CN104429926B - 一种结缕草属植物新品种的种间杂交育种方法 - Google Patents
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Abstract
一种结缕草属新品种的种间杂交育种方法涉及结缕草属植物种间人工杂交育种技术领域。以结缕草(Zoysiajaponica)和中华结缕草(Z.sinica)为母本，以沟叶结缕草(Z.matrella)和细叶结草(Z.tenuifolia)为父本进行人工杂交，获得兼具双亲优良特征的结缕草属植物种间杂交新品种。本发明充分利用结缕草属植物的开花习性，即雄蕊刚刚外露时，花药并不散粉这一特征，在雄蕊刚刚外露、花药散粉前轻松将雄蕊去掉，既保证了杂交后代的纯度，又提高了育种效率。该杂交育种体系的建立对于培育结缕草属植物新品种，促进我国草坪事业的发展将发挥重要作用。
Description
一、技术领域
本发明属于植物人工杂交育种技术领域，具体涉及以结缕草(Zoysiajaponica)和中华结缕草(Zoysia sinica)为母本，以沟叶结缕草(Zoysia matrella)和细叶结缕草(Zoysia tenuifolia)为父本的结缕草属植物种间杂交育种方法。
二、背景技术
结缕草属(Zoysia Willd.)植物具有适应性广、抗性强、养护费用低、耐磨、耐践踏和寿命长等优良特征，被世界公认为是优良的暖季型草坪草。我国是全球结缕草资源分布最广泛，储蓄量最大的国家，然而，由于我国对草坪草的研究起步较晚，至使现在所培育的新品种极少。
随着我国草坪业的迅速发展以及国内外对结缕草的大量需求，近些年来我国的一些研究部门与育种专家们也越来越对充分利用我国的结缕草资源，推出国产草种加以重视，先后有‘青岛’结缕草、‘兰引3号’结缕草、‘上海’结缕草等育成。江苏省中国科学院植物研究所从1993年起从国内外广泛收集结缕草种质资源，到目前为止已经收集了结缕草属资源6种1变种共178份种源，并对这些资源从外部性状，坪用价值，形态类型，结实性，抗逆性等方面进行了一系列综合评价，研究结果发现，结缕草和中华结缕草虽然抗寒性强，成坪快，但其具有质地较粗糙，密度较低以及绿期较短等缺点；沟叶结缕草和细叶结缕草虽然质地较细，绿期较长，然而具有抗寒性较差，生长速度慢，容易起球等缺点。因此通过结缕草(Z.japonica)、中华结缕草(Z.sinica)与沟叶结缕草(Z.matrella)、细叶结缕草(Z.tenuifolia)杂交，有望培育出密度较高、色泽喜人、质地柔韧细致、绿期长、均一性高、抗寒性较强且生长速度快的杂交结缕草新品种。
结缕草的开花习性为雌蕊先出，雄蕊后出，先出间隔5～7天，并且雌蕊和雄蕊的开花次序均为从上到下(即从花序的顶部到基部逐渐开放)，当雄蕊外露散粉时，花序上部的雌蕊大部分已经萎蔫，但也有少量底部的雌蕊会与顶部的雄蕊进行自交，统计结果表明，自交结实率为16.15％。因此，要进行杂交育种，去雄是非常必要的，但结缕草属于一种低矮型的草坪草，花序长度只有3-5cm，而小穗长度只有0.2-0.4cm，如果像小麦一样，拨开外稃和内稃进行去雄，是非常困难的事情，申请人在多年开展结缕草属植物杂交育种的过程中发现，结缕草的雄蕊刚刚外露时，花药并不散粉，只要这时将雄蕊去掉，即可避免自交的发生。基于此，申请人总结出一套有效可行的杂交育种技术体系，该体系的建立对于培育结缕草属植物新品种，促进我国草坪事业的发展将发挥重要作用。
三、发明内容
技术问题：本发明的目的在于提供一种以结缕草(Z.japonica)和中华结缕草(Z.sinica)为母本，以沟叶结缕草(Z.matrella)和细叶结缕草(Z.tenuifolia)为父本的杂交育种方法，通过杂交，获得兼具双亲优良特征的结缕草属种间杂交新品种。
技术方案：为了实现本发明的目的，本发明提供了如下技术方案：在4月中下旬结缕草和中华结缕草孕穗期间，对其花序进行套袋。套袋1周后，当雌蕊外露2/3以上时，在晴天上午的9:00-11:00用口径为2cm，高度为3cm的小烧杯收集父本沟叶结缕草和细叶结缕草的花粉，然后将待授粉的母本花序伸入小烧杯中，人工辅助转动生殖枝，使雌蕊充分蘸取花粉，直到白色的雌蕊显示微黄色，完成授粉。授粉后继续套袋，2-3天后顶端雄蕊开始外露，在上午8:00之前，花药开裂前用小镊子将雄蕊去掉，继续观察，在每天早上8:00之前去掉逐渐外露的雄蕊，直到底部雌蕊萎蔫。继续套袋40-45天后，种子变为黄色，将生殖枝剪断，把套在花序上的袋子连同花序一起带回实验室进行种子收集并贮藏，于来年5月播种，获得结缕草属种间杂交后代新品种。
有益效果：
本发明提供的结缕草属植物种间杂交新品种的杂交育种方法，其有益效果在于：本发明在国际上首次公开了一套结缕草属的种间杂交育种技术体系，通过该技术体系进行杂交育种可以不需要分离小穗的外稃和内稃而轻松去雄，既保证了杂交后代的纯度，又提高了效率。
附图说明：
图1：‘苏植1号’杂交结缕草(31-3)及其亲本(Z004和Z059)叶片特征
图2：‘苏植1号’杂交结缕草(31-3)及其亲本(Z004和Z059)匍匐茎特征
图3：‘苏植1号’杂交结缕草(Z31-3)及其亲本(Z004和Z059)花序特征
图4：‘Z22-2’杂交结缕草及其亲本(Z042和Z014)的叶片特征
图5：‘Z22-2’杂交结缕草及其亲本(Z042和Z014)的匍匐茎特征
图6：‘Z22-2’杂交结缕草及其亲本(Z042和Z014)的花序特征
四、具体实施方式
实施例1：结缕草(Z.japonica)与细叶结缕草(Z.tenuifolia)的杂交育种
以结缕草(Z.japonica)Z004为母本，细叶结缕草(Z.tenuifolia)Z059为父本进行杂交育种(其中Z004和Z059为亲本材料编号，均种植于江苏省中国科学院植物研究所苗圃地内)，在2000年的4月中旬当结缕草Z004孕穗时，用直径1.5cm，长度为10cm的硫酸纸袋对其进行套袋。套袋1周后雌蕊外露，用小烧杯收集父本Z059的花粉，然后将待授粉的母本花序伸入小烧杯中，人工辅助转动生殖枝，使雌蕊充分蘸取花粉，完成授粉后继续套袋。授粉后3天顶端雄蕊开始外露，在其花药散粉前用小镊子将雄蕊去掉，此后，每天去掉新长出的雄蕊直到雌蕊全部萎蔫没有授粉能力，6月上旬种子成熟进行收种。2001年5月将收获的种子用30％的NaOH处理80分钟后，在花盆内进行播种，之后进行常规管理，2001年8月对后代进行分株，2002年8月将杂交后代从花盆移栽到苗圃地，并从资源圃采集适量的亲本同时移栽于苗圃地，小区面积50cm×60cm。2003-2004年对获得的杂交后代进行杂种真实性鉴定和坪用价值综合评价，结果获得了兼具双亲优良特征的新品系Z31-3，Z31-3表现为密度高，质地柔韧细致，弹性好，叶色宜人，均一性高，匍匐茎发达，生长速度快等优良特征。据此，2005-2007年以本地广为栽培的‘兰引3号’结缕草为对照在江苏省中国科学院植物研究的试验苗圃地设置品比试验。从2006年起，在江苏江宁、广西北海以及北京小汤山(以该地主栽品种‘青岛’结缕草为对照)开展了区域试验。在品比试验和区域试验过程中Z31-3的表现均优于对照品种。从2007年起，以‘兰引3号’结缕草为对照，在江苏江宁、广西北海开展了生产试验。该品系已于2010年获得国家草坪草审定委员会审定，新品种命名为‘苏植1号’杂交结缕草。目前，该品系已在南京等地的公共绿地上进行了推广应用。苏植1号杂交结缕草与亲本的叶片，匍匐茎和花序的对比照片见附图1-3。
实施例2：中华结缕草(Z.sinnica)与沟叶结缕草(Z.matrella)的杂交育种
以中华结缕草(Z.sinnica)Z042为母本，沟叶结缕草(Z.matrella)Z014为父本进行杂交育种(其中Z042和Z014为亲本材料编号，均种植于江苏省中国科学院植物研究所苗圃地内)，在2000年的4月中旬当中华结缕草Z042孕穗时，用直径1.5cm，长度为10cm的硫酸纸袋对其进行套袋。套袋1周后雌蕊外露，用小烧杯收集父本Z014的花粉，然后将待授粉的母本花序伸入小烧杯中，人工辅助转动生殖枝，使雌蕊充分蘸取花粉，完成授粉后继续套袋。完成授粉后第二天顶端雄蕊开始外露，在其花药散粉前用小镊子将雄蕊去掉，此后，每天去掉新长出的雄蕊直到雌蕊全部萎蔫没有授粉能力，6月上旬种子成熟进行收种。2001年5月将收获的种子用30％的NaOH处理80分钟后，在花盆内进行播种，之后进行常规管理，2001年8月对后代进行分株，2002年8月将杂交后代从花盆移栽到苗圃地，并从资源圃采集适量的亲本同时移栽于苗圃地，小区面积50cm×60cm。2003-2004年对获得的杂交后代进行杂种真实性鉴定和坪用价值综合评价，结果获得了兼具双亲优良特征的新品系Z22-2，该新品系表现为密度高，叶色深绿，均一性高，青绿期长，抗寒性强，弹性好，匍匐茎发达，抗病性强等特性。据此，2005-2007年期间以本地广为栽培的‘兰引3号’结缕草为对照，开展了连续三年的品比试验，三年的评价结果表明Z22-2明显优于对照品种，该品系已于2012年进入国家草坪草区域试验。Z22-2杂交结缕草新品系与亲本的叶片，匍匐茎和花序的对比照片见附图4-6。
Claims (3)
1.一种结缕草属植物新品种的种间杂交育种方法，其特征在于以结缕草(Zoysiajaponica)和中华结缕草(Zoysia sinica)为母本，以沟叶结缕草(Zoysia matrella)和细叶结缕草(Zoysia tenuifolia)为父本的杂交育种方法，在4月中旬结缕草和中华结缕草孕穗期间，对其花序进行套袋，套袋1周后，当雌蕊外露2/3以上时，在晴天上午的9：00-11：00用口径为2cm，高度为3cm的小烧杯收集父本沟叶结缕草和细叶结缕草的花粉，然后将待授粉的母本花序伸入小烧杯，人工辅助转动生殖枝，使雌蕊充分蘸取花粉，直到白色的雌蕊显示微黄色，完成授粉，授粉后继续套袋，2-3天后顶端雄蕊开始外露，在上午8：00之前花药开裂前用小镊子将雄蕊去掉，继续观察，在每天早上8：00之前去掉逐渐外露的雄蕊，直到底部雌蕊萎蔫，继续套袋40-45天，继续套袋期间要观察雄蕊的外露情况，并在花药开裂前将雄蕊去掉，继续套袋40-45天后，种子变为黄色，将生殖枝剪断，进行种子收集并贮藏，于来年5月播种，获得杂交新品种。
2.根据权利要求1一种结缕草属植物新品种的种间杂交育种方法， 所述的用小烧杯收集父本沟叶结缕草和细叶结缕草的花粉，其特征在于将雄蕊已外露并且花药开裂的父本花序伸入小烧杯，并且人工辅助抖动父本花序，使花粉充分抖落在小烧杯内。
3.根据权利要求1一种结缕草属植物新品种的种间杂交育种方法， 所述的将生殖枝剪断，进行种子收集，其特征在于结缕草种子成熟时，一部分会掉落在袋子里，收取种子时，套在花序上的袋子连同花序一起带回实验室进行收种。
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