CN101699988A - 多倍体新桑树品种的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多倍体新桑树品种的选育方法，通过选取桑树二倍体杂交桑种子或杂交种桑苗无病害植株为材料，实施人工杂交及多倍体的染色体诱导等方法，通过优株选拔、单株选择和系统选拔出外形似多倍体的芽变及枝条或植株，在初选圃对外形似多倍体的枝断芽变或植株进行单芽嫁接，对选出的多倍体单株进行镜检，确认是多倍体后建立系统选择圃，建立品试园和母本园等方法育成桑树多倍体新品种，新品种叶质极优，超高产和适应性广，并且在实际生产中，研究育成早生、中生、晚生桑配套的超高产桑品种，适应多元化和全年多次养蚕生产对桑品种的要求，在产叶量和叶质等经济性状上都有显著提高。

Description

多倍体新桑树品种的选育方法

技术领域

本发明涉及一种植物新品种的选育方法，尤其是多倍体新桑树品种的选育方法。

背景技术

桑叶是家蚕唯一的天然饲料。故育成和栽培桑树良种历来是育种者和栽培者的追求目标。目前，生产上栽培的桑树良种，几乎全是常规的二倍体品种，由于二倍体地方品种的发掘利用几近极限，二倍体品种之间的人工杂交育种因受基因资源的限制，也很难育成叶质优良的高产品种，依据高效农业要求，生产者亟需栽培超高产的优质桑品种，以显著增加经济效益。因此，欲育成叶质优良的超级桑树品种，除在常规育种的基础上，还需采用新的育种手段才能取得突破。目前，有效的新的育种途径约有两种，一是染色体工程技术育成多倍体；二是转基因工程技术，国内外大量的研究证明，某些桑的三倍体、四倍体在优质和高产的结合上较常规的二倍体品种有独到的优势。世界先进蚕业国日本上世纪70年代育成新剑持等一批人工三倍体桑品种，使桑园面积产量从15％提高到25％，我国也在20世纪80年代初育成嘉陵16号和大中华等若干人工三倍体品种，桑叶增产率达到25％左右。然而，栽培实践证明，目前生产上应用的10多个人工三倍体品种，大多未达到超高产水平，有的还有明显的缺陷。桑四倍体的叶质明显优于常规二倍体品种和三倍体品种，大多枝短条少，产叶量低而不便直接用于生产。因此，目前，高产四倍体桑的培育是桑育种的一个热点，也是今后发展趋势。

发明内容

本发明的目的是：针对目前桑树品种的不足，提供一种多倍体新桑树品种的选育方法。从而培养出高产、质优，而且能实现早生、中生、晚生的三倍体特别是四倍体新桑树品种。

本发明通过以下步骤实现：

(1)选取桑树二倍体杂交桑种子数粒或杂交种桑苗无病害植株50至150株为材料；

(2)实施多倍体的染色体诱导；

(3)初步选拔出外形似多倍体的芽变及枝条或植株；

(4)在初选圃对外形似多倍体的枝断进行单芽嫁接；

(5)选出的多倍体单株进行镜检，确认是多倍体后建立系统选择圃；

(6)建立品试园，确定达标品种；

(7)建立中标品种母本园。

本发明所述染色体诱导是：

选取二倍体杂交种实生苗无病害植株50至150株为材料，定期在4月下旬至5月下旬，桑树子叶展开期，采用浓度0.01％～1.90％的秋水仙素(碱)和0.1％～0.70％的富明隆，用3根牙签将棉球固定在子叶上，诱导变异分离多倍体。处理时间为早晨8:00～10:00，下午3:00～5:00，连续3～6天；或二倍体杂交桑种子数粒，用浓度0.1％～2.0％秋水仙碱和0.2％～0.90％富明隆浸泡12～36小时后，播种发芽。

对处理植株加强田间管理，保证良好的生长环境；处理植株50天后，可进行外部形态和进行镜检观察，处理过的植株多倍体产生的频率为6％～25％，人工诱导多倍体的鉴定主要通过形态学和细胞学来判断。鉴定桑树多倍体产生的依据可以一般通过下面3个方面来判断：①桑树人工多倍体与常规二倍体在外部大小、形态和组织解剖形态上均有差别，进行鉴别；②检查气孔保卫细胞内叶绿体数目。方法是：在晴天上午9～11时，采适熟叶，用卡诺液固定并脱绿后，用碘溶液(I-KI)染色，当保卫细胞中叶绿体被染成棕褐色后，在低倍镜下观察叶背的气孔保卫细胞，每个样品检查20个细胞计数。保卫细胞内的平均叶绿体数，一般4倍体要比2倍体增加80％～100％，3倍体处于两者之间。③检查细胞内染色体数目。对于桑树植物而言，最直接可靠的方法是检查细胞内染色体数目。如仅作倍数性鉴定以压片法较为简单、快速；如需进一步作染色体鉴定，可用去壁低渗法制作染色体标本。

本发明所述对外形似多倍体的枝断、芽变或植株进行单芽嫁接是：

通过诱导分离或诱导筛选的方法处理后，由于阻止细胞内染色体的有丝分裂，使染色体加倍。被处理的部分由于分生组织细胞受到药物损害，生长缓慢或抑制，而未处理的正常部分往往生长较快。为了防止被处理的部分生长抑制甚至死亡或消失，及可能产生的2倍体选择，就要不断地抹去正常部位的枝叶，尽可能促使处理部分枝叶的成长。被处理芽长出的V1代枝，在一开始往往表现为生长缓慢，节间加密，芽序紊乱，枝叶畸叶，或主芽致死，代而副芽或潜伏芽萌发生长，随时间推移枝叶的形态及生长逐渐恢复常态。在V1代的生长枝上，可能见到多倍体的枝叶形态，但也可能见不到当代加倍的迹象。翌年早春发芽前，将第一代枝在离基部约2cm处剪下，将剪下的枝条分单芽嫁接，同时母树上第一代枝2cm基部也要让其萌发成新梢。无论在嫁接苗或母树的第二代上都有可能分离出多倍体，就可依据多倍数体的外部形态加以选择。

在建立品试园和母本园时，其植株的行距是等距的或相同宽行距与相同窄行距交替排列。

本发明采用植物染色体工程育种技术、多倍体枝叶诱导分离或诱导筛选的方法选育桑树多倍体新品种。通过桑树染色体诱导亲本的选择研究，育成桑树多倍体新品种，新品种叶质极优，超高产和适应性广，并且在实际生产中，研究育成早生、中生、晚生桑配套的超高产桑品种，以适应多元化和全年多次养蚕生产对桑品种的要求。在产叶量和叶质等经济性状上有显著提升，即产叶量比对照种增产25％以上，万蚕茧层量提高5％以上，亩桑产茧量增加20％～30％以上，达到种3亩多倍体桑，产茧量达到4亩对照种的经济效果。

具体实施方式

选取二倍体杂交种桑种子数粒或杂交种桑苗无病害植株50～150株为材料，定期在4月下旬至5月下旬，桑树子叶展开期，采用浓度0.01％～1.90％的秋水仙素碱和0.1％～0.70％的富明隆，用3根牙签将棉球固定在子叶上，诱导变异分离多倍体。处理时间为早晨8:00～10:00，下午3:00～5:00，连续3～6天；或二倍体杂交桑种子数粒，用浓度0.1％～2.0％秋水仙碱和0.2％～0.90％富明隆浸泡12～36小时后，播种发芽。

对处理植株加强田间管理，保证良好的生长环境；处理植株50天后，可进行外部形态和进行镜检观察，处理过的植株多倍体产生的频率为6％～25％，人工诱导多倍体的鉴定主要通过形态学和细胞学来判断。鉴定桑树多倍体产生的依据可以一般通过下面3个方面来判断：①桑树人工多倍体与常规二倍体在外部大小、形态和组织解剖形态上均有差别，进行鉴别；②检查气孔保卫细胞内叶绿体数目。方法是：在晴天上午9～11时，采适熟叶，用卡诺液固定并脱绿后，用碘溶液(I-KI)染色，当保卫细胞中叶绿体被染成棕褐色后，在低倍镜下观察叶背的气孔保卫细胞，每个样品检查20个细胞计数。保卫细胞内的平均叶绿体数，一般4倍体要比2倍体增加80％～100％，3倍体处于两者之间。③检查细胞内染色体数目。对于桑树植物而言，最直接可靠的方法是检查细胞内染色体数目。如仅作倍数性鉴定以压片法较为简单、快速；如需进一步作染色体鉴定，可用去壁低渗法制作染色体标本。

通过诱导分离或诱导筛选的方法处理后，由于阻止细胞内染色体的有丝分裂，使染色体加倍。被处理的部分由于分生组织细胞受到药物损害，生长缓慢或抑制，而未处理的正常部分往往生长较快。为了防止被处理的部分生长抑制甚至死亡或消失，及可能产生的2倍体选择，就要不断地抹去正常部位的枝叶，尽可能促使处理部分枝叶的成长。被处理芽长出的V1代枝，在一开始往往表现为生长缓慢，节间加密，芽序紊乱，枝叶畸叶，或主芽致死，代而副芽或潜伏芽萌发生长，随时间推移枝叶的形态及生长逐渐恢复常态。在第一代的生长枝上，可能见到多倍体的枝叶形态，但也可能见不到当代加倍的迹象。翌年早春发芽前，将第一代枝在离基部约2cm处剪下，将剪下的枝条分单芽嫁接，同时母树上第一代枝2cm基部也要让其萌发成新梢。无论在嫁接苗或母树的第二代上都有可能分离出多倍体，就可依据多倍数体的外部形态加以选择。

常规方法都是使体细胞加倍，即产生同源多倍体的方法。实践上大多用2倍体品种作亲本，因而诱得的多倍体植株，是同源4倍体。然后按照常规栽培技术管理方法进行日常管理。即可获得桑树三倍体或四倍体植株。本发明不仅育成同源多倍体，而且还育成了异源高产四倍体，由于使用材料和方法上的创新，为高产四倍体的育成取得技术上的突破。依据多倍数体的外部形态加以选择，在农村田间建立多重复的品试园，确定达标品种后；建立中标品种母本园。

在建立品试园和母本园时，其植株的行距是等距的或相同宽行距与相同窄行距交替排列。如行距∶株距＝2∶1或行距∶株距＝3∶1或行距∶株距＝4∶1或行距∶株距＝5∶1或行距∶株距＝6∶1，以及行距∶行距∶株距＝2∶2∶1或行距∶行距∶株距＝4∶2∶1.5。

桑树多倍体植株的鉴定：以上培育的单株并非都是三倍体或四倍体，要获得多倍体必需通过染色体鉴定，染色体鉴定采用去壁低渗法制作染色体标本片，在显微镜下观察染色体数目变化情况。本研究结果中多数桑树植株染色体为四倍体，染色体数目为56条，即2n＝4X＝56。也存在染色体数目为28的二倍体，即2n＝2X＝28。同时也存在少数植株染色体数为42条，即2n＝3X＝42为三倍体。超高产四倍体桑树是该技术获得成功的标志。

采用较新的植物染色体工程育种技术，选育桑树多倍体新品种。通过桑树优株选配、染色体诱导亲本的选择研究，人工杂交及化学诱变等方法，育成若干桑树多倍体新品种，将通过农村大田优株选择和试验栽培，以及系统选拔育成超级人工多倍体新桑品种(四倍体、早生、中生、晚生桑)、(三倍体、早生、中生、晚生桑)等，达到叶质极优，超高产和适应性广的育种目标，填补四川未育成桑树多倍体品种的空白。按照生产亟需，研究育成早生、中生、晚生桑配套的超高产桑品种，以适应多元化和全年多次养蚕生产对桑品种的要求。在产叶量和叶质等经济性状上有显著提升，即产叶量比对照种增产25％以上，万蚕茧层量提高5％以上，亩桑产茧量增加20％～30％以上，达到种3亩多倍体桑，产茧量达到4亩对照种的经济效果。

Claims (6)

1.一种多倍体新桑树品种的选育方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取桑树二倍体杂交桑种子或杂交种桑苗无病害植株50至150株为材料；

(2)实施多倍体的染色体诱导；

(3)初步选拔出外形似多倍体的芽变及枝条或植株；

(4)在初选圃对外形似多倍体的枝断进行单芽嫁接；

(5)选出的多倍体单株进行镜检，确认是多倍体后建立系统选择圃；

(6)建立品试园，确定达标品种；

(7)建立中标品种母本园。

2.根据权利要求1所述的多倍体新桑树品种的选育方法，其特征在于：所述染色体诱导是在桑树子叶展开期，将浸润浓度0.01％～1.90％秋水仙碱和0.1％～0.70％富明隆的棉球固定在子叶上，处理时间为早晨8:00～10:00，下午3:00～5:00，连续3～6天。

3.根据权利要求1所述的多倍体新桑树品种的选育方法，其特征在于：将二倍体杂交桑种子，用浓度0.1％～2.0％秋水仙碱和0.2％～0.90％富明隆浸泡12～36小时后，播种。

4.根据权利要求1所述的多倍体新桑树品种的选育方法，其特征在于：初步选拔外形似多倍体的芽变及枝条或植株在染色体诱导处理后50天以后进行，不断地抹去正常部位的枝叶，尽可能促使处理部分枝叶的成长。

5.根据权利要求1所述的多倍体新桑树品种的选育方法，其特征在于：对处理芽长出的第一代枝翌年早春发芽前，将第一代枝在离基部约2cm处剪下，将剪下的枝条分单芽嫁接，同时母树上第二代枝2cm基部也让其萌发成新梢。

6.根据权利要求1所述的多倍体新桑树品种的选育方法，其特征在于：所述建立品试园和母本园其植株的行距是等距的或相同宽行距与相同窄行距交替排列。