CN103931488A - 菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法，包括以下步骤：用菊叶薯蓣原种播种实生苗，选择株型好、产量高、薯蓣皂素及淀粉含量高、适应性强、花期接近的雌雄单株个体；利用选择的单株个体，培养出大量单株个体，形成单株群体；把培育所得的单株群体进行混合种植，封闭条件下自然或者人工辅助授粉杂交，获得子一代；把所得的子一代在封闭条件下进行自交，获得子二代，单独种植子二代，选择优良的子二代，获得所需品种。

Description

菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法
技术领域
本发明涉及农作物育种的技术领域，尤其涉及菊叶薯蓣的育种方法。
背景技术
菊叶薯蓣是引自墨西哥的外来种，但不论是在原产当地还是在现在的引进地，其分类学地位都尚未肯定，只均认为可能是一个复合种。目前主要用其根茎提取薯蓣皂素和发酵生产生物燃料乙醇。菊叶薯蓣块茎产量高，皂素和淀粉含量高，提取皂素和发酵生产乙醇的生产成本低，而引起人们高度重视。但菊叶薯蓣属雌雄异株，花期开放时间错位大，自然授粉率低，难以获得饱满的种子，有性繁殖难度较大，大大制约了菊叶薯蓣的优良品种选育产业化的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法，以解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法，包括以下步骤：
(1)用菊叶薯蓣原种播种实生苗，选择多个优良的雌性和雄性单株个体。优良的雌性和雄性单株个体是指符合以下条件中至少两个的雌性或雄性单株个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。
(2)利用步骤(1)中选择的单株个体，无性繁殖的方式培养出多个单株个体，并从中选择多个优良的雌性和雄性单株个体，也即是亲本群体。优良的雌性和雄性单株个体是指符合以下条件中至少两个的雌性或雄性单株个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。
(3)把步骤(2)中培育所得的单株群体混合种植，封闭条件下自然或者人工辅助授粉杂交(是指具有不同基因型个体间的交配)，获得子一代。
(4)从步骤(3)中所得的子一代中选择多个优良的雌性和雄性单株个体在封闭条件下进行自交(指具有相同基因型个体间的交配)，获得子二代。优良的雌性和雄性单株个体是指符合以下条件中至少两个的雌性或雄性单株个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。单独种植子二代，选择优良的子二代个体，获得所需品种。优良的子二代个体是指符合以下条件中至少两个的子二代个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。
本发明的方法，根据菊叶薯蓣自身有性繁殖的特点，选择优良的薯蓣雌、雄单株个体，通过无性繁殖方式方法快速培育出单雌雄群体作为杂交亲本，然后进行单雌雄群体混合载培，互相授粉获得子一代，再通过子一代自交获得子二代，并从中选择优良品种。单雌雄群体的混合载培，可以通过群体数量优势弥补菊叶薯蓣自然条件下授粉率低、结实率低的问题，而精确的优良雌、雄单株互相杂交，使得后代优良率增高，育种目的性强、后代系谱有迹可循。采用本发明的方法，既可以克服菊叶薯蓣自然属性下授粉率低等方面的不足，又可以保证了杂交的准确性、目的性。
在一些具体的实施方式中，上述的步骤(4)可以为：从步骤(3)中所得的子一代中选择多个优良的雌性和雄性单株个体在封闭条件下进行自交，获得子二代，从子二代中选择多个优良的雌性和雄性单株个体混合种植，进行杂交，获得子三代，单独种植子三代，选择优良的子三代个体，获得所需品种。优良的子三代个体是指符合以下条件中至少两个的子三代个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。由此，可以获得更加优良的品种。
在一些具体的实施方式中，本发明还可以包括步骤(5)：将获得的品种与亲本群体进行回交。由此，可以有目的的进行性状改良。
在一些具体的实施方式中，步骤(2)中的无性繁殖的方式可以是：
剪取步骤(1)中选择的单株个体的半木质化的茎段，以一叶一节为一扦插条，将扦插条的基部进行生根、灭菌处理后进行扦插繁殖。
或者，取步骤(1)中选择的单株个体地上部分的幼嫩茎段作为外植体，通过采用芽诱导培养、继代增殖培养或生根培养的方式进行培养。
或者，挖取步骤(1)中选择的单株个体地下部分的块茎，切成5～7cm长的小段，每段块茎留1～2个健壮芽作育苗材料进行培养。
由此，可以快递的培养出大量的单株群体作为杂交的亲本群体。
在一些具体的实施方式中，步骤(1)中的优良的雌性和雄性单株个体的花期差距可以小于1个月。选择花期相近的单株个体，可以克服菊叶薯蓣自然属性下花期错位的缺陷。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细地说明。
本发明一种菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法，包括以下步骤：
(1)用菊叶薯蓣原种播种实生苗，选择多个花期差距小于1个月的优良的雌性和雄性单株个体。优良的雌性和雄性单株个体是指符合以下条件中至少两个的雌性或雄性单株个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。
(2)利用步骤(1)中选择的单株个体，无性繁殖的方式培养出多个单株个体，并从中选择多个优良的雌性和雄性单株个体，也即是亲本群体。优良的雌性和雄性单株个体是指符合以下条件中至少两个的雌性或雄性单株个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。
无性繁殖的方式可以是：
剪取步骤(1)中选择的单株个体的半木质化的茎段，以一叶一节为一扦插条，将扦插条的基部进行生根、灭菌处理后进行扦插繁殖。
或者，取步骤(1)中选择的单株个体地上部分的幼嫩茎段作为外植体，通过采用芽诱导培养、继代增殖培养或生根培养的方式进行培养。
或者，挖取步骤(1)中选择的单株个体地下部分的块茎，切成5～7cm长的小段，每段块茎留1～2个健壮芽作育苗材料进行培养。
(3)把步骤(2)中培育所得的单株个体按表1中的杂交组合进行混合种植，封闭条件下自然或者人工辅助授粉杂交，获得子一代。
表1
(4)从步骤(3)中所得的杂交子一代中选择多个优良的雌性和雄性单株个体在封闭条件下进行自交，获得子二代。优良的雌性和雄性单株个体是指符合以下条件中至少两个的雌性或雄性单株个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。单独种植子二代，选择优良的子二代个体，获得所需的杂交品种。优良的子二代个体是指符合以下条件中至少两个的杂交子二代个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。
(5)将获得的品种与亲本群体进行回交。
此外，根据育种的需要，继续进行优良个体杂交或自交，并从中筛选，以获得优良的品种。比如，步骤(4)可以是这样的：从步骤(3)中所得的子一代中选择多个优良的雌性和雄性单株个体在封闭条件下进行自交，获得子二代，从子二代中选择多个优良的雌性和雄性单株个体混合种植，进行杂交，获得子三代，单独种植子三代，选择优良的子三代个体，获得所需品种。
本发明的方法，根据菊叶薯蓣自身有性繁殖的特点，选择优良的薯蓣雌、雄单株个体，通过无性繁殖方式方法快速培育出单雌雄群体作为杂交亲本，然后进行单雌雄群体混合载培，互相授粉获得子一代，再通过子一代自交或杂交获得子二代，并从中选择优良品种。单雌雄群体的混合载培，可以通过群体数量优势弥补菊叶薯蓣自然条件下花期错位、授粉率低、结实率低的问题，而精确的优良雌、雄单株互相杂交，使得后代优良率增高，育种目的性强、后代系谱有迹可循。采用本发明的方法，既可以克服菊叶薯蓣自然属性下花期错位、授粉率低等方面的不足，又可以保证了杂交的准确性、目的性。
以上所述的仅是本发明的一种实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用菊叶薯蓣原种播种实生苗，选择多个优良的雌性和雄性单株个体；所述优良的雌性和雄性单株个体是指符合以下条件中至少两个的雌性或雄性单株个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上；
(2)利用步骤(1)中选择的单株个体，以无性繁殖的方式培养出多个单株个体，并从中选择多个优良的雌性和雄性单株个体，也即是亲本群体；
(3)把步骤(2)中培育所得的单株个体混合种植，封闭条件下自然或者人工辅助授粉杂交，获得子一代；
(4)从步骤(3)中所得的子一代中选择多个优良的雌性和雄性单株个体在封闭条件下进行自交，获得子二代，单独种植子二代，选择优良的子二代个体，获得所需品种；所述优良的子二代个体是指符合以下条件中至少两个的子二代个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。
2.根据权利要求1所述的菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法，其特征在于，所述的步骤(4)为：从步骤(3)中所得的子一代中选择多个优良的雌性和雄性单株个体在封闭条件下进行自交，获得子二代，从子二代中选择多个优良的雌性和雄性单株个体混合种植，进行杂交，获得子三代，单独种植子三代，选择优良的子三代个体，获得所需品种；所述优良的子三代个体是指符合以下条件中至少两个的子三代个体：两年生菊叶薯蓣块茎重量为3.5kg以上、薯蓣皂素质量分数含量为1.3％以上、淀粉质量分数含量为25％以上。
3.根据权利要求1或2所述的菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法，其特征在于，还可以包括步骤(5)：将获得的品种与亲本群体进行回交。
4.根据权利要求3所述的菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法，其特征在于，步骤(2)中所述无性繁殖的方式是指：
剪取步骤(1)中选择的单株个体的半木质化的茎段，以一叶一节为一扦插条，将扦插条的基部进行生根、灭菌处理后进行扦插繁殖；
或者，取步骤(1)中选择的单株个体地上部分的幼嫩茎段作为外植体，通过采用芽诱导培养、继代增殖培养或生根培养的方式进行培养；
或者，挖取步骤(1)中选择的单株个体地下部分的块茎，切成5～7cm长的小段，每段块茎留1～2个健壮芽作育苗材料进行培养。
5.根据权利要求3所述的菊叶薯蓣单株群体杂交育种的方法，其特征在于，步骤(1)中所述优良的雌性和雄性单株个体的花期差距小于1个月。
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