CN104396730B

CN104396730B - 一种芹菜杂交授粉的方法及应用

Info

Publication number: CN104396730B
Application number: CN201410705174.8A
Authority: CN
Inventors: 高国训; 王武台; 吴锋; 刘惠静
Original assignee: Kerun Agricultural Science & Technology Co Ltd Tianjin
Current assignee: Kerun Agricultural Science & Technology Co Ltd Tianjin
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2034-12-01
Also published as: CN104396730A

Abstract

本发明公开了一种芹菜杂交授粉的方法及应用。本发明首先通过转育获得芹菜细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility，缩写CMS）母本和相应保持系，选择通过春化的健壮CMS母本和父本种株成对定植，在抽薹至开花前，架设隔离网袋，花期进行人工辅助授粉，保证杂交组合内CMS母本只能获得父本有效授粉。本发明的目的在于保证芹菜杂交组合内CMS母本株能够得到父本株有效授粉的同时，不同组合之间实现100%花粉隔离，从而避免串粉引起的品种混杂，提高育种效率。

Description

一种芹菜杂交授粉的方法及应用

技术领域

本发明属于农业蔬菜种植技术领域，涉及一种芹菜杂交授粉的方法及应用。

背景技术

芹菜是我国重要蔬菜作物之一，属于伞形科旱芹属，二年生蔬菜，虫媒花，常异花授粉，花小量大、花枝柔嫩迭生，花期长而分散，人工进行严格的杂交授粉难度很大。以往，为了保证一个品种的纯度，一般就是在制种时与其它品种保持1000米以上自然隔离距离，但在实际工作中发现，这样做其实很难避免自然杂交导致的品种混杂，更为重要的是，这种做法已经远远不能满足现代商业化育种工作需求，因为商业化育种必须遵循高效精准原则，育种材料巨多，场地高度集约，对育种材料杂交授粉和材料间隔离更加严苛。目前蔬菜育种采用的杂交授粉隔离方法主要为套袋隔离或束花隔离。芹菜花极小，不能束花，只能进行套袋隔离，而纸袋隔离不适用于芹菜，一是因为芹菜花期正处于夏季，纸袋通透性差，内部高温高湿会严重损伤芹菜柔嫩花器，二是纸袋内部滋生的蚜虫或网螟等害虫无法喷药防治。在胡萝卜上成功应用的布袋隔离用于芹菜后也在很大程度上存在上述问题。尼龙网纱袋通透性好，可以克服上述问题，但即便是目前农资市场上目数最大的80目网纱，对于商业化育种中高密度栽植的芹菜种株也很难达到100%花粉隔离。我国芹菜育种研究起步晚，总体技术水平明显落后于其它蔬菜作物，关键问题之一就是缺乏一种高效实用且成本适中的授粉与隔离方法。目前，我们已在国内外率先研制成功芹菜细胞质雄性不育（cytoplasmicmalesterility，缩写CMS）杂交育种技术，如何探索研制出一种与之相配套的杂交授粉和隔离方法，使育种效率得以提高，是当前需要解决的工作难点。

发明内容

本发明针对芹菜规模化商业育种工作，提供了一种芹菜杂交授粉方法，目的在于保证芹菜杂交组合内CMS母本株能够得到父本株有效授粉的同时，不同组合之间实现100%花粉隔离，从而避免串粉引起的品种混杂，同时极其显著地提高育种效率。

为了实现上述目的，本发明首先通过转育（公知技术）获得芹菜细胞质雄性不育（cytoplasmicmalesterility，缩写CMS）母本和相应保持系，选择通过春化的健壮CMS母本和父本种株成对定植，在抽薹至开花前，架设隔离网袋，花期进行人工辅助授粉，保证杂交组合内CMS母本只能获得父本有效授粉。

本发明的技术内容如下：

一种芹菜杂交授粉的方法，其特征在于按如下步骤进行：

（1）芹菜CMS雄性不育系母本的获得：利用具有CMS性状的芹菜育种材料与目标转育自交系材料杂交后再连续回交4代，即获得目标CMS雄性不育系母本，目标转育自交系材料逐代自交后成为CMS母本的对应保持系；

（2）芹菜杂交CMS母本与父本的成对定植：春季，选择通过春化的健壮芹菜CMS母本和父本种株，分别去掉外围老叶和叶柄上半部叶片，用100万单位兽用链霉素配制成1000倍溶液浸沾根部，然后将CMS母本和父本种株成对定植，在每对种株旁马上插上田间记录标牌，踩实根部表土，扣上地膜，浇水；

（3）架设隔离网袋：在CMS母本株和父本株之间靠近母本株的地方树立一根立杆，用于支撑隔离网袋，先将CMS母本株连同立杆一起用隔离网袋A单独套上，再用隔离网袋B将网袋A与父本株一同套严实，并在靠近地面处将网袋B的袋口索紧；

（4）人工辅助授粉：使父本花枝散落的花粉飘落到CMS母本花上，从而达到定向授粉的目的，实现母本与父本之间的杂交；

（5）田间综合管理：在整个杂交授粉过程中，及时做好病虫草害预防工作，主要包括前期容易发生的软腐病和根腐病，后期容易发生的灰霉病和红蜘蛛，以及贯穿始终的蚜虫、芹菜网螟和杂草危害；

（6）采种：当种株上大部分种子变黄时，即可分别采收CMS母本株和父本株种子，母本株采收的种子即为杂交种子，及时分别晾晒、脱粒、精选、包装、入库。

本发明所述具有CMS性状的芹菜育种材料为市场正在销售的津瑞1号或快嫩60；所述目标转育自交系材料为市场正在销售的文图拉或优文图斯、顶峰等其它常规芹菜品种；所述父本材料为市场正在销售的千芳或加州皇、意大利夏芹等其它常规芹菜品种。所述CMS母本和父本种株成对定植的间距为0.5米，每对种株与相邻种株之间保持0.6-0.8米距离；所述采用同一自交系作为父本的多个杂交组合，定植于邻近栽培畦；所述架设隔离网袋的立杆长140-180厘米，插入地面20厘米，地上露出120-160厘米；所述架设隔离网袋的时间为种株明显抽薹至开花前。

所述隔离网袋为耐老化耐高温耐腐蚀的尼龙网纱缝制成；所述隔离网袋A的目数为10-20目，长120-160厘米，宽30-35厘米；所述隔离网袋B的目数为60-80目，长120-160厘米，宽60-80厘米，双层尼龙网纱缝制成。

所述人工辅助授粉的时期是从芹菜种株一级花序有20%～30%小花开放开始，直到四级花序进入盛花期结束。

所述用双手或竹竿轻质棒状物在隔离网袋B外将父本花枝向隔离网袋A中的母本花枝侧上方轻轻拂动，促使父本花枝散落的花粉飘落到CMS母本花上。

所述父本采种方法是摘下隔离网袋B，将父本株割下，装入此袋内，放入相应标牌，索紧袋口；所述CMS母本采种方法是父本株采种完毕后，摘下隔离网袋A，将CMS母本株割下，装入一个60-80目尼龙网袋，放入相应标牌，索紧袋口。

本发明进一步公开了芹菜杂交授粉的方法在于保证芹菜杂交率，防止串粉引起品种混杂，提高育种效率方面的应用。实验结果证明：采用本发明的芹菜杂交授粉方法杂交率达99%以上，比传统的开放式杂交授粉方法提高20-30%，有效防止了品种混杂，育种效率提高10-15倍。

本发明更加详细的描述如下：

（1）芹菜CMS雄性不育系母本的获得：利用市场正在销售的具有CMS性状的芹菜育种材料与目标转育自交系材料杂交后再连续回交4代，即获得目标CMS雄性不育系母本，目标转育自交系材料逐代自交后成为CMS母本的对应保持系。

（2）芹菜杂交CMS母本与父本的成对定植：春季，选择通过春化的健壮芹菜CMS母本和父本种株，分别去掉外围老叶和叶柄上半部叶片，用100万单位兽用链霉素配制成1000倍溶液浸沾根部，然后按0.5米的间距，将CMS母本和父本种株成对定植，每对种株与相邻种株之间保持0.6-0.8米距离。在每对种株旁马上插上田间记录标牌，踩实根部表土，扣上地膜，浇水。在确定定植计划时，采用同一自交系作为父本的不同杂交组合，邻近安排定植畦。

（3）架设隔离网袋：首先选用耐老化耐高温耐腐蚀的尼龙网纱制作两种隔离网袋：一种是利用10-20目尼龙网纱缝制成长120-160厘米宽30-35厘米的隔离网袋A，另一种是利用60-80目尼龙网纱缝制成长120-160厘米宽60-80厘米的双层隔离网袋B。等到种株明显抽薹至开花前，按照图1和图2所示方式，抓紧时间架设隔离网袋。在CMS母本株和父本株之间靠近母本株的地方树立一根长140-180厘米的立杆，插入地面20厘米，地上露出120-160厘米，其作用在于支撑隔离网袋。先将CMS母本株连同立杆一起用隔离网袋A单独套上，再用双层隔离网袋B将网袋A与父本株一同套严实，并在靠近地面处将隔离网袋B的袋口索紧。

（4）人工辅助授粉：当芹菜种株一级花序有20%～30%小花开花时，开始进行人工辅助授粉，直到四级花序进入盛花期结束。人工用双手或竹竿等轻质棒状物在双层隔离网袋B外将父本花枝向隔离网袋A中的母本花枝侧上方轻轻拂动，促使父本花枝散落的花粉飘落到CMS母本花上，从而达到定向授粉的目的，实现母本与父本之间的杂交。

（5）田间综合管理：在整个杂交授粉过程中，及时做好病虫草害预防工作，主要包括前期容易发生的软腐病和根腐病，后期容易发生的灰霉病和红蜘蛛，以及贯穿始终的蚜虫、芹菜网螟和杂草危害。

（6）采种：当种株上大部分种子变黄时，即可采种。先摘下隔离网袋B，将父本种株割下，装入此袋内，随即放入相应的标牌，将袋口索紧；再摘去隔离网袋A，将CMS母本株割下，装入另一个干净的60-80目网袋内，随即放入相应的标牌，将袋口索紧。及时分别晾晒、脱粒、精选、包装、入库。CMS母本株采收的种子即为杂交种子。

本发明公开的一种芹菜杂交授粉的方法与现有技术相比所具有的有益效果在于：

（1）有效隔离杂交组合外花粉的侵入，防止串粉引起品种混杂。

（2）保证杂交组合内CMS母本能够获得父本有效授粉。

（3）将组合内CMS母本株和父本株花枝隔离开，方便分别采种，防止相互混杂。

（4）与芹菜规模化商业育种工作相匹配，高效实用，成本低廉。

（5）隔离网袋通风透气，方便病虫害防治。

附图说明：

图1为芹菜CMS杂交组合定植后俯视示意图；

图2为芹菜CMS杂交组合带上隔离套袋正视示意图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：下述各实施例仅用于说明本发明而并非对本发明的限制。本发明涉及到的津瑞1号、快嫩60、文图拉、千芳、优文图斯、加州皇等芹菜品种均为市场正在销售。

实施例1

利用具有CMS性状的芹菜一代杂交品种“津瑞1号”与目标转育材料“文图拉”杂交，F1再与“文图拉”连续回交4代，即获得目标CMS雄性不育系母本“C01-3A”，“文图拉”逐代自交后成为CMS母本“C01-3A”的对应保持系“C01-3B”。

春季，选择通过春化的健壮芹菜CMS母本“C01-3A”和父本“千芳”种株，分别去掉外围老叶和叶柄上半部叶片，用100万单位兽用链霉素配制成1000倍溶液浸沾根部，然后按0.5米的间距，将CMS母本和父本种株成对定植，每对种株与相邻种株之间保持0.8米距离。在每对种株旁马上插上田间记录标牌，踩实根部表土，扣上地膜，浇水。分别选用耐老化耐高温耐腐蚀的尼龙网纱制作两种隔离网袋：隔离网袋A是利用20目尼龙网纱缝制而成，长160厘米，宽35厘米，隔离网袋B是利用双层70目尼龙网纱缝制而成，长160厘米，宽70厘米。在种株抽薹后至开花前，集中时间架设隔离网袋。首先在母本株“C01-3A”和父本“千芳”种株之间靠近“C01-3A”的地方树立一根长180厘米粗1.5厘米左右的没有毛刺的顺直竹竿，下端垂直插入地面20厘米，上端用柔软布条包扎严实，这样可以防止在支撑隔离网袋时扎破网袋。用隔离网袋A将“C01-3A”连同竹竿一起自上而下套好，再用隔离网袋B将隔离网袋A与父本“千芳”种株一同套严实，并在靠近地面处将隔离网袋B的袋口索紧。

当芹菜种株一级花序有20%～30%小花开花时，开始进行人工辅助授粉，直到四级花序进入盛花期结束。人工用双手或短竹竿在隔离网袋B外将父本花枝向隔离网袋A中的母本花枝侧上方轻轻拂动，促使父本花枝散落的花粉飘落到CMS母本花上，从而达到定向授粉的目的，实现母本与父本之间的杂交。

在整个杂交授粉过程中，及时做好各种病虫草害预防工作，主要包括前期容易发生的软腐病和根腐病，后期容易发生的灰霉病和红蜘蛛，以及贯穿始终的蚜虫、芹菜网螟和杂草危害。

当种株上大部分种子变黄时，即可采种。先摘下隔离网袋B，将父本种株割下，装入此袋内，随即放入相应的标牌，将袋口索紧；再摘去20目网袋A，将CMS母本株“C01-3A”割下，装入另一个干净的70目网袋内，随即放入相应的标牌，将袋口索紧。及时分别晾晒、脱粒、精选、包装、入库。CMS母本株“C01-3A”采收的种子即为杂交种子，单株种子产量平均为12.8～15.7克。经杂交种纯度鉴定，杂交率达99%以上，比传统的开放式杂交授粉方法提高20-30%，有效防止了品种混杂，育种效率提高10-15倍。

实施例2

利用具有CMS性状的芹菜一代杂交品种“快嫩60”与目标转育材料“优文图斯”杂交，F1再与“优文图斯”连续回交4代，即获得目标CMS雄性不育系母本“C10-80A”，“优文图斯”逐代自交后成为CMS母本“C10-80A”的对应保持系“C10-80B”。

春季，选择通过春化的健壮芹菜CMS母本“C10-80A”和父本“加州皇”种株，分别去掉外围老叶和叶柄上半部叶片，用100万单位兽用链霉素配制成1000倍溶液浸沾根部，然后按0.5米的间距，将CMS母本和父本种株成对定植，每对种株与相邻种株之间保持0.6米距离。在每对种株旁马上插上田间记录标牌，踩实根部表土，扣上地膜，浇水。

分别选用耐老化耐高温耐腐蚀的尼龙网纱制作两种隔离网袋：隔离网袋A是利用10目尼龙网纱缝制而成，长120厘米，宽30厘米，隔离网袋B是利用双层70目尼龙网纱缝制而成，长120厘米，宽70厘米。在种株抽薹后至开花前，集中时间架设隔离网袋。首先在母本株“C10-80A”和父本“加州皇”种株之间靠近“C10-80A”的地方树立一根长140厘米粗1.5厘米左右的没有毛刺的顺直竹竿，下端垂直插入地面20厘米，上端用柔软布条包扎严实，这样可以防止在支撑隔离网袋时扎破网袋。用隔离网袋A将“C10-80A”连同竹竿一起自上而下套好，再用隔离网袋B将隔离网袋A与父本“加州皇”种株一同套严实，并在靠近地面处将隔离网袋B的袋口索紧。

当种株上大部分种子变黄时，即可采种。先摘下隔离网袋B，将父本种株割下，装入此袋内，随即放入相应的标牌，将袋口索紧；再摘去隔离网袋A，将CMS母本株“C10-80A”割下，装入另一个干净的70目网袋内，随即放入相应的标牌，将袋口索紧。及时分别晾晒、脱粒、精选、包装、入库。CMS母本株“C10-80A”采收的种子即为杂交种子，单株种子产量平均为11.2～14.6克。经杂交种纯度鉴定，杂交率达99%以上，比传统的开放式杂交授粉方法提高20-30%，有效防止了品种混杂，育种效率提高10-15倍。

Claims

1.一种芹菜杂交授粉的方法，其特征在于按如下步骤进行：

（5）田间综合管理：在整个杂交授粉过程中，及时做好病虫草害预防工作，包括前期容易发生的软腐病和根腐病，后期容易发生的灰霉病和红蜘蛛，以及贯穿始终的蚜虫、芹菜网螟和杂草危害；

（6）采种：当种株上大部分种子变黄时，即分别采收CMS母本株和父本株种子，母本株采收的种子即为杂交种子，及时分别晾晒、脱粒、精选、包装、入库；所述具有CMS性状的芹菜育种材料为津瑞1号；所述目标转育自交系材料为文图拉；所述父本种株为千芳；CMS母本和父本种株成对定植的间距为0.5米，每对种株与相邻种株之间保持0.6-0.8米距离；采用同一CMS母本作为父本的多个杂交组合，定植于邻近栽培畦；架设隔离网袋的立杆长140-180厘米，插入地面20厘米，地上露出120-160厘米；架设隔离网袋的时间为种株明显抽薹至开花前；

所述隔离网袋为耐老化耐高温耐腐蚀的尼龙网纱缝制成；所述隔离网袋A的目数为10-20目，长120-160厘米，宽30-35厘米；所述隔离网袋B的目数为60-80目，长120-160厘米，宽60-80厘米，双层尼龙网纱缝制成；所述人工辅助授粉的时期是从芹菜种株一级花序有20%～30%小花开放开始，直到四级花序进入盛花期结束；父本采种方法是摘下隔离网袋B，将父本株割下，装入此袋内，放入相应标牌，索紧袋口；CMS母本采种方法是父本株采种完毕后，摘下隔离网袋A，将CMS母本株割下，装入一个60-80目尼龙网袋，放入相应标牌，索紧袋口。

2.权利要求1所述一种芹菜杂交授粉的方法，其特征在于用双手或竹竿轻质棒状物在隔离网袋B外将父本花枝向隔离网袋A中的母本花枝侧上方轻轻拂动，促使父本花枝散落的花粉飘落到CMS母本花上。

3.权利要求1所述芹菜杂交授粉方法在用于保证芹菜杂交率、防止串粉引起品种混杂、提高育种效率方面的应用。