一种冷等离子体处理的西葫芦育种方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种西萌芦育种方法，特别涉及一种冷等离子体处理的西萌芦育种方 法，属于农业领域。
【背景技术】
[0002] 西萌芦（Cucurbita pepo L.)别名前瓜、熊（雄）瓜、白瓜、小瓜、番瓜、角瓜等，属 于萌芦科，南瓜属西萌芦种；为一年生蔓生草本，有矮生、半蔓生、蔓生三大品系，原产印度， 中国南方、北方均有种植，是人们喜爱的蔬菜之一。随着产业结构的调整和消费需求的增 加，西萌芦种植面积迅猛发展，目前，济南市保护地栽培主推的西萌芦品种，大部分是从国 外引进的法国冬玉、凯撒和法拉利等，进口品种产量高、耐贮性好，但种子价格昂贵。传统西 萌芦育种在过去的几十年确实有很大的成就，但由于育种时间过长、低水平重复、同质化严 重。要想在西萌芦育种方面有更高的成就，就一定要依靠现代科学技术。但是，目前具有突 破性的转基因育种方法在全球范围内引起了激烈的争论，认为转基因作物具有极大的潜在 危险，可能会对人类健康和人类生存环境造成威胁，而所有人工诱变的发生均是随机的，目 前还做不到定向诱变。太空育种的成本相当高，不是一般单位和个人能够承担的。在这种 情况下，如何找到一种既能突破传统生物育种低水平重复操作，又不改变基因性状、安全环 保的育种手段，成为当务之急。
[0003] 冷等离子体种子处理技术是源于俄罗斯科学家发明的一种种子处理新技术。该技 术在国内医药、化工领域都有广泛地应用，将该技术应用于农业生产在国内外尚属新的研 宄领域，目前尚未见冷等离子体在西萌芦育种方面的研宄和报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种冷等离子体处理的西萌芦育种方法，结合先进的冷等离 子体种子处理技术，处理育种材料，定向选择目标性状，克服了传统的育种手段时间长、目 标盲目性、育种质量低、育种成本高的弊端，在西萌芦育种手段上具有创新性。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种获得种子发芽能力提高和/苗高增加和/主根长增长和/第一雌花着生节降 低和/配合力提高和/初次采瓜时间提前和/生物产量增加的西萌芦的方法，包括以下步 骤：
[0007] (1)将西萌芦品种种子种植、筛选，自交选育得到西萌芦育种材料；
[0008] (2)将西萌芦育种材料的种子进行冷等离子体处理；
[0009] (3)将冷等离子体处理的材料进行加代选优良株系，先采用自交、回交和测交育种 手段，并结合分子标记和同工酶鉴定手段进行辅助育种，选出具有目标性状的配合力高的 优良变异自交系；将优良变异自交系进行自交提纯复壮得到稳定父母本株系。
[0010] (4)父母本杂交测配而得到西萌芦杂交组合，通过抗性鉴定试验及品比试验，最终 得到优良西萌芦新品种。
[0011] 所述提高、增长、增加、降低和提前均为与未经任何处理的同一批相同品种的西萌 芦本材料相比。
[0012] 所述种子发芽能力具体体现为西萌芦种子发芽势和/或发芽率。
[0013] 所述生物产量增加具体体现为苗干重/鲜重增加、瓜长增加、瓜横径增加、单瓜重 增加和/产量增加。
[0014] 步骤（2)中，冷等离子体处理处理过程为：将西萌芦品种的育种材料的种子置于 冷等离子体处理机内，在1-500W的处理功率下对西萌芦种子进行15-20秒的非电离幅射处 理，处理以氦气为工作介质，在真空封闭环境中进行。
[0015] 所述处理功率优选为10-200W，处理的时间优选为15-18s。
[0016] 所述处理功率进一步优选为60-140W，处理的时间进一步优选为16-17s。
[0017] 所述处理功率进一步优选为120W，处理的时间进一步优选为17s。
[0018] 步骤（1)中，所述的将西萌芦品种种子种植、筛选，自交选育，有利于遗传多样性 保持和种质资源创新。西萌芦品种优选为如下任一品种：烟萌4号、淄萌1号、淄萌3号、西 星西萌芦1号、寒绿7042、圆萌1号、晋西萌芦6号、京萌12号、京萌5号、圆萌2号、亚历山 大、卡斯特罗、凯撒。
[0019] 对于各品种的西萌芦而言，经过本发明的方法处理后，改善最明显的性状如下：
[0020] 烟萌4号：主要性状优势表现在瓜横径、单瓜重增加显著。
[0021] 淄萌1号：主要性状优势表现在瓜长增加最显著。
[0022] 淄萌3号：主要性状优势表现在前期产量增加最显著。
[0023] 西星西萌芦1号：主要性状优势表现在株幅、主根长增加最显著。
[0024] 寒绿7042 :主要性状优势表现在配合力、结果数增加最显著。
[0025] 晋西萌芦6号：主要性状优势表现在苗期干重增加最显著。
[0026] 京萌12号：主要性状优势表现在苗期鲜重增加最显著。
[0027] 圆萌2号：主要性状优势表现在发芽势、发芽率增加最显著。
[0028] 亚历山大：主要性状优势表现在总产量增加最显著。
[0029] 卡斯特罗：主要性状优势表现在苗高增加最显著。
[0030] 凯撒：主要性状优势表现在主根长增加最显著。
[0031] 上述任一所述的方法在西萌芦育种中的应用也属于本发明的保护范围。
[0032] 本发明提供的方法是将种子经过冷等离子体处理后，西萌芦种子DNA序列不发生 变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可 遗传物质发生的改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。该方法突破了传 统西萌芦育种低水平重复、同质化严重和转基因育种潜在危险，以及太空育种经济投入巨 大的缺点，可以缩短西萌芦育种周期，在西萌芦育种方法和手段上具有先进性。
[0033] 本发明提供的一种冷等离子体处理的西萌芦育种方法的优点如下：
[0034] 1、改进选育方法，采用冷等离子体处理西萌芦亲本材料，利用处理后的亲本材料 进行育种，克服了传统的育种手段时间长、目标盲目性、育种质量低、育种成本高的弊端。通 过冷等离子体技术处理亲本种子进行育种，是西萌芦育种新的突破，为我国西萌芦种子库 中增加了新类型种质资源。
[0035] 2、等离子体种子处理技术就是运用高能量的物质聚集态对农作物种子进行< 20 秒（S)非电离幅射处理，能达到促生复壮、提高产量、改善品质和增加抗病虫害能力和抗旱 能力。此技术育成的西萌芦新品种具有高活力、高产、广适、优质等特性，节约用种量，节约 用种成本投入。
[0036] 3、通过冷等离子体技术处理亲本种子进行育种，由于是非电离辐射，不会使物质 分子产生电离，因而不会使种子的基因产生易位，从而保证了作物基因安全，具有生态环 保，绿色无污染的优势。育成的品种抗性优势可减少农药的使用，减少生产成本支出。
[0037] 4、本发明方法冷等离子体处理功率人为可控，结合分子标记和同工酶鉴定利用， 通过反复试验可以找到某种西萌芦种子某一特定性状的处理功率，某一优良基因得到最佳 表达，能更好地满足选育西萌芦优良品种的需求，进一步缩短西萌芦育种周期，选育出更为 优良的西萌芦新品种。
【附图说明】
[0038] 图1和2为西胡芦提纯复壮二年两圃制不意图。
[0039] 图2中，▲代表品种资源，〇代表后代不同分离中的普通性状，鲁代表后代不同分 离中母本目标性状，※代表后代不同分离中父本目标性状。
【具体实施方式】
[0040] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0041] 下述实施例中所用的材料、试