本申請屬于生物育種領域,具體涉及一種高溫誘導龍眼2n雄配子的方法及其應用。
背景技術:
1、龍眼(dimocarpus?longan?lour.)是重要的南亞熱帶果樹,在植物學分類上,龍眼屬無患子科(sapindaceae)龍眼屬(dimocarpus),與荔枝(litchi?chinensis?sonn.)并稱為“嶺南佳果”。龍眼具有很高的食用價值和藥用價值,其果肉中含有萜類、脂類、甾體組分、酚類物質、氨基酸和糖類等化學成分,具有抗癌、抗衰老、補血安神、增強免疫力等功能。
2、但是,由于龍眼的育種途徑單一,主要以實生選種為主,導致出現主栽品種單一的問題,僅“石硤”和“儲良”兩個品種獨大,多數龍眼品種還存在果實較小、可食率較低、種子敗育發生率較低且不穩定等問題。傳統的育種方法因周期長、效率低而限制了新品種的創新,這些問題均限制了我國龍眼的產業發展。而多倍體育種具有許多優點,例如:果實增大且少(無)籽、提升果實品質、提高果實產量、增強果樹抗逆性等,能同時解決龍眼果實較小和可食率低的問題,成為突破龍眼育種瓶頸的新途徑。此外,多倍體還可作為育種親本開展雜交育種試驗,創制更豐富的多倍體種質。因此,開展倍性育種工作,從中選育出果大且無核或焦核、可食率高、品質優異的龍眼新品種,可為龍眼產業的可持續發展奠定品種基礎。
3、多倍體是指含有兩倍以上基本染色體的體細胞的植物,每個核具有兩個或兩個以上的基因組,在植物界的進化和多樣化中起著重要作用,也被認為是植物物種形成和適應環境變化的重要機制之一。自從首次報道植物多倍體現象以來,多倍體的研究一直是科學家們關注的焦點之一。
4、多倍體與二倍體植株在形態、生理、細胞學等方面存在差異,這些基因型和表型差異主要是由細胞大小增加、基因劑量效應和等位基因多樣性引起的。在果樹上多倍體具有器官巨大性、抗逆性強、營養價值高、可稔性低等特點,因此多倍體育種成為果樹育種的重要手段。
5、多倍體在自然界中廣泛存在,在枇杷、柑橘、梨、沙田柚、棗、葡萄等果樹中均有發現自然變異的多倍體。自然變異得到的多倍體無需誘導,但變異頻率極低,因此,若想獲得較多的多倍體必須經過人工誘導,常用的果樹多倍體育種途徑有體細胞誘導加倍和配子體加倍融合兩種。
6、體細胞加倍途徑是通過對植物的器官,如幼嫩組織和種子等直接經過物理和化學手段進行誘導的方法,以獲得多倍體植株。常用的物理誘導有溫度、射線、電離、機械損傷等手段。這些物理因素可以在植物細胞分裂過程中造成干擾,促使染色體加倍。通過物理方法誘變體細胞加倍獲得多倍體已在楊樹、棗和梨等植物中均得到成功應用。化學手段是通過化學試劑處理分裂旺盛的植物器官、組織或細胞,從而誘導細胞染色體加倍。常用的化學試劑通常為秋水仙素、吲哚乙酸、氨磺樂靈、一氧化二氮等,其中秋水仙素是最常用的試劑。通過化學方法誘變體細胞加倍獲得多倍體在木薯、油茶、桑樹、火龍果等植物中均得到成功應用。誘導體細胞加倍產生多倍體的原理是在植物有絲分裂旺盛期,通過人工制造物理或化學因素使有絲分裂紊亂導致細胞體內染色體加倍,然而這種方法往往只能使部分細胞染色體加倍而形成嵌合體,且嵌合體在后期分離純化較困難。
7、配子體加倍融合途徑是在小孢子母細胞或大孢子母細胞處于合適減數分裂時期,利用物理或化學手段對植物花蕾進行處理,使雄配子或雌配子加倍后通過人工授粉獲得多倍體后代的一種方法。2n配子在許多多倍體植物的遺傳和育種研究的價值已得到體現,利用2n配子創制多倍體具有更多的生物學優點,如更高的發生頻率、更高的雜合度,且2n配子在傳遞雜合性和上位性方面具有特殊價值。利用該途徑創制多倍體已在楊樹、木薯、紅掌等植物中獲得成功應用。
8、但目前,倍性育種在龍眼育種研究中少有報道,而其他植物采用高溫誘導2n雄配子進行倍性育種也仍存在誘導效率低的問題。
技術實現思路
1、基于此,本申請一實施例提供一種高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,采用該方法誘導龍眼2n雄配子具有較高的誘導率,同時誘導得到的花粉具有較高的花粉生活力與花粉萌發率。
2、本申請一方面提供一種高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,包括:
3、高溫誘導龍眼雄花蕾,產生2n雄配子;其中,所述高溫的溫度范圍為34℃~40℃。
4、在其中一個實施例中,所述高溫的溫度范圍為38℃~40℃。
5、在其中一個實施例中,所述龍眼雄花蕾的直徑為1.4mm~2.1mm,其小孢子處于減數分裂的粗線期至終變期。
6、在其中一個實施例中,高溫誘導直至80%以上的龍眼雄花蕾的直徑大于2.1mm。
7、在其中一個實施例中,高溫誘導處理的時間為8天~12天。
8、在其中一個實施例中,高溫誘導處理的時間為9天~10天。
9、在其中一個實施例中,高溫誘導包括:
10、采用白色塑料膜覆蓋整棵龍眼樹,在白色塑料膜內放置溫控光照設備進行高溫誘導;
11、可選地,所述光照強度為3500xl~4500xl。
12、在其中一個實施例中,所述龍眼包括石硤龍眼、儲良龍眼、古山二號龍眼和草鋪龍眼中的一種或多種。
13、本申請另一方面提供根據上述的高溫誘導龍眼2n雄配子的方法誘導得到的龍眼2n雄配子。
14、本申請另一方面還提供上述的龍眼2n雄配子在龍眼多倍體育種中的應用。
15、本申請的一個或多個實施例細節在下面的描述中提出,本申請的其他特征、目的和優點將從說明書及其權利要求書變得明顯。
1.一種高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,其特征在于,所述高溫的溫度范圍為38℃~40℃。
3.根據權利要求1所述的高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,其特征在于,所述龍眼雄花蕾的直徑為1.4mm?~2.1mm,其小孢子處于減數分裂的粗線期至終變期。
4.根據權利要求3所述的高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,其特征在于,高溫誘導直至80%以上的龍眼雄花蕾的直徑大于2.1mm。
5.根據權利要求4所述的高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,其特征在于,高溫誘導處理的時間為8天~12天。
6.根據權利要求5所述的高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,其特征在于,高溫誘導處理的時間為9天~10天。
7.根據權利要求1~6任一項所述的高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,其特征在于,高溫誘導包括:
8.根據權利要求1~6任一項所述的高溫誘導龍眼2n雄配子的方法,其特征在于,所述龍眼包括石硤龍眼、儲良龍眼、古山二號龍眼和草鋪龍眼中的一種或多種。
9.根據權利要求1~8任一項所述的高溫誘導龍眼2n雄配子的方法誘導得到的龍眼2n雄配子。
10.權利要求9所述的龍眼2n雄配子在龍眼多倍體育種中的應用。