中所述化學誘導劑優選秋水仙素，其質量濃度為1.2-1.5%，誘導的方法為:原始親本的花蕾未開放時，用三層脫脂棉紗布將整個花蕾包裹，每天秋水仙素溶液浸透脫脂棉紗布，保持溼潤，連續2-3天，去掉包裹脫脂棉紗布。
[0010]步驟(3)中所述雜交的方法為:選擇經秋水仙素誘導後開花的花朵與未經誘導的花朵按常規方法，可互為父本和母本進行授粉。
[0011]步驟(4)中所述培養為固體培養基培養，適合蘭科植物的培養基均可，優選MS培養基，在不同生長階段添加不同比例的植物生長調節劑；所述培養溫度在25-18 °C的晝夜溫差範圍內，光照時間10-12 h，光照強度2000-3000 lux，色溫在4500-5500 k。
[0012]步驟(4)中所述檢測染色體倍數為常規染色鏡檢辦法，選取染色體數目2n=3x=57的幼苗，是培育成功的三倍體。
[0013]本發明包括上述任何一項培育方法得到的三倍體霍山石斛。
[0014]本發明有益效果:
本發明方法在霍山石斛的花蕾期，利用化學試劑誘導花蕾染色體組數倍增，再把誘導花和非誘導花相互授粉結實，該三倍體霍山石斛培育方法操作簡便易行，且顯著縮短育種時間。由這種方法培育出的三倍體霍山石斛與二倍體霍山石斛相比，其主要形態性狀基本相同，但其莖、葉、花表現出明顯的增大，產量與多糖含量顯著提高，抗逆性增強，具有多倍體和雜交種的雙重優勢。
【具體實施方式】
[0015]下面以實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於這些實施例，本領域的技術人員對本
【發明內容】
的技術特徵所作的等同替換，或相應的改進，仍屬於本發明的保護範圍之內。
[0016]為方便描述，以下實施例中用「品種A」表示高緯度、高海拔地區的染色體核型指數為2n=2x=38的霍山石斛品種，該品種具有抗逆性強、莖杆粗、藥效成分含量高的特點；用「品種B」表示低緯度、低海拔地區的染色體核型指數為2n=2x=38的霍山石斛品種，該品種具有生長速度快、莖高長、分櫱多、纖維含量低的特點。
[0017]實施例1
(1)將品種A和品種B的植株按常規方法種植栽培；
(2)在上述親本植株的花蕾形成並未開放時，用三層脫脂紗布將整個花蕾包裹，每天1.5%秋水仙素溶液浸透，並保持溼潤，連續2-3天，去掉包裹的脫脂紗布；
(3)在開花時，將誘導後的花朵為父本，與正常的花朵為母本，雜交授粉，植株結實後得到雜交種子；
(4)將雜交種子在MS固體培養基中無菌播種培養成幼苗，培養溫度在25-18V的晝夜溫差範圍內，光照時間10-12 h，光照強度2000-3000 lux，色溫在4500-5500 k。取莖尖染色壓片，鏡檢檢測出三倍體(2n=3x=57)植株；
(5)將三倍體植株進行無性繁殖獲得大量三倍體幼苗，幼苗培育成成株，成株具有抗逆性強、莖杆粗、莖高長、分櫱多、生長速度快、纖維含量低、藥效成分含量高的特點，其中總多糖含量達22%。
[0018] 實施例2
(1)將品種A和品種B的植株按常規方法種植栽培；
(2)在上述親本植株的花蕾形成並未開放時，用三層脫脂紗布將整個花蕾包裹，每天用1.2%硫酸二乙酸溶液浸透，連續2-3左右，去掉包裹的脫脂紗布；
(3)在開花時，將誘導後花蕾為母本，與正常的花蕾為父本，雜交授粉，植株結實後得到雜交種子；
(4)將雜交種子在MS固體培養基中無菌播種培養成幼苗，培養溫度在25-18V的晝夜溫差範圍內，光照時間10-12 h，光照強度2000-3000 lux，色溫在4500-5500 k。取莖尖染色鏡檢檢測出三倍體(2n=3x=57)植株；
(5)將三倍體植株進行無性繁殖獲得大量三倍體幼苗，幼苗培育成成株，成株具有抗逆性強、莖杆粗、莖高長、分櫱多、生長速度快、纖維含量低、藥效成分含量高的特點，其中總多糖含量達21%。
【權利要求】
1.一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特徵在於包括以下步驟: (1)優選出抗逆性好、生長快、莖杆粗、莖高長、分櫱多、纖維含量低、藥效成分含量高的不同產地的霍山石斛品種作為三倍體培育源植株親本； (2)在上述親本的花蕾形成並未開放時，用化學誘導劑誘導其花蕾，使花器官染色體增倍，使之產生含兩組染色體的雌雄配子； (3)在開花時將誘導後花蕾與正常的花蕾授粉雜交，植株結實後得到雜交種子； (4)將雜交種子無菌播種培養成幼苗，檢測出三倍體植株； (5)將三倍體植株進行無性繁殖獲得大量三倍體幼苗。
2.根據權利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特徵在於:步驟(I)中所述霍山石斛為分布在大別山山系的不同產地具有優良性狀的品種，其中高緯度、高海拔地區的品種具有抗逆性強、藥效成分含量高的特點，低緯度、低海拔地區的品種具有生長速度快、莖高長、分櫱多、纖維含量低的特點。
3.根據權利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特徵在於:步驟(2)中所述化學誘導劑優選秋水仙素，其質量濃度為1.2-1.5%，誘導的方法為:原始親本的花蕾未開放時，用三層脫脂棉紗布將整個花蕾包裹，每天秋水仙素溶液浸透脫脂棉紗布，保持溼潤，連續2-3天，去掉包裹脫脂棉紗布。
4.根據權利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特徵在於:步驟(3)中所述雜交的方法為:選擇經秋水仙素誘導後開花的花朵與未經誘導的花朵，按常規方法，可互為父本和母本進行授粉。
5.根據權利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特徵在於:步驟(4)中所述培養為固體培養基培養，適合蘭科植物的培養基均可，優選MS培養基；所述培養為溫度在25-18 °C的晝夜溫差範圍內，光照時間10-12 h，光照強度 2000-3000 lux，色溫在 4500-5500 k。
6.根據權利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特徵在於:步驟(4)中所述檢測染色體倍數為常規染色鏡檢辦法檢測，選取染色體數目2n=3x=57的幼苗，是培育成功的三倍體。
7.權利要求1-6中任何一項所述培育方法得到的三倍體霍山石斛。
【文檔編號】A01H4/00GK104429916SQ201410343414
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】鄧輝, 陳乃富, 陳存武, 韓邦興, 韋傳寶 申請人:皖西學院