專利名稱：甜瓜屬異源三倍體黃瓜的選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甜瓜屬異 源三倍體黃瓜的選育方法，屬于生物技術(shù)育種領(lǐng)域，專用于黃瓜的染色體工程及倍性育種。背景技術(shù)：
在本課題組申請(qǐng)的專利《甜瓜屬野生種用于新物種合成及黃瓜育種的方法》(申請(qǐng)?zhí)?00112271. 1)中，我們通過(guò)幼胚拯救，首次克服了甜瓜屬野生種和栽培種之間的種間雜交障礙，并利用體細(xì)胞無(wú)性系變異成功地將雙單倍體種間雜種進(jìn)行了染色體加倍，隨后經(jīng)過(guò)育性恢復(fù)篩選，培育出了世界上第一個(gè)甜瓜屬種間雜交雙二倍體新種C hytivus。異源三倍體是雙二倍體新種與栽培黃瓜雜交得到的，具有一套野生種C. hytrix 的染色體組和兩套栽培黃瓜的染色體組，并具有野生種C hytrix耐低溫、弱光，抗根結(jié)線蟲(chóng)等優(yōu)良性狀。另外，由于異源三倍體黃瓜的染色體倍性的降低，其與二倍體黃瓜的可交配性得到了增強(qiáng)(Chen et al. , 2001 )，有利于通過(guò)回交向普通栽培黃瓜轉(zhuǎn)導(dǎo)新種攜有的有用外源性狀。利用異源三倍體黃瓜與黃瓜回交，可以獲得耐弱光、抗根結(jié)線蟲(chóng)的異源易位系，將優(yōu)良的異源易位系與栽培黃瓜進(jìn)行雜交，可培育出耐弱光、抗根結(jié)線蟲(chóng)的黃瓜新品種。同時(shí)，異源三倍體黃瓜本身也表現(xiàn)出較好的經(jīng)濟(jì)性狀，單性結(jié)實(shí)能力強(qiáng)，耐弱光，可望成為溫室栽培中的加工黃瓜新類型(陳勁楓，2003 )。在本課題組申請(qǐng)的專利《甜瓜屬異源三倍體黃瓜及其用于黃瓜育種的方法》(申請(qǐng)?zhí)?2148497. X)中，我們利用甜瓜屬雙二倍體新種與普通二倍體黃瓜的雜交，通過(guò)胚胎拯救獲得了異源三倍體，并利用異源三倍體黃瓜與二倍體黃瓜回交，獲得耐弱光、抗根結(jié)線蟲(chóng)的異源易位系，將優(yōu)良的異源易位系與雌性系黃瓜進(jìn)行雜交，培育出耐弱光、抗根結(jié)線蟲(chóng)的黃瓜新品種，這對(duì)轉(zhuǎn)導(dǎo)野生酸黃瓜的優(yōu)異性狀，培育黃瓜新品種具有重要意義，極大推進(jìn)了黃瓜遺傳育種的進(jìn)程。然而，上述研究未能得到有活力的異源三倍體黃瓜種子，只能通過(guò)胚胎拯救和離體擴(kuò)繁的方式獲得異源三倍體黃瓜植株，這在一定程度上限制了異源三倍體的推廣應(yīng)用。 為了更充分地發(fā)掘異源三倍體黃瓜的利用價(jià)值，擴(kuò)大其推廣應(yīng)用范圍，我們?cè)谇捌诠ぷ鞯幕A(chǔ)上，通過(guò)提高雙二倍體新種的育性，進(jìn)行雙二倍體新種與各種基因型二倍體黃瓜的雜交配組實(shí)驗(yàn)，篩選出了結(jié)籽率高的雜交組合，獲得有活力的異源三倍體黃瓜種子。三、發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明是針對(duì)甜瓜屬雙二倍體新種與二倍體黃瓜雜交創(chuàng)制異源三倍體的過(guò)程中，二者親和力低不能得到有活力種子的問(wèn)題，提出了新種與二倍體黃瓜雜交產(chǎn)生有活力種子的甜瓜屬異源三倍體黃瓜的選育方法，進(jìn)一步發(fā)掘了異源三倍體的利用價(jià)值，促進(jìn)了異源三倍體黃瓜的推廣應(yīng)用。技術(shù)方案
本發(fā)明甜瓜屬異源三倍體黃瓜的選育方法，其實(shí)施方案如下 將甜瓜屬雙二倍體新種與二倍體黃瓜進(jìn)行正交或反交，雜交果實(shí)中收獲的種子即為異源三倍體黃瓜種子。具體包括
1)雙二倍體新種比二倍體黃瓜提早一個(gè)月進(jìn)行催芽、種植，以使二者花期相遇；
2)以雙二倍體新種為母本，二倍體黃瓜為父本雜交時(shí)，3朵雄花授一朵雌花；以二倍體黃瓜為母本，雙二倍體新種為父本雜交時(shí)，5朵雄花授一朵雌花；
3)雜交授粉35-40天后，采收發(fā)育成熟果實(shí)中的種子。4)雜交所得種子經(jīng)鑒定為三倍體2ri=26，即甜瓜屬異源三倍體黃瓜。甜瓜屬異源三倍體黃瓜可在黃瓜育種中得到應(yīng)用。有益效果
本發(fā)明甜瓜屬異源三倍體黃瓜的選育方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效
果
1、甜瓜屬雙二倍體新種與二倍體黃瓜雜交，其結(jié)籽率高，所得種子發(fā)芽率高。如甜瓜屬雙二倍體新種XP01、甜瓜屬雙二倍體新種XCC1，直接作為耐低溫、弱光，抗南方根結(jié)線蟲(chóng)的加工型溫室栽培黃瓜新品種進(jìn)行推廣應(yīng)用。比通過(guò)胚胎拯救和離體擴(kuò)繁獲得異源三倍體黃瓜(陳勁楓等，2003)省時(shí)省力，提高了工作效率，使異源三倍體黃瓜在生產(chǎn)上的大面積推廣應(yīng)用成為可能。該異源三倍體黃瓜新品種生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，多分枝，每株平均可結(jié)果30個(gè)左右，有時(shí)2個(gè)果結(jié)在同一節(jié)上，果重約100-150g，長(zhǎng)約12-14cm，呈梭形，直徑約3cm，果型指數(shù)約4. 3，果型整齊，具有單性結(jié)實(shí)性，果實(shí)綠色或黃綠色，無(wú)籽，嫩果味似黃瓜，成熟時(shí)具有特殊的清香風(fēng)味，不含任何苦味。另外，異源三倍體黃瓜結(jié)果期長(zhǎng)，能連續(xù)結(jié)果2-3個(gè)月。并能耐夏季45°C以上的高溫。若管理得當(dāng)，植株可以越夏，實(shí)現(xiàn)一次播種兩季收獲，可以產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。2、異源三倍體黃瓜的子葉呈黃綠色，近圓形，明顯區(qū)別于普通二倍體黃瓜綠色、橢圓形的子葉，異源三倍體黃瓜用于黃瓜子葉遺傳發(fā)育及色素合成的研究，將開(kāi)創(chuàng)此項(xiàng)研究的新局面。3、實(shí)生異源三倍體黃瓜，在苗期比普通的實(shí)生二倍體黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育得慢，葉片黃， 長(zhǎng)勢(shì)較弱；但在成株期與普通實(shí)生二倍體黃瓜相比，則表現(xiàn)出生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，結(jié)果力強(qiáng)，抗性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有明顯的雜種優(yōu)勢(shì)。由于異源三倍體黃瓜具有三個(gè)基因型黃瓜的染色體組，這為雜種優(yōu)勢(shì)的研究提供了新的材料。4、異源三倍體黃瓜結(jié)果能力強(qiáng)，果實(shí)無(wú)籽，具有強(qiáng)單性結(jié)實(shí)能力，這為研究黃瓜的果實(shí)發(fā)育及單性結(jié)實(shí)機(jī)理提供了寶貴的材料。四具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將甜瓜屬雙二倍體新種與普通二倍體黃瓜PO1、P02、P03、CC1、CC4、EC1、Hazerd、627、
長(zhǎng)春密刺、平望小黃瓜、西雙版納黃瓜進(jìn)行浸種、催芽、播種、定植及正常的植株管理，并且新種要提前1個(gè)月進(jìn)行，以使新種與普通二倍體黃瓜的花期相遇。甜 瓜屬雙二倍體新種是由甜瓜屬野生種和普通栽培黃瓜種間雜交并通過(guò)體細(xì)胞無(wú)性系變異得到(陳勁楓，莊飛云，錢(qián)春桃.甜瓜屬一新物種(雙二倍體)合成及定性 [J].武漢植物學(xué)研究，2001，19(5): 357-362) ；POl是由津春5號(hào)黃瓜品種自交6代選育得到的(張曉青.黃瓜同源四倍體的創(chuàng)制及不同倍性材料的相關(guān)研究[D].南京南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007:16) ；P02是由津春5號(hào)黃瓜品種經(jīng)6代自交選育得到的(張曉青.黃瓜同源四倍體的創(chuàng)制及不同倍性材料的相關(guān)研究[D].南京南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007 16) ；P03是由津春5號(hào)黃瓜品種經(jīng)6代自交選育得到的(張淑霞.甜瓜屬雙二倍體ifiwumis hytivus Chen and Kirkbride)育性的初步研究及全雌型黃瓜品系的創(chuàng)制[D].南京南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010:19，2010年6月份畢業(yè)的碩士論文)；CCl是重慶地方品種白絲條(莊飛云.黃瓜屬種間雜種hytivus Chen and Kirkbride)的細(xì)胞分子遺傳及其系統(tǒng)親緣關(guān)系研究[D].南京南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003:47) ；CC4是由津研4號(hào)黃瓜品種自交6代選育得到 (張曉青.黃瓜同源四倍體的創(chuàng)制及不同倍性材料的相關(guān)研究[D].南京南京農(nóng)業(yè)大學(xué)， 200716) ；ECl是Deltastar黃瓜品種經(jīng)6代自交選育得到的(婁群峰.黃瓜全雌性基因分子標(biāo)記及ACC合酶基因的克隆與表達(dá)研究[D].南京南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004 :32) ；Hazerd 是由美國(guó)商品種自交多代選育得到(楊寅桂，李為觀，婁群峰，等.黃瓜耐熱材料篩選 [J].中國(guó)瓜菜，2008, (1):1-3)；平望小黃瓜為地方農(nóng)家品種(濮冶民.平望小黃瓜[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，1985，(7): 13) ；627是黃瓜商品種Poinsett 97自交7代得到的穩(wěn)定高代自交系(張曉青.黃瓜同源四倍體的創(chuàng)制及不同倍性材料的相關(guān)研究[D].南京南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007 :16);長(zhǎng)春密刺是長(zhǎng)春市地方品種(羅向東.栽培黃瓜sativus L.)與酸黃瓜(C A^iriz Chakr.)的種間雜種及異染色體系的創(chuàng)制與評(píng)價(jià)[D].南京南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006:32);西雙版納黃瓜是來(lái)自中國(guó)西雙版納地區(qū)的黃瓜近緣野生種(薄凱亮，陳龍正，錢(qián)春桃，等.短日處理誘導(dǎo)西雙版納黃瓜開(kāi)花試驗(yàn)[J].中國(guó)瓜菜，2010，23 (4) 1-3)。 在開(kāi)花期以甜瓜屬雙二倍體新種為母本，以二倍體黃瓜POl、P02、P03、CCl、CC4、 ECl、HaZerd、627、長(zhǎng)春密刺、平望小黃瓜、西雙版納黃瓜為父本進(jìn)行雜交，具體操作為在授粉前一天下午，將第二天要開(kāi)放的新種的雌花蕾和二倍體黃瓜的雄花蕾分別進(jìn)行單花套袋隔離，在開(kāi)花當(dāng)天上午8點(diǎn)左右，將二倍體的雄花花粉分別授到新種雌花的柱頭上，3朵雄花授一朵雌花，并繼續(xù)對(duì)授粉后的雌花套袋隔離3天。在授粉35-40天后，采收成熟的雜交果實(shí)，剖瓜取種，所得種子的大小、形狀與母本雙二倍體新種相似。將雜交所得種子進(jìn)行催芽、播種、定植及正常的植株管理，并取幼嫩的卷須進(jìn)行植株染色體計(jì)數(shù)，鑒定雜種的倍性。具體方法為于晴天上午8-9時(shí)摘取實(shí)生雜種植株1-3 cm的幼小卷須，在通氣性良好的器皿中用冰水混合物暗處理12 h以上。然后于18°C下用 8-羥基喹啉遮光處理3-4 h。用改良Carony’ s II固定液固定24 h，經(jīng)1 mol/LHCl于嚴(yán)格的60°C下解離10-20 min后，切取卷須頂部1.5-3 mm的分生區(qū)，用Schiff試劑于陰涼處遮光染色1 h，再用1%醋酸洋紅滴染、微烤、敲片、壓片和鏡檢。鑒定結(jié)果為甜瓜屬雙二倍體新種與二倍體黃瓜雜交Fl為異源三倍體2n=26。所得植株生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，多分枝(見(jiàn)表1)，每株平均可結(jié)果30個(gè)左右，有時(shí)2個(gè)果結(jié)在同一節(jié)上，果重約100-150g，長(zhǎng)約12-14cm，直徑約3cm，果型指數(shù)約4. 3，呈梭形，果型整齊， 果實(shí)綠色或黃綠色，果實(shí)無(wú)籽，具有單性結(jié)實(shí)性，嫩果味似黃瓜，成熟時(shí)具有特殊的清香風(fēng)味，不含任何苦味。植株結(jié)果期長(zhǎng)，能連續(xù)結(jié)果2-3個(gè)月。并能耐夏季45°C以上的高溫，若管理得當(dāng)，植株可以越夏，實(shí)現(xiàn)一次播種兩季收獲。植株長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，耐低溫、弱光，并且抗南方根結(jié)線蟲(chóng)。所得異源三倍體植株還可用作黃瓜子葉遺傳發(fā)育、果實(shí)發(fā)育、單性結(jié)實(shí)機(jī)理及雜種優(yōu)勢(shì)機(jī)理等科學(xué)問(wèn)題的研究。
權(quán)利要求
1.甜瓜屬異源三倍體黃瓜的選育方法，包括將甜瓜屬雙二倍體新種與二倍體黃瓜進(jìn)行正交或反交，雜交果實(shí)中收獲的種子即為異源三倍體黃瓜種子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甜瓜屬異源三倍體黃瓜的選育方法，其特征在于 甜瓜屬雙二倍體新種比二倍體黃瓜提早一個(gè)月進(jìn)行催芽、種植，以使二者花期相遇；以甜瓜屬雙二倍體新種為母本，二倍體黃瓜為父本雜交時(shí)，3朵雄花授一朵雌花；以二倍體黃瓜為母本，甜瓜屬雙二倍體新種為父本雜交時(shí)，5朵雄花授一朵雌花； 雜交授粉35-40天后，采收發(fā)育成熟果實(shí)中的種子；雜交所得種子經(jīng)鑒定為三倍體2n=26的材料，即雜交得到的為甜瓜屬異源三倍體黃瓜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的甜瓜屬異源三倍體黃瓜的選育方法，其特征在于是以甜瓜屬雙二倍體新種為母本，以二倍體黃瓜P01、P02、P03、CCU CC4、ECU Hazerd、627、長(zhǎng)春密刺、平望小黃瓜或西雙版納黃瓜為父本的雜交組合方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的甜瓜屬異源三倍體黃瓜的選育方法，其特征在于是以二倍體黃瓜長(zhǎng)春密刺、平望小黃瓜、新泰密刺、優(yōu)加全雌09、7011A、HH1-8-57、HH1-8-1-2、 CC1、EC1或P03為母本，以雙二倍體新種為父本的雜交組合方法。
5.權(quán)利要求1-4之一所述方法育成的甜瓜屬異源三倍體黃瓜在黃瓜育種中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明甜瓜屬異源三倍體黃瓜的選育方法，屬于生物技術(shù)育種領(lǐng)域，專用于黃瓜的染色體工程及倍性育種。將甜瓜屬雙二倍體新種與二倍體黃瓜進(jìn)行正反雜交，雜交果實(shí)中收獲的種子即為異源三倍體黃瓜種子。實(shí)生異源三倍體黃瓜生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)良，可作為一種耐低溫、弱光，抗南方根結(jié)線蟲(chóng)的加工型溫室栽培黃瓜新品種進(jìn)行推廣應(yīng)用。實(shí)生異源三倍體黃瓜還為研究黃瓜子葉遺傳發(fā)育規(guī)律、果實(shí)發(fā)育、單性結(jié)實(shí)機(jī)理及雜種優(yōu)勢(shì)機(jī)理等科學(xué)問(wèn)題提供了寶貴的材料，同時(shí)方便了異源三倍體黃瓜的利用，有利于野生優(yōu)異基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)，培育黃瓜新品種。
文檔編號(hào)A01H1/02GK102210264SQ20111010768
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者婁群峰, 張淑霞, 錢(qián)春桃, 陳勁楓, 陳龍正 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)