专利名称：一种成功率高的甘薯远缘杂交育种方法
技术领域：
本发明涉及农作物种质创新及新品种选育技术，是关于甘薯与其近缘野生种有性
杂交技术。具体是一种成功率高的甘薯远缘杂交育种方法。
背景技术：
甘薯近缘野生资源相当丰富，在世界上分布着甘薯属600-700个物种。其中，很多 野生种具有抗病虫、高干率、抗逆等优良基因。江苏农科院报道其1977年引进的Ipomoea 属多数野生种具有抗茎线虫病的基因和高产潜力基因；山东农科院于1984年报道， I. littoralis具有抗逆性强的特点，甘薯同其杂交的后代可出现干率超亲变异。然而，由于 甘薯属存在严重的种间杂交不亲和性和杂种不育性，获得有性种间杂种的成功报道较少。 近年来，一些学者采用原生质体融合技术进行体细胞杂交，并获得了徐薯18和I.triloba、 高系14号和I. triloba、徐薯18和I. lacunosa、栗子香和I. cairica等体细胞杂种植株。 然而，这些种间杂种多数并不是真正的具有完整两套染色体组的杂种，而是有大量染色体 丢失的种间杂交材料，这些材料的染色体数目复杂，育性低，结薯性差，常常限制着育种应 用。 综上所述，不论是甘薯组第I群的野生种还是第II群的野生种，无论是有性杂交 还是体细胞杂交，目前能够与甘薯杂交成功的野生种较少，远远不能满足人们对甘薯近缘 野生资源利用的需要。究其原因，主要可能有以下几个方面(l)大部分近缘野生种位于甘 薯组第II群，与甘薯杂交亲和性差、育性低；(2)甘薯及其部分野生种倍性高，数目多，染色 体小，即使采用原生质体融合技术获得体细胞杂种，也常常造成杂种的染色体大量丢失、杂 种不育。(3)缺乏广杂交亲和性甘薯栽培种。(4)花期不遇，工作量大，结实率低，杂种败育。 (5)缺乏系统、配套的种间杂交集成技术。
发明内容
针对以上存在的问题，本发明提供一种成功率高的甘薯远缘杂交育种方法，以系 统性和可操作性为特点，提供一套克服花期不遇，减少杂交工作量，提高坐果率，克服杂种 不育等集成技术。它利用一种广亲和性亲本徐薯18，与不同野生种花枝水培技术，促其室内 开花，进行杂交授粉，利用专用杂交处理液处理子房基部及整个花柄，辅以幼胚拯救技术获 得种间杂种。 本发明是以如下技术方案实现的一种成功率高的甘薯远缘杂交育种方法，具体 是 1)材料准备母本徐薯18植株盆栽，暗室短日照处理30-40天，促其现蕾；父本为 起源于不同国家的甘薯野生种，催芽、播种、育苗并定植于野生资源圃中，施足底肥，搭架培 养，促其自然开花；一般根据野生种的花期调节母本徐薯18现蕾时间，达到双方都现蕾的 目标。
2)父母本花枝水培当父母本植株大量现蕾后，按照由侧枝到主枝，由多花到少花为原则，进行剪枝水培，根据节间长短剪去5-8节花枝，每个种剪8-10枝；水培用纯净水， 两个花枝插入一瓶，每个花枝浸入2-3节，15天左右换一次水(具体要看瓶内水浑浊度而 定)。l周内即可生根，难以生根的个别野生种则要从田间取粉(必须当天旁晚套袋，第二 天早上8:00取花药)。 3)杂交授粉当父母本水培花枝都开花时，在第二天上午8点到11点进行杂交， 杂交后挂牌。 4)植物生长调节剂处理配置植物生长调节剂杂交处理液如下40mg/L 6_节基 腺嘌呤+45mg/L 2，4-二氯苯氧乙酸+40mg/L萘乙酸。用浸有上述杂交处理液的脱脂棉球 对授粉后子房基部及整个花柄连续处理7天。 5)幼胚拯救对于早期杂种胚珠停止发育的杂交组合，应在杂交授粉后5-10天内 进行幼胚拯救。摘取上述种间杂种果实，剥掉萼片，在流水下冲洗5分钟，70%酒精浸泡1分 钟，0. 1 %的升汞溶液消毒4分钟，无菌水冲洗3次，在无菌条件下，去掉子房壁，剥出胚珠， 接种于以下培养基中MS+0.6mg/L 6-苄基腺嘌呤+0.6mg/L赤霉素。待杂种胚珠有芽长出 后，转入到不含激素的1/2MS(8X蔗糖)培养基中，让其生根长植株。 本发明的有益效果是本杂交方法系统，可操作性强，成功率高(目前对所收 集到的起源于世界各地18个近缘野生种来说，已成功得到了 IO个种间杂种，成功率达 55.6% )。本发明也适合于田间自然开花甘薯材料转入室内定向杂交和甘薯常规有性杂交 育种工作。
具体实施例方式
下面结合实施例进一步说明本发明的方法。
实施例1 : 杂交成功组合徐薯18 X I. wrightii具体杂交方法如下 1)亲本材料准备母本徐薯18种薯于春季3月底播种于苗床，地膜加小拱棚覆 盖。野生种I. wrightii (起源于墨西哥)和红花牵牛(砧木)实生种子经浸种、催芽后，播 种于10X 10cm营养钵中。待5月初，剪徐薯18苗子做接穗，以红花牵牛为砧木，进行劈接。 嫁接成活后移入杂交盆，进行光周期处理。野生种在两叶一心(两片真叶展开，一片子叶露 出)时，定植于野生资源圃中。 2)花期调控野生种在露地开花期为6-9月。嫁接后的徐薯18经过30-40天暗 处理，在7月初即可大量现蕾。 3)父母本花枝水培当父母本植株大量现蕾后，按照由侧枝到主枝，由多花到少 花为原则，进行剪枝水培，父本剪5节、母本剪6节，每个种剪8枝。水培容器及方法发明内 容2)。用1升废旧可乐瓶即可，装900ml纯净水，两个花枝插入一瓶，每个花枝浸入2-3节， 一般15天左右换一次水(具体要看瓶内水浑浊度而定)。 4)杂交授粉当父母本水培花枝都开花时，在第二天上午8点到11点进行杂交， 杂交后挂牌。 5)植物生长调节剂处理配置生长生长调节剂杂交处理液如下40mg/L 6_节基 腺嘌呤+45mg/L2， 4- 二氯苯氧乙酸+40mg/L萘乙酸。用浸有上述杂交处理液的脱脂棉球对 授粉后子房基部及整个花柄连续处理7天。
6)果实收获经过40天左右，杂交后果实基本成熟，当果柄变干后即可采收。
7)真实杂种的鉴定把收获的种子催芽，播种于花盆内。待植株成株后，剪其幼嫩 枝条水培生根。待根尖长约l-2厘米时，收集根尖进行根尖分生细胞染色体计数。对于杂 种染色体数目为60条的即为真实的徐薯18X1. wrightii杂种植株。经过对所获得56粒 种子的鉴定，所得到的真实种间杂种为12粒，真实杂种获得率为21.4%。
实施例2 杂交成功组合徐薯18 X I. Lonchophylla具体杂交方法如下
1)亲本材料准备母本徐薯18种薯于春季3月底播种于苗床，地膜加小拱棚覆 盖。野生种I. Lonchophylla(起源于澳大利亚)和红花牵牛(砧木)实生种子经浸种、催 芽后，播种于10X 10cm营养钵中。待5月初，剪徐薯18苗子做接穗，以红花牵牛为砧木，进 行劈接。嫁接成活后移入杂交盆，进行光周期处理。野生种在两叶一心(两片真叶展开，一 片子叶露出)时，定植于野生资源圃中。 2)花期调控野生种在露地开花期为6-9份。嫁接后的徐薯18经过30_40天暗 处理，在7月初即可大量现蕾。 3)父母本花枝水培当父母本植株大量现蕾后，按照由侧枝到主枝，由多花到少 花为原则，进行剪枝水培，父本剪5节、母本剪6节，每个种剪8枝。水培方法同上。
4)杂交授粉当父母本水培花枝都开花时，在第二天上午8点到11点进行杂交， 杂交后挂牌。 5)植物生长调节剂处理配置生长调节剂杂交处理液如下40mg/L 6_节基腺嘌 呤+45mg/L2，4- 二氯苯氧乙酸+40mg/L萘乙酸。用浸有上述杂交处理液的脱脂棉球对授粉 后子房基部及整个花柄连续处理7天。 6)幼胚拯救由于此组合杂种胚珠早期停止发育，应在杂交授粉后6天进行幼胚 拯救。摘取上述种间杂交杂种果实，剥掉萼片，在流水下冲洗5分钟，70%酒精浸泡1分钟， 0. 1%的升汞溶液消毒4分钟，无菌水冲洗3次，在无菌条件下，去掉子房壁，剥出胚珠，接种 于以下培养基中MS+0.6mg/L 6-苄基腺嘌呤+0.6mg/L赤霉素。待杂种胚珠有芽长出后， 转入到不含激素的1/2MS(8X蔗糖)培养基中，让其生根长植株。 7)真实杂种的鉴定对于上述通过幼胚培养得到的组培小植株，进行1周驯化， 移栽于花盆内。待植株成株后，剪其幼嫩枝条水培生根。待根尖长约l-2厘米时，收集根 尖进行根尖分生细胞染色体计数。对于杂种染色体数目为60条的即为真实的徐薯18X1. Lonchophylla杂种植株。对所获得13棵幼胚拯救小植株鉴定发现有4株是真实的，即真实 种间杂种获得率为30.8%。
权利要求
一种成功率高的甘薯远缘杂交育种方法，其特征是，利用广亲和亲本徐薯18作母本，通过嫁接和暗处理方法调节其花期，使之与甘薯野生种花期同步；在室内对父母本花枝进行水培，促其自然生根开花；当父母本花朵都开放后，进行杂交授粉；授粉后对子房基部及整个花柄涂抹杂交处理液；对于胚珠早期发育停滞的组合，可辅以幼胚拯救技术；具体方法如下1)材料准备母本徐薯18植株嫁接后盆栽，暗室短日照处理30-40天，促其现蕾；父本为起源于不同国家的甘薯野生种，催芽、播种、育苗并定植于野生资源圃中，施足底肥，搭架种植，促其自然开花；一般根据野生种的花期调节母本徐薯18现蕾时间，达到双方都现蕾的目标；2)父母本花枝水培当父母本植株大量现蕾后，按照由侧枝到主枝，由多花到少花为原则，进行剪枝水培，根据节间长短剪去5-8节花枝，每个种剪8-10枝；水培用纯净水，两个花枝插入一瓶，每个花枝浸入2-3节，15天左右换一次水；3)杂交授粉当父母本水培花枝都开花时，在第二天上午8点到11点进行杂交，杂交后挂牌；4)植物生长调节剂处理配置生长调节剂杂交处理液40mg/L 6-苄基腺嘌呤+45mg/L 2，4-二氯苯氧乙酸+40mg/L萘乙酸；用浸有上述杂交处理液的脱脂棉球对授粉后子房基部及整个花柄连续处理7天；5)幼胚拯救对于早期杂种胚珠停止发育的杂交组合，在杂交授粉后5-10天内进行幼胚拯救；摘取上述种间杂交杂种果实，剥掉萼片，在流水下冲洗5分钟，用浓度70％酒精浸泡1分钟，0.1％的升汞溶液消毒4分钟，无菌水冲洗3次，在无菌条件下，去掉子房壁，剥出胚珠，接种于以下培养基中MS+0.6mg/L 6-苄基腺嘌呤+0.6mg/L赤霉素；待杂种胚珠有芽长出后，转入到不含激素含8％蔗糖的1/2MS培养基中，让其生根长植株。
全文摘要
本发明公开了一种成功率高的甘薯远缘杂交育种方法，涉及农作物种质创新及新品种选育技术领域。本发明利用广亲和亲本徐薯18作母本，通过嫁接和暗处理方法调解其花期，使之与甘薯野生种花期同步。在室内对父母本花枝进行水培，促其自然生根开花。当父母本花朵都开放后，进行杂交授粉。授粉后对子房基部与整个花柄涂抹杂交处理液(40mg/L 6-苄基腺嘌呤+45mg/L 2，4-二氯苯氧乙酸+40mg/L萘乙酸)，连续处理7天。对胚珠早期发育停滞的组合，可辅以幼胚拯救技术。本杂交方法系统，可操作性强，成功率高。本发明也适合于田间自然开花甘薯材料转入室内定向杂交和甘薯常规有性杂交育种工作。
文档编号A01N43/90GK101715724SQ20091021328
公开日2010年6月2日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者后猛, 曹清河, 李强, 李秀英, 王欣, 马代夫 申请人:徐州市农业科学院