CN103004583A - 一种黄瓜雌性系快速纯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蔬菜育种技术领域，特别涉及一种黄瓜雌性系快速纯化方法：将杂合雌性株种子，播种，诱雄，人工自交得到一代种子；一代种子播种，诱雄，人工自交，得到二代种瓜；将二代种瓜的种子分别在观察圃和留种圃栽培，观察圃花期观察记录各株系性型分离情况；留种圃诱雄，人工自交，观察圃中出现雄花植株的株系，在留种圃中相应的种瓜被淘汰，观察圃中全部植株表现为雌性的株系，留种圃中保留相应株系的种瓜，采收到的种子即为纯合雌性系种子。经转育后形成的杂合雌性植株按照本发明的纯化方法，只需3个世代便可得到纯合黄瓜雌性系，较常规的雌性基因纯合阶段所用时间大大减少。

Description

一种黄瓜雌性系快速纯化方法
技术领域    
本发明涉及蔬菜育种技术领域，特别涉及一种黄瓜雌性系快速纯化方法。
背景技术   
黄瓜雌性系类似其它植物的雄性不育系，系由遗传上稳定、植株上只着生雌花而无雄花，必需依靠外来正常花粉授粉或人工诱雄自交才能结实的植株所构成的品种或品系。
雌性系对黄瓜育种和栽培都有重要作用。在杂种优势育种中，利用雌性系可以免去大面积杂交制种人工去雄、授粉工作，简化制种程序，提高工效和杂交率。在生产中黄瓜是以嫩瓜为产品，结瓜数量越多产量越高，结瓜数在一定程度上依赖植株上着生雌花的数量，雌性系的雌花率为100%，因此，雌性系在生产上具有极大的增产潜力，育种家们都在想方设法利用雌性系进行黄瓜育种。雌性系无论对黄瓜育种及栽培都很有用，但雌性系的选育却十分困难，原因有：
（1）黄瓜雌性系资源缺乏  
自然界中黄瓜雌性植株多存在于欧美型无刺或少刺黄瓜品种中，而我国生产上广泛栽培应用的华北型密刺黄瓜资源中雌性系几乎不存在。要想使雌性系得到广泛应用，就必须采用杂交、回交和自交的方法，将雌性基因转育到目的受体中，创制新种质。
（2）雌性系选择过程长  
雌性系的创制主要包括两个阶段：雌性基因的转育阶段和雌性基因的纯化阶段。雌性基因的转育阶段一般需要经过6-7代回交，待回交后代农艺性状与轮回亲本相似，且性型表现为雌性时，停止回交，此时得到一种其基因型为杂合体，雌性性状不稳定遗传的雌性植株，需再经过雌性基因纯化后才能成为雌性系在育种栽培上应用。雌性基因纯化阶段一般也要经过6代以上自交，雌性基因才能形成稳定遗传的雌性系。按每年选择两代，上述两个过程共需要6至7年时间。
（3）黄瓜雌性基因遗传背景复杂  
黄瓜植株上开的花有3种，包括雌花、雄花和完全花，根据同一植株上黄瓜所开花朵的情况，黄瓜的性型分为7种，普通型（雌、雄异花同株），雌性型（植株上只着生雌花）、雄性型（植株上只着生雄花）、完全型（植株上只着生完全花）、雌全型（植株上同时着生雌花和完全花）、雄全型（植株同时着生雄花和完全花）及三种花同时出现在同一单株的类型。因此，黄瓜性型的遗传也相应复杂，雌性、雄性和完全花分别由不同基因控制，其遗传规律尚不清晰，故对雌性系的选育只能依据植株性型表现。
（4）留种与选择相互冲突干扰雌性株的选择  
黄瓜雌性植株的繁衍必须经过人工化学诱雄才能自交留种，雌性系纯化过程中前期雌性植株与普通植株是混生的，苗期人工诱雄后，雌性植株和普通植株都会出现雄花，致使真假雌株不易辨认，误选率很高，导致雌性系选育世代增加。因此，减少雌性系的选育世代成为黄瓜雌性系转育技术进步的重要环节。
发明内容   
为了解决以上黄瓜杂合雌性株自交纯化得到基因型稳定遗传的雌性系选择难度大、雌性基因纯化过程慢、效率低的问题，本发明提供了一种纯化时间短、提高雌性系转育效率、效果好的黄瓜雌性系快速纯化方法。以华南型雌性系黄瓜“TM”和华北型普通黄瓜“X8”为试材，摸清了黄瓜雌性基因的遗传符合孟德尔单显性基因1:2:1分离规律的基础上，设计出了一种雌性基因纯化选育技术方法。
本发明是通过以下措施实现的：
一种黄瓜雌性系快速纯化方法，包括以下步骤：
（1）将经多代回交转育得到的黄瓜杂合雌性株种子播种，幼苗长到2叶一心时，用300ppm硝酸银诱雄，人工自交，种瓜发育35-40天后采收，得到自交一代种子；
（2）从自交一代种子中随机选取若干粒播种，幼苗长到2叶一心时，用300ppm硝酸银诱雄，人工自交，得到同播种数量相同的自交二代种瓜；
（3）将若干个自交二代种瓜的种子分别在观察圃和留种圃分株系栽培，观察圃每个株系种植不少于10株，花期观察记录各株系性型分离情况；留种圃每个株系种植不多于5株，幼苗长到2叶一心时，全部用300ppm硝酸银诱雄，人工自交留种，采种时淘汰观察圃中出现雄花的株系，保留观察圃中全部植株表现为雌性的株系，从全部植株表现为雌性的株系采收到的种子即为纯合雌性系种子。
为了节省人力物力等方面的投入，步骤（1）中的杂合雌性株种子播种一粒就可以继续后续的步骤了。
为了节省人力物力等方面的投入，步骤（2）中从自交一代种子中随机选取20粒播种，得到的自交二代种瓜的数量为20个，就可以继续第（3）步骤。
 本发明的有益效果：
经转育后形成的杂合雌性植株按照本发明的纯化方法，只需3个世代----纯合雌性基因分离世代、纯合雌性个体分离世代、纯合雌性系分离世代，便可得到纯合黄瓜雌性系，较常规的雌性基因纯合阶段所用时间大大减少。比如说，“MC2065”是山东农业科学院蔬菜研究所利用引进雌性源，通过回交转育技术创制的华北密刺型雌性系，该雌性系的转育共用了7年时间，其中回交转育阶段用了4年，进行了7个世代，雌性基因纯合阶段用了3年，进行了6个世代。2006年至2011年，同一研究小组5年内转育成功6个不同类型雌性系。回交转育阶段用了3-4年，进行了5-7个世代不等，雌性基因纯合阶段使用本发明的方法用了1.5年，进行了3个世代，同比转育一个雌性系的时间缩短了1.5-2年。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实例来进一步说明。
实施例1：白黄瓜雌性系BH66的选育及纯化
海阳白皮黄瓜是山东名优地方品种，品种类型属华南型白皮普通黄瓜，由于该品种雌花节率较低，适应性差，所以产量不高。以华南型绿皮雌性系TM为母本，海阳白皮黄瓜为轮回亲本，经6代回交，回交方法都为育种人员惯用的技术，在此就不一一赘述，将TM携带雌性基因转育到海阳白皮黄瓜中，得到白皮杂合雌性植株。
白皮杂合雌性系纯化方法如下：
（1）世代1：播种一株白皮杂合雌性系单株，幼苗长到2叶一心时，用300ppm硝酸银诱雄，人工自交，种瓜发育35-40天后采收，得到约100-150粒种子。根据孟德尔遗传规律，Ff基因自交后将出现3种基因型FF、Ff、ff，其分离比例为1/4： 1/2：1/4；
（2）世代2：从世代1得到的种子中随机取20粒播种，得到20棵单株。全部诱雄单株自交（方法同世代1），得到20个种瓜，即20个株系；
（3）世代3：将世代2采到的20个株系种子，分观察和留种两个圃栽培。观察圃每株系种植不少于10株，花期观察记录各株系性型分离情况；留种圃每株系种植不多于5株，全部诱雄单株自交（方法同世代1），在留种圃淘汰观察圃中出现普通型植株的株系，全部植株表现为雌性的株系留种，采收到的种子即为纯合雌性系。
利用本发明方法，通过3个世代分离纯化，得到白黄瓜雌性系BH66，较以前的雌性系提纯方法提前3代，以BH66为亲本育成了白皮黄瓜品种鲁白8号。
实施例2：华北型露地黄瓜雌性系BN114的选育
雌性系黄瓜多存在于华南型品种中，在华北密刺型黄瓜品种中少有存在。N114是华北型密刺黄瓜，对多种病害具有高抗性，但对光温敏感，春季栽培雌花节律低，产量不高。以华南型绿皮雌性系TM为母本，自交系N114为为轮回亲本，经7代回交，将TM携带雌性基因转育到N114自交系黄瓜中，得到密刺型杂合雌性植株。
密刺型杂合雌性系纯化方法如下：
世代1：播种一株经转育后形成的密刺型杂合雌性（Ff）系单株，幼苗长到2叶一心时，用300ppm硝酸银诱雄，人工自交，种瓜发育35-40天后采收，得到约100-150粒种子。根据孟德尔遗传规律，Ff基因自交后将出现3种基因型FF、Ff、ff，其分离比例为1/4： 1/2：1/4；
世代2：从世代1得到的种子中随机取20粒播种，得到20棵单株。全部诱雄单株自交（方法同世代1），得到20个种瓜，即20个株系；
世代3：将世代2采到的20个株系种子，分观察和留种两个圃栽培。观察圃每株系种植不少于10株，花期观察记录各株系性型分离情况；留种圃每株系种植不多于5株，全部诱雄单株自交（方法同世代1），在留种圃淘汰观察圃中出现普通型植株的株系，留种圃全部植株表现为雌性的株系留种，采收到的种子即为纯合雌性系。
利用本发明纯化方法，通过3代分离纯化，得到密刺黄瓜雌性系BN114，以此为亲本育成鲁黄瓜新9号品种。

Claims (4)

1.一种黄瓜雌性系快速纯化方法，其特征是包括以下步骤：
（1）将黄瓜雌性基因转育到目的受体中，得到杂合雌性株种子，播种，幼苗长到2叶一心时，用300ppm硝酸银诱雄，人工自交，采收种瓜，得到自交一代种子；
（2）从自交一代种子中随机选取若干个播种，幼苗长到2叶一心时，用300ppm硝酸银诱雄，人工自交，分别得到同播种数量相同的自交二代种瓜；
（3）将若干个自交二代种瓜的种子分别在观察圃和留种圃分株系栽培，观察圃每个株系种植不少于10株，花期观察记录各株系性型分离情况；留种圃每个株系种植不多于5株，幼苗长到2叶一心时，全部用300ppm硝酸银诱雄，人工自交留种，采种时淘汰观察圃中出现雄花的株系，保留观察圃中全部植株表现为雌性的株系，从全部植株表现为雌性的株系采收到的种子即为纯合雌性系种子。
2.根据权利要求1所述的黄瓜雌性系快速纯化方法，其特征是步骤（1）播种的杂合雌性株种子为一粒。
3.根据权利要求1或2所述的黄瓜雌性系快速纯化方法，其特征是步骤（2）中从自交一代种子中随机选取20个播种，得到的自交二代种瓜的数量为20个。
4.根据权利要求1、2或3所述的黄瓜雌性系快速纯化方法，其特征是步骤（3）将若干个自交二代种瓜的种子分别在观察圃和留种圃分株系栽培。
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