CN103392606A - 多倍体石榴培育方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多倍体石榴培育方法。本发明技术方案为选取生殖生长二倍体顶端分支花芽枝条，用化学物质对其进行滴加处理诱导产生多倍体花粉，将诱导过的雄花与正常的雌花进行杂交或将诱导过的雌花与正常的雄花进行杂交，得多倍体杂交果实，将杂交果实中杂交种子进行培育，得到多倍体植株，将多倍体植株用组织培养的方式进行培育，得到多倍体石榴植株。本发明克服了现有的染色体加倍方法所花时间太长的缺陷。本发明利用石榴开花时生殖器官中的花粉与胚珠细胞为单倍体，即1n的染色体，使用化学物质对其进行处理，诱导染色体加倍，大大加快了染色体加倍过程的时间，且材料易得，操作简便，成功率高。

Description

多倍体石榴培育方法

技术领域

本发明涉及生物技术育种领域，具体涉及多倍体石榴培育方法。

背景技术

根据生物学的原理及经验，当植物或动物的染色体加倍，其生物个体会变大，在植物上表现为植株、花、果都会变大。例如：石榴的染色体是9对，即n＝9，正常的石榴染色体是2n＝18。应用在石榴上，如果能把其染色体变成4n、6n甚至8n，就有可能会产出极大的果实。若能把石榴的染色体组组数变成奇数，例如：染色体变成3n或5n等，就无法进行有性繁殖，也就是一般所谓的无籽果实。

在本发明之前，现有的染色体加倍方法，都是将2n的植株干细胞单独处理，变成4n甚至6n或8n的植株。在此过程中，4n的石榴植株，要花十年的时间才能长大、开花，进行杂交。如果要做出奇数染色体组植株，需要把4n的植株和2n的植株杂交，变成3n的后代。杂交后变成3n的石榴植株，又要花十年的时间才能长大、开花、结实，进行分析。若用此方法要做出3n的石榴树，要20年的时间，旷日费时。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制多倍体石榴培育方法。

本发明的技术方案是：

多倍体石榴培育方法，其主要技术特征在于包括以下几个步骤：

(1)选取生殖生长的二倍体顶端分支花芽的枝条，使用化学物质对顶端分支花芽进行滴加处理诱导产生多倍体花粉；

(2)将诱导过的雄花与正常的雌花进行杂交或将诱导过雌花与正常的雄花进行杂交，得到多倍体杂交果实；

(3)将杂交果实中杂交种子进行培育，得到多倍体植株；

(4)将多倍体植株用组织培养的方式进行培育，得到大量基因稳定多倍体石榴植株。

所述步骤(1)中顶端分枝花芽的选择，其选择方法为选择已经进入结果期的成年果树的顶端分枝花芽，待生殖生长出现后，选取其上的顶端分枝花芽进行处理，以诱导顶端分枝花芽生殖生长。

所述步骤(1)中的化学物质为秋水仙素溶液，浓度为0.1％～0.3％，其中加入0.5％～2％的二甲基亚砜数滴。

所述步骤(2)中进行人工授粉，选择未开放的雌花套袋，再选取与预授粉的雌花生长程度一样的雄花，去掉周围的叶片以及雌花，进行套袋，待套袋的雌雄花都将要开放时，去掉小袋后对雌花去雄，然后进行人工授粉。

本发明的优点和效果在于利用石榴开花时，其生殖器官中的花粉与胚珠细胞为单倍体，即1n的染色体，使用化学物质对其进行处理，诱导染色体加倍。再与没有染色体加倍的胚珠或花粉进行有性生殖，在当年就可以获得多倍体石榴的果实及种子。经过染色体检验后，就可以进行育种及繁殖的工作。从而大大缩短了培育的时间，克服了旧方法旷日费时的缺点。且材料易得，操作简便，成功率高。

本发明的其他具体优点和效果将在下面继续说明。

具体实施方式

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

本发明的技术思路是：

本发明利用石榴开花时，其生殖器官中的花粉与胚珠细胞为单倍体。先将花粉或胚珠细胞中的染色体加倍成2n或3n后，再与没有染色体加倍的胚珠或花粉进行有性生殖，进而产生染色体为3n或者4n的后代，在当年就可以获得3n或4n多倍体石榴的果实及种子。

培育出的多倍体石榴有两种可能：第一种的多倍体石榴染色体组是偶数，可以进行有性繁殖，植株个体变大。第二种的多倍体石榴染色体组是奇数，植株个体也会变大，由于雄花或者雌花(父本或者母本)在减数分裂的时候无法正常分裂致使配子中染色体加倍，再与正常植株花粉杂交便得形成单数倍染色体的杂交种，因而形成无籽石榴。

本发明方法包括以下具体步骤：

(1)选取生殖生长的二倍体顶端分支花芽的枝条，使用化学物质对顶端分支花芽进行滴加处理诱导产生多倍体花粉。

(2)将诱导过的雄花与正常的雌花进行杂交或将诱导过雌花与正常的雄花进行杂交，得到多倍体杂交果实。

(3)将杂交果实中的杂交种子进行培育，得到多倍体植株。

(4)将多倍体植株用组织培养的方式进行培育，得到大量基因稳定的多倍体石榴植株以及果实。

上述方法中：

步骤(1)中顶端分枝一般在每年的3～5月开始出现，待生殖生长出现后，才能选取其上的顶端分枝花芽进行处理。若石榴前期一直进行营养生长，为方便后期秋水仙素溶液多倍体诱导的操作及结果观察，必要时进行截顶，人为促进其提前分枝。且截顶后第一级分枝的顶端分枝花芽还是进行营养生长，所以秋水仙素溶液的处理应该在截顶后出现第二级分枝时才能进行。

选取健壮、正常、开花量大的典型石榴植株。选择0.2cm左右进行生殖生长的顶端分枝花芽，去除其周围多余的嫩叶片及花苞，用脱脂棉包裹花芽，棉花不能包裹太紧，否则不易吸收化学物质。制备浓度为0.1％～0.3％的秋水仙素溶液，秋水仙素溶液内需加入0.5％～2％的二甲基亚砜(DMS0)数滴。每天上午8～9时，下午5～6时，对包裹的顶端分枝花芽进行秋水仙素溶液滴加处理。连续滴药6天，处理完毕后，剥去棉花，用清水反复冲洗干净，以防止花芽受残留药液影响。

步骤(2)中，选择尚未开放的雌花，不论是否经过上述步骤的处理，套上透明小袋，袋口扎紧。其后选取与预授粉的雌花一样即将开放的雄花，不论是否经过上述步骤中秋水仙素药液的处理。去掉雄穗周围的叶片和开放的雌花，套上透明小袋，袋口扎紧。

在套袋的雌花将要开放时，选取已开放并且花粉旺盛的雄花，去掉雄花上的小袋，用镊子取下开放的雄花，放在铺有几片石榴嫩叶的培养皿中。再用镊子去掉雌花的雄蕊(要保证雌蕊不受损伤)，然后用镊子夹住刚取的雄花花序，反复在去掉雄蕊的雌花花柱上涂抹花粉。在此授粉过程中雌雄花的搭配有三种：①经过多倍体诱导处理的雄花给未做诱导处理的雌花授粉；②未做诱导处理的雄花给经过多倍体诱导处理的雌花授粉；③经过多倍体诱导处理的雄花给经过多倍体诱导处理的雌花授粉。涂抹花粉时动作要小，要迅速。然后套上牛皮袋袋口折叠两次，用回形针固定，以防止蚂蚁进行授粉。套袋时间为3～6天，然后解去套袋让果实自然生长。

步骤(3)中，在石榴叶片变黄、果实未开裂前，大约授粉后3个月进行采摘。所有经过人工授粉的杂交果全部采摘。

采摘后的果实要对应相应的父母本，采摘时间，各品种数量做好标签，用袋子装好，拿回实验室静放一周，以给一些不够成熟的小果一个后熟时间。采摘后不能放在阳光下，否则果实容易突然开裂，种子散失。一周后于干燥器中进干燥一周，以便保存。果实种植于第二年春季，取出上一年保存的石榴果实，用透明袋装好，密封袋口，放在阳光下让其自然开裂，收获里面的种子，获得的种子先催芽，然后种植到沙床之中，并做好标记。通过染色体法鉴定石榴多倍体植株。对多倍体植株进行全程观察。

实施例：

(1)选取二倍体红石榴进行实验，选择已经进入结果期的成年果树。等到顶端分枝花芽开始长出时，选取健康的开始进行生殖生长的顶端分枝花芽40个，花芽长度约为0.2cm左右，去除其周围多余的嫩叶片及花苞，用脱脂棉疏松的包裹花芽。在每天的上午9时和下午5时给包裹的花芽滴加加入数滴0.5％的二甲基亚砜(DMSO)的浓度为0.1％的秋水仙素溶液，使花芽浸润在秋水仙素溶液中。用滴加处理法处理花芽，即将包裹花芽的脱脂棉全部滴加浸润。持续6天，处理完毕后，剥去棉花，用清水反复冲洗干净，以防止花芽受残留药液影响。

(2)选择尚未开放的雌花，不论是否经过上述步骤的处理，套上透明小袋，袋口扎紧。其后选取与预授粉的雌花一样即将开放的雄花，不论是否经过上述步骤中秋水仙素溶液的处理。去掉雄穗周围的叶片和开放的雌花，套上透明小袋，袋口扎紧。

在套袋的雌花将要开放时，选取已开放并且花粉旺盛的雄花，去掉雄花上的小袋，用镊子取下开放的雄花，放在铺有几片石榴嫩叶的培养皿中。再用镊子去掉雌花的花蕊(雄蕊)，然后用镊子夹住刚取的雄花花序，反复在去掉雄蕊的雌花花柱上涂抹花粉。涂抹时动作要小，要迅速。然后套上牛皮袋，套袋时间为3～6天。袋口折迭两次，用回形针固定，以防止蚂蚁进行授粉。完成后做好标记。

(3)在石榴叶片发黄、果实未开裂前，大约授粉后3个月进行采摘。采摘后的果实对应相应的父母本，采摘时间，各品种数量做好标签，用袋子装好，拿回实验室静放一周，以给一些不够成熟的小果一个后熟时间。一周后于干燥器中进干燥一周，保存。于第二年春季，取出上一年保存的石榴果实，用透明袋装好，密封袋口，放在阳光下让其自然开裂，收获里面的种子，获得的种子先催芽，然后种植到沙床之中，并做好标记。种植成功后使用染色体法选取幼嫩的枝叶或者花芽进行多倍体植株的鉴定。

Claims (4)

1.多倍体石榴培育方法，其特征在于包括以下几个步骤：

(1)选取生殖生长的二倍体顶端分支花芽的枝条，使用化学物质对顶端分支花芽进行滴加处理诱导产生多倍体花粉；

(2)将诱导过的雄花与正常的雌花进行杂交或将诱导过雌花与正常的雄花进行杂交，得到多倍体杂交果实；

(3)将杂交果实中的杂交种子进行培育，得到多倍体植株；

(4)将多倍体植株用组织培养的方式进行培育，得到大量基因稳定的多倍体石榴植株。

2.根据权利要求书1中所述的多倍体石榴培育方法，其特征在于在步骤(1)中顶端分枝花芽的选择，其选择方法为选择已经进入结果期的成年果树的顶端分枝花芽，待生殖生长出现后，选取其上的顶端分枝花芽进行处理，以诱导顶端分枝花芽生殖生长。

3.根据权利要求书1中所述的多倍体石榴培育方法，其特征在于在步骤(1)中的化学物质为秋水仙素溶液，浓度为0.1％～0.3％，其中加入0.5％～2％的二甲基亚砜数滴。

4.根据权利要求书1中所述的多倍体石榴培育方法，其特征在于在步骤(2)中进行人工授粉，选择未开放的雌花套袋，再选取与预授粉的雌花生长程度一样的雄花，去掉周围的叶片以及雌花，进行套袋，待套袋的雌雄花都将要开放时，去掉小袋后对雌花去雄，然后进行人工授粉。