一種通過榨菜與紫甘藍種間嵌合體創製榨菜新種質的方法
2024-02-25 04:09:15 2
專利名稱：一種通過榨菜與紫甘藍種間嵌合體創製榨菜新種質的方法
技術領域：
本發明涉及一種蔬菜作物種質資源創新的新方法，更具體地說，涉及一種通過榨菜與紫甘藍種間種間嵌合體的有性自交創製榨菜新種質的新方法。
背景技術：
豐富的種質資源是農作物優良品種選育的重要前提條件之一。常用的種質創新的方法有輻射誘變、遠緣雜交以及轉基因技術等方法。然而，這些技術都存在一定的局限性。 誘變育種能夠產生大量的突變體，但是突變方向不確定，性狀表現不一致，加大了新種質篩選的人力物力，增加了難度；遠緣雜交不僅存在雜交不親和性結實率低的問題，而且雜種後代還會出現「雜種不育」、「返親遺傳」、「劇烈分離」等障礙；而轉基因技術不僅要依賴繁瑣的再生體系，而且轉基因的安全問題備受爭議，使其很難在短時間廣泛應用。近年來，不少研究者發現，農作物之間的嫁接可以誘導植物產生新的變異性狀。然而，也有大量的研究結果與生產應用表明不同物種之間的嫁接並不能有效的誘導遺傳變異，這在一定程度上阻礙了利用不同物種之間的嫁接來創新植物種質資源這項技術的廣泛應用。對於無性嫁接誘導遺傳變異的機理有多種解說，目前比較公認的解釋是在嫁接植物體中，來自砧木的遺傳信號物質能夠通過胞間連絲和維管束轉移到接穗中並調控接穗的生長發育模式。因此，不同物種細胞之間的遺傳信號物質的交流是誘導遺傳變異的重要原因之一。常用嫁接一般是採用接穗與砧木的上下嫁接，不同物種細胞只在接穗與砧木嫁接部位相鄰。而通過不同物種之間莖尖嫁接形成的嵌合體，可以使不同物種細胞層緊密相鄰， 遺傳信號物質可以進行短距離運輸，有利於在不同物種細胞層間進行充分交流。在植物體中，由於其雌雄配子來源於單一細胞層(L2層)，因此，L2細胞層與相鄰的Ll或L3細胞層之間的遺傳信號物質的交流可以通過嵌合體的有性自交傳遞到後代，從而增加了獲得具有遺傳變異的後代以及具有新性狀的種質資源的可能性。然而，到目前為止，對嵌合體材料的有性後代研究尚未見報導。榨菜是我國的特產蔬菜，由於遺傳資源比較單一，缺乏有效的優良種質資源。因此，對榨菜種質資源的改良與創新成為了榨菜產業發展的主要任務。因此，在獲得榨菜與紫甘藍嵌合體的基礎上，建立一種簡單的、快速易行的、有應用的價值的榨菜種質創新的方法成為迫切需要。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種通過榨菜與紫甘藍種間嵌合體創製榨菜新種質的方法。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下步驟實現的
(1)選取適齡榨菜與紫甘藍無菌苗，無菌條件下進行離體莖尖嫁接，獲得榨菜與紫甘藍種間周緣嵌合體TTC;
(2)種間嵌合體TTC植株于田間種植，同期對榨菜進行常規播種與田間管理；(3)嵌合體TTC植株開花後進行蕾期自交，獲得嵌合體的有性自交後代GSl；比較GSl 與榨菜性狀的差異，確定GSl發生變異的性狀；
(4)通過嵌合體與榨菜親本正反交，獲得雜種一代，雜種一代分別自交及與榨菜測交， 統計性狀遺傳規律。(5) GSl連續多代自交分別獲得GS2、GS3 ；確定發生變異的性狀是否能夠遺傳；獲得與榨菜親本植物學性狀顯著差異的新種質GS3。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明利用已經建立的榨菜與紫甘藍種間嵌合體通過常規的有性自交，獲得具有顯著性狀變異的新種質。可以大大縮短創製新種質的周期，節省人力、物力消耗。本發明的方法創新性強，研究意義重大，為榨菜的種植創新與新品種的選育提供了一種嶄新的途徑。
圖1是榨菜TTT與GS1、GS2、GS3植物學性狀比較圖； 圖2是榨菜TTT與GS3瘤狀莖性狀比較圖。
具體實施例方式植物間的無性嫁接可以誘導植物產生新的變異性狀。對於無性嫁接誘導遺傳變異的機理有多種解說，目前比較公認的解釋是在嫁接植物體中，來自砧木的遺傳信號物質能夠通過胞間連絲和維管束轉移到接穗中並調控接穗的生長發育模式。因此，不同物種細胞之間的遺傳信號物質的交流是誘導遺傳變異的重要原因之一。常用嫁接一般是採用接穗與砧木的上下嫁接，不同物種細胞只在接穗與砧木嫁接部位相鄰，不能有效地誘導遺傳變異。而通過不同物種之間莖尖嫁接形成的嵌合體，可以使不同物種細胞層緊密相鄰，遺傳信號物質可以進行短距離運輸，有利於在不同物種細胞層間進行充分交流。在植物體中，由於其雌雄配子來源於單一細胞層(L2層)，因此，L2細胞層與相鄰的Ll或L3細胞層之間的遺傳信號物質的交流可以通過嵌合體的有性自交傳遞到後代，從而通過嵌合體的自交增加了獲得具有遺傳變異的後代以及具有新性狀的種質資源的可能性。本發明的通過榨菜與紫甘藍種間嵌合體創製榨菜新種質的方法主要步驟是對榨菜與嵌合體進行常規田間管理，生長條件保持一致；對嵌合體植株進行蕾期自交授粉；比較自交後代與榨菜性狀的差異。統計性狀變異的遺傳規律。實施例1
本發明的方法具體實施如下
(1)選取6天苗齡的榨菜與紫甘藍無菌幼苗，在無菌條件下將它們的一片子葉連同一半的頂端分生組織及部分下胚軸切下，並用激素處理液浸泡，然後取出進行莖尖靠接，插入誘芽培養基中培養誘導嵌合芽的再生；將嵌合芽切下後，於1/2MS培養基培養14天，然後在生根培養基中培養14-21天，從而獲得穩定的榨菜與紫甘藍種間嵌合體TTC ；
所用激素處理液配方為2 mg/L的6-苄氨基嘌呤(6-BA)+ 1 mg/L的α-萘乙酸 (α -ΝΑΑ)，溶劑為水。誘芽培養基配方為MS+0. 1 mg/L 6-BA+3. 0%蔗糖+0. 8%瓊脂粉，其pH 值為5.8。
平周嵌合體TTC命名依據為大多數雙子葉植株莖尖分生組織分為三層 L1-L2-L3，L1-莖尖分生組織最外層；L2-中間層；L3-最內層；T =榨菜，C =紫甘藍。所用的生根培養基配方為MS+0. lmg/L NAA+3. 0%蔗糖+0. 8%瓊脂粉。(2)榨菜與紫甘藍種間嵌合體TTC植株于田間種植，同期播種榨菜籽； 當年十月上旬榨菜親本播種，十一月上旬移栽田間，同期將嵌合體田間種植。(3)嵌合體TTC植株開花後進行蕾期自交，獲得嵌合體的有性自交後代GSl ；比較 GSl與榨菜性狀的差異，確定GSl發生變異的性狀；
次年3月沈日嵌合體植株始花期，而榨菜於3月20日始花期。對嵌合體植株及其榨菜親本進行，單株蕾期自交授粉。用來取花粉的花序在蕾期提前套袋，花粉取自當天開放的花朵；用來接受花粉的花蕾為開花前2天左右的花蕾。自交獲得嫁接嵌合體的有性後代，命名為GS1。TTC授粉50朵花，結籽901粒。通過本實施例培養獲得的嫁接嵌合體TTC的自交後代(GSl)植物學特性與榨菜親本相比產生了顯著的變異，且群體變異性狀表現一致。變異性狀主要表現在植株生長勢、瘤狀莖、葉型(葉片形狀差異，無葉片顏色差異)(圖1)、表皮毛、莖尖等方面。榨菜親本生長正常，生長勢旺盛，瘤狀莖成扁圓狀、肉瘤突起明顯，葉片為大披針狀、半裂、羽狀葉脈，無莖尖封頂現象。而GSl植株矮小，生長緩慢，瘤狀莖畸形、變小，葉片前緣為全緣，基部深裂至中脈，葉脈呈現發散狀，葉面捲曲、較小且厚、表皮毛密度大，莖尖封頂等現象。(表一)
表一 GSl與TTT的基本生長參數比較
權利要求
1.一種通過榨菜與紫甘藍種間嵌合體創製榨菜新種質的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟(1)選取6天苗齡的榨菜與紫甘藍無菌幼苗，在無菌條件下將它們的一片子葉連同一半的頂端分生組織及部分下胚軸切下，並用激素處理液浸泡，然後取出進行莖尖靠接，插入誘芽培養基中培養誘導嵌合芽的再生；將嵌合芽切下後，於1/2MS培養基培養14天，然後在生根培養基中培養14-21天，從而獲得穩定的榨菜與紫甘藍種間嵌合體TTC ；(2)榨菜與紫甘藍種間嵌合體TTC植株于田間種植，同期播種榨菜籽；(3)嵌合體TTC植株開花後進行蕾期自交，獲得嵌合體的有性自交後代GSl；比較GSl 與榨菜性狀的差異，確定GSl發生變異的性狀；(4)通過嵌合體與榨菜親本正反交，獲得雜種一代，雜種一代分別自交及與榨菜測交， 統計性狀遺傳規律；(5)GSl連續多代自交分別獲得GS2、GS3，獲得與榨菜親本植物學性狀顯著差異的新種質 GS3。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(1)中，所述激素處理液配方為 2 mg/L的6-苄氨基嘌呤(6-BA) + 1 mg/L的α -萘乙酸(α -ΝΑΑ)，溶劑為水；誘芽培養基配方為MS+0. 1 mg/L 6-8々+3.0%蔗糖+0.8%瓊脂粉，其？!1值為5.8;所用的生根培養基配方為 MS+0. lmg/L NAA+3. 0% 蔗糖 +0. 8% 瓊脂粉。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(1)中，平周嵌合體TTC命名依據為大多數雙子葉植株莖尖分生組織分為三層L1-L2-L3，Ll-莖尖分生組織最外層； L2-中間層；L3-最內層；T =榨菜，C =紫甘藍。
全文摘要
本發明公開了一種通過榨菜與紫甘藍種間嵌合體創製榨菜新種質的方法，本發明利用已經建立的榨菜與紫甘藍種間嵌合體通過常規的有性自交，獲得具有顯著性狀變異的新種質；可以大大縮短創製新種質的周期，節省人力、物力消耗；本發明的方法創新性強，研究意義重大，為榨菜的種植創新與新品種的選育提供了一種嶄新的途徑。
文檔編號A01H1/02GK102349440SQ201110252029
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者劉斌, 李俊星, 王燕, 葛亞明, 陳利萍 申請人:浙江大學