水芹雜交育種方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水芹雜交育種方法,屬于水芹的育種領域。
【背景技術】
[0002] 水序(OenanthejavanicaD.C)為傘形科水生宿根草本植物,以其嫩莖和葉柄供 食,味道鮮美。此外,水芹具有較高的藥用價值、經濟價值和生態價值。
[0003] 水芹的花為復傘形花序,在莖上頂生或側生,花小,結實率低,種子成熟后易脫落, 不易采收,種子發芽率低等現象,嚴重制約種子在生產中的利用。目前,中國多采用無性繁 殖繁衍水芹后代,產生優良變異的概率低,從物種進化、適應環境的角度是極為不利的;而 且有些品種優良性狀雖然保持住了,但不良性狀也無法去除掉。采用有性雜交育種方法可 以克服上述缺點,且相比無性繁殖栽培,具有生長勢強、抗逆性強、雜交優勢明顯等特點。
[0004]因此,研究水芹的繁育系統類型,提供一種新的水芹雜交育種方法,將為提示水芹 有性生育規律、水芹資源創新和新品種選育奠定基礎。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種水芹雜交育種方法,不僅克服無性繁殖的 缺點,而且具有雜交種子結實率高,雜交優勢明顯等優點。
[0006] 為解決上述技術問題,本發明所采取的技術方案是:
[0007] 本發明公開了一種水芹雜交育種方法,包括以下步驟:在水芹母本的花開花第 2-5天,用父本花粉授粉,收獲雜交種子,即得。
[0008] 優選的,在水芹母本的花開花第3-5天,用父本花粉授粉;更優選的,在水芹母本 的花開花第4-5天,用父本花粉授粉。
[0009] 其中,所述開花為花瓣張開,且花藥開裂,開始計算開花時間。一天為24h。
[0010] 所述父本花粉為父本開花后0_24h的花粉;優選為,父本開花后0-10h的花粉;更 優選為,父本開花后〇_6h的花粉;最優選為,父本開花后lh的花粉。其中,所述父本開花為 花瓣張開,且花藥開裂,開始計算開花時間。
[0011] 本發明所述授粉的時間為10 :00-15 :00。
[0012] 本發明水芹雜交育種方法,還可以包括:開花當天將母本同一花序同一時間開花 的花套袋,并摘除母本同一花序未開的花;其中,所述母本同一花序同一時間開花的花優選 為8-10朵;所述開花為花瓣張開,且花藥開裂。一般選擇母本同一花序外緣同一時間剛開 放的花。
[0013] 優選的,還可以包括:將父本開花的花序套袋;以免花粉被風吹落或被蟲子攜帶 走。其中,所述父本開花為花瓣張開,且花藥開裂,釋放花粉。
[0014] 更優選的,還可以包括:用父本花粉授粉后,將母本花序套袋;其中,所述套袋為 套硫酸紙袋;套袋15-20d后,去除套袋,再套上紗網袋。種子成熟后自然脫落在紗網內。
[0015] 本發明所述水芹母本、父本的定植時間為3月或10月下旬至11月上旬。本發明 方法還可以包括:在6月中下旬水芹抽薹時,選擇生長健壯的主莖或一級側枝,用竹桿撐起 三角架,將莖捆綁在竹桿上,以防倒伏。
[0016] 本發明研究水芹的開花動態結果表明,水芹的開花順序為由外向內逐漸花放,開 花天數需10~12d,開花高峰在第4~6天。在一天中,花序上小花開放時間,晴天絕大部 分花在8 :00-11 :00開放,形成第1個開花高峰,少部分花在14 :00-16 :00開放,形成第2 個小高峰,開花的日動態明顯呈現雙峰現象。水芹單朵花的花期為4~5d。
[0017] 水芹花粉活力檢驗結果表明,從花瓣張開且花藥開裂開始計算開花時間,水芹花 粉活力在開花之初較高,在開花后6h,花粉活力維持在70%以上;第10h后,花粉活力迅速 下降;24h花粉活力幾乎為零,完全失去活力。
[0018] 柱頭可授性檢驗結果表明,水芹在開花當天至第2天,柱頭無可授性;第3天兩柱 頭有部分可授性,在30~40 %;第4天,兩柱頭具強可授性;第5天,部分柱頭具可授性;第 6天開始,全部柱頭失去可授性。
[0019] 利用人工授粉熒光顯微鏡觀察花粉粒萌發結果表明,水芹在開花第4d授粉4h時, 觀察到花粉萌發,第5d幾條花粉管能從珠孔進入;先是通過柱頭表面粗糙的乳突細胞與花 粉粒表面先產生物理接觸吸附,再以花粉壁和柱頭表面的脂類物質親和后開始水合,花粉 管開始自萌發孔中伸出,經過乳突細胞間隙進入柱頭。水芹在開花當天至第2、3天授粉,柱 頭未見花粉萌發,而是柱頭上的胼胝質在紫外光誘導下產生較強的熒光,進而形成胼胝質 塞,使花粉不能萌發。
[0020] 按照Dafni的方法對水芹進行雜交指數(0CI)的測量,其有性繁育系統為異交、部 分自交親和、需要傳粉者。依據Cruden以P/0評判繁育系統的標準,水芹的繁育系統均為 專性異交。
[0021]目前,由于對水芹的傳粉生物學和有性繁育系統不了解,研究者誤以為水芹和其 它大多數作物的花一樣,在開花當天柱頭成熟,授花粉后就能結實。因此,在長期的水芹雜 交工作中始終未能得到雜交種子或者雜交種子量較少,嚴重制約種子在生產中的利用。
[0022] 本發明研究結果顯示,水芹開花當天花藥散粉,第二天后花藥枯萎,而同一朵花的 柱頭沒有可授性;水芹的雌、雄器官既在空間上分離,又在時間上分離,只能進行同株異花 間或異株異花間授粉才能受精結實。因此,水芹雜交時不需去雄,只是在開花當天將同一花 序上同一時間開花的花套袋,開花第4~5d進行授粉,就能進行雜交育種,獲得雜交種子。
[0023] 本發明水芹雜交實驗結果表明,在自然條件下水芹結實率為82. 5% ;本發明方法 的水芹雜交結實率達64. 3% ;而開花當天去雄,當天人工授粉后套袋的水芹結實率為0。
[0024] 本發明水芹雜交育種方法,還包括:將雜交種子晾干,用砂貯藏,然后催芽,育苗, 選擇符合育種目標的單株。其中,所述用砂貯藏為常溫下用砂貯藏30~35d;所述催芽的 條件為將種子接種到鋪有濕潤濾紙的培養皿上,溫度20-25°C,每天6小時以上光照;優選 的,每天12小時光照;所述催芽的時間為l〇-25d。一般催芽10~15d天種子開始發芽。
[0025] 本發明在12小時光照、20_25°C恒溫條件下,水芹種子不經砂藏,發芽率為0 ;經砂 貯藏20~25d,水芹種子發芽率為12. 5% -17. 5%;經砂貯藏30~35d,水芹種子發芽率達 62. 5% -75. 0%〇
[0026] 本發明所述選擇符合育種目標的單株的步驟可以包括:(1)初選:選擇生長勢旺、 病害少的優良單株,調查水芹生長過程中的各項指標,如株高、葉片長、寬、分株數,單株重 量、葉片、葉柄顏色、抗病蟲能力等;(2)復選:根據觀察記載資料綜合分析結果,在決定取 舍時可進行數次;(3)初步繁殖:將入選的單株,分別繁殖一定數量的群體,供品系比較試 驗用,同時調查分析其繁殖力;(4)品系比較試驗:入選單株的繁殖后代稱為品系;以親本 材料作為對照,在同等栽培條件下進行對照比較,比較鑒定的項目有株高、葉片長、寬、分株 數,單株重量、葉片、葉柄顏色、抗病蟲能力等;(5)報請審(認)定:經品系比較試驗和區域 適應性試種選出的優良單株,即可報請省級作物品種審定委員會審定;(6)無性分株繁殖: 對所選育出的優良水芹單株,經過相關單位審定后,進行無性分株快速繁殖,繁育出優良水 芹種苗;(7)繁育推廣:經審定合格的優良種苗即可繁育和大規模推廣。
[0027]本發明所繁育的水芹種苗具有生長勢強、適應性強、抗病性強、水芹產量高、雜交 優