CN104737899B

CN104737899B - 一种航天诱变多叶型紫花苜蓿选育方法

Info

Publication number: CN104737899B
Application number: CN201510066468.5A
Authority: CN
Inventors: 杨红善; 常根柱; 周学辉; 柴小琴; 包文生
Original assignee: Lanzhou Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine CAAS
Current assignee: Lanzhou Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine CAAS
Priority date: 2015-02-07
Filing date: 2015-02-07
Publication date: 2017-09-19
Anticipated expiration: 2035-02-07
Also published as: CN104737899A

Abstract

本发明公开了一种航天诱变多叶型紫花苜蓿选育方法。本发明利用高科技的航天技术和传统的育种方法相结合，以航天搭载的紫花苜蓿种子为基础材料，制定一套紫花苜蓿多叶率评价指标，提供一种航天诱变多叶型紫花苜蓿选育方法可缩短育种周期，选育出我国第一个航天诱变多叶型紫花苜蓿新品种，可以提高营养价值和增加草产量。本发明专利以航天搭载的紫花苜蓿种子为基础材料，本发明的航天诱变多叶型紫花苜蓿选育方法选育出的多叶型紫花苜蓿新品种与常规紫花苜蓿相比，其基本特性是优质、丰产，表现为多叶率高(5叶为主)、产草量高和营养丰富等特点，本发明的方法紧密结合生产实践，可操作性强，主要应用于紫花苜蓿的选育和规模化生产。

Description

一种航天诱变多叶型紫花苜蓿选育方法

技术领域

本发明涉及植物育种技术领域，尤其涉及一种航天诱变多叶型紫花苜蓿选育方法。

背景技术

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是多年生豆科牧草，营养价值高、生产潜力大、适应性广，是世界上种植面积最大的牧草品种，素有“牧草之王”的美誉。紫花苜蓿在我国已有两千多年的栽培历史，目前，我国紫花苜蓿种植的留床面积约146.7万多公顷。目前生产水平：干草产量平均13-17 t/hm²，种子产量平均为375-600 kg/hm²。所以说，中国的草产业主要是紫花苜蓿的产业化，其在农业和畜牧业发展中具有十分重要的价值和地位。

航天诱变育种是以高科技返回式卫星为背景的新兴育种方法，其目的是利用空间的特殊环境，包括空间宇宙射线、微重力、高真空、弱磁场等因素综合作用使种子产生变化，引起生物体基因突变，进而使生物体获得有益变异，然后在地面选育新种质、新材料、培育新品种的植物育种技术。航天育种具有变异频率高、变异幅度大、有益变异多、稳定性强、优势明显和育种周期短等特点。

常规紫花苜蓿的叶片由3片小叶组成一个复叶，检测数据显示：紫花苜蓿60-70％的粗蛋白质和90％的维生素存在于叶片中，因此优质苜蓿应该是多叶的，由此确定了我们的育种目标为多叶性状。

发明内容

本发明的目的是提供一种多叶型紫花苜蓿的选育方法，选育出的多叶型紫花苜蓿多叶率高、营养丰富、产草量高。制定出的多叶型紫花苜蓿选育技术，供今后紫花苜蓿航天诱变选育参考。

本发明利用高科技的航天技术和传统的育种方法相结合，以2002年搭载于“神舟3号飞船”的紫花苜蓿种子为基础材料，开展多叶型紫花苜蓿选育，制定一套紫花苜蓿多叶率评价指标，提供一种航天诱变多叶型紫花苜蓿选育方法可缩短育种周期，选育出一种多叶型紫花苜蓿，可以提高营养价值和增加草产量。本发明专利采用以下技术路线来实现：

本发明的航天诱变多叶型紫花苜蓿选育方法的具体步骤如下：

(1)航天搭载紫花苜蓿种子室内育苗：

将培植土装入培养钵内，将航天搭载后的紫花苜蓿种子种植于培养钵内，每个培养钵内种植1粒种子，种子出苗后，继续养护45～60天，完成室内育苗；

(2)航天搭载紫花苜蓿选育圃种植：

首先精细整地，使土壤条件达到土碎、地平、无杂草，施足底肥，将室内育成的苗移栽大田，移栽方法采用，宽行距，移栽定植后，每单株浇水1 kg，再覆土1cm，以利生根保墒；移栽后1个月内，松土除杂草，隔7日浇水1次，一个月后转入常规管理，完成选育圃的种植；

(3)紫花苜蓿多叶率指标的制定：

①多叶株率：指具有多叶的株数占所测定总株数的百分比，测定方法：每试验小区随机选择20个单株，测定其中具有多叶的株数占总株数的百分比；

②多叶枝率：指具有多叶的枝条数占所测定总枝条数的百分比，测定方法：每试验小区以1m为一个样段，随机选择3个样段，距地面3～5 cm刈割，将具有多叶的枝条和非多叶枝条分开并计数，计算多叶枝条占总枝条数的百分比；

③复叶多叶率：指1个枝条上3片以上的复叶数占总复叶数的百分比(复叶数指1个叶柄上长有3片以上的叶片)；测定方法：在多叶枝率测定中确定的多叶枝条中随机取20个枝条，测定每一枝条上3片以上复叶数占总复叶数的百分比；

④品种多叶率＝多叶枝率×复叶多叶率

(4)选育圃植株成熟后，定为SP₁代单株，进行单株选择，选定3株多叶型的单株材料，秋季单株收获种子，因紫花苜蓿为多年生植物，对3株多叶型的单株连续观察3年，结果3株多叶型单株材料的多叶性状能够稳定表现；

(5)按步骤(3)确定的多叶率选择指标进行多代选育，以上一代入选收获的种子种植下一代，SP₁～SP₃代单株选择，单株种植，选择株型紧凑、多叶率高的单株保留，淘汰多叶率低及非多叶单株。SP₄代混合种植，淘汰不良单株，混合收获种子，得到选育的多叶型紫花苜蓿新品系。

步骤(1)中，培植土是由田园土、营养土和河砂混合形成。优选培植土是由以下重量百分比的原料组成：55-65％的农田耕作土、25-35％的腐殖营养土和10-15％的河砂。

步骤(1)中，培养钵置于光照充足、温度20～25℃、湿度35～40％的环境中培植，

步骤(2)中，底肥施用量是：农家肥2.0～2.25kg/m²、磷肥-过磷酸钙0.30～0.35kg/m²。

步骤(2)中，宽行距是行距0.8m，株距0.6 m。

本发明的积极效果如下：

本发明以航天搭载的紫花苜蓿种子为基础材料，以航天诱变技术和传统育种方法为理论根据，结合两种技术，制定出4项多叶率衡量指标和一套多叶型紫花苜蓿选育方法，通过该方法选育出一种航天诱变多叶型紫花苜蓿新品种，该品种与常规紫花苜蓿相比，其基本特性是优质、丰产，表现为多叶率高(5叶为主)、产草量高和营养含量高；本专利紧密结合生产实践，可操作性强，主要应用于紫花苜蓿的选育和规模化生产。

将收获的SP₄代种子小区种植，进行品系鉴定，经专家现场测试：多叶株率达100％，多叶枝率达100％，复叶多叶率达42.1％。

附图说明

图1是实施例1中航苜1号紫花苜蓿新品种选育技术路线图。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。

实施例1

1、紫花苜蓿种子航天搭载处理：

精选紫花苜蓿种子三得利(Medicago sativa L.cv.Sanditi)分为2份，1份按要求密封搭载于“神舟3号飞船”，搭载时间为2002年3月25日至2002年4月1日，飞行高度为198～338 Km，倾角42.4°，绕地球飞行108圈；另1份作为地面对照(CK)，地面低温储存。

2、航天搭载紫花苜蓿种子育苗。

按重量百分比，将55-65％的农田耕作土、25-35％的腐殖营养土和10-15％的河砂混合，形成培植土，给该培植土浇水，使其湿度为60-70％，将培植土分别装入多个培养钵内，然后将航天搭载后的紫花苜蓿种子种植于培养钵内，每个培养钵内种植1粒种子，播种深度为1～1.5cm，轻度镇压，置于光照充足、温度20～25℃、湿度35～40％的环境中培植，种子出苗后，继续养护45～60天，之后将幼苗移栽于大田。

3、航天搭载紫花苜蓿选育圃种植。

选育圃土壤条件：精细整地(土碎、地平、无杂草)；土壤pH值7～8；可溶性盐分含量不大于0.3％；施肥量：农家肥2.0～2.25kg/m²、磷肥(过磷酸钙)0.30～0.35 kg/m²，种植层土壤湿度30～40％。移栽方法：采取宽行距，即行距0.8m，株距0.6 m，移栽定植后，每单株浇水1 kg，再覆土1cm，以利生根保墒；移栽后1个月内，松土除杂草，隔7日浇水1次，一个月后转入常规管理。

4、多叶型紫花苜蓿选育技术及过程。

该过程采用以下5个步骤完成：

步骤1：选育圃植株成熟后，定为SP₁代单株，进行单株选择，选定3株多叶型的单株材料，秋季收获单株种子，因紫花苜蓿为多年生植物，3株多叶型的单株连续观察3年，结果为3株多叶型单株材料的多叶性状能够稳定表现。

步骤2：将收获的SP₁代多叶型单株种子，穴播种植，选择株型紧凑、多叶率高的单株保留，淘汰多叶率低及非多叶单株，共入选273个优良多叶单株，形成SP₂代单株材料，秋季成熟混合收获入选单株种子。

步骤3：单株种植SP₂代收获的种子，选择株型紧凑、多叶率高的单株保留，淘汰不良单株，共入选1018个优良多叶单株，形成SP₃代单株材料，秋季成熟混合收获入选单株种子。

步骤4：混合种植SP₃代收获种子，淘汰不良单株，形成SP₄代，混合收获种子，得到选育的多叶型紫花苜蓿新品系。

步骤5：将SP₄代收获种子小区种植，进行品系鉴定，经专家现场测试：多叶株率达100％，复叶多叶率达42.1％，形成“航苜1号”紫花苜蓿新品系。

5、航苜1号紫花苜蓿新品种选育技术路线

技术路线如图1所示:

6、“航苜1号”紫花苜蓿新品种与其他对照品种比较的优越性。

以未搭载对照品种、国产优质紫花苜蓿品种为对照，对“航苜1号”进行品种比较试验。试验结果，经专家现场测产，多叶株率为100％，多叶枝率为100％，复叶多叶率为42.1％，据查新其多叶率指标在国内外多叶苜蓿品种至目前处于较高水平。叶量丰富，叶含量50.36％(高于对照5.71％)，干草产量15529.9 kg/hm²(高于对照12.8％)，粗蛋白质含量20.08％(高于对照2.97％)，18种氨基酸总量为12.32％，(高于对照1.57％)。由此可见，“航苜1号”多叶型紫花苜蓿特点为优质、丰产，表现为多叶率高、草产量高、营养价值高。

7、紫花苜蓿航天育种与常规育种比较的优越性

紫花苜蓿航天育种与常规育种相比具有诱变频率高，变异幅度大，缩短育种周期等特点。特殊的空间环境及各种诱变因素综合作用，能诱发作物种子产生遗传变异，地面种植后，作物形态学特征和植物学性状发生变化，并且变异幅度大，变异类型多，多数变异性状在后代能稳定遗传，一般在SP₃-SP₄代即可稳定，可缩短育种周期、加快育种进程，在植物育种上具有创新突破。航天育种最显著的变异为作物产量提高、早熟性和抗逆性增强，这对紫花苜蓿育种而言至关重要。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种航天诱变多叶型紫花苜蓿选育方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：

（1）航天搭载紫花苜蓿种子室内育苗：

将培植土装入培养钵内，将航天搭载后的紫花苜蓿种子种植于培养钵内，每个培养钵内种植1粒种子，种子出苗后，继续养护45～60天，完成室内育苗；所述培植土是由以下重量百分比的原料组成：55-65%的农田耕作土、25-35%的腐殖营养土和10-15%的河砂；所述培养钵是置于光照充足、温度20～25℃、湿度35～40%的环境中培植；培植土是由田园土、营养土和河砂混合形成；

（2）航天搭载紫花苜蓿选育圃种植：

首先精细整地，使土壤条件达到土碎、地平、无杂草，施足底肥，将室内育成的苗移栽大田，移栽方法采用，宽行距，宽行距是行距0.8m，株距0.6 m，移栽定植后，每单株浇水1 kg，再覆土1cm，以利生根保墒；移栽后1个月内，松土除杂草，隔7日浇水1次，一个月后转入常规管理，完成选育圃的种植；底肥施用量是：农家肥2.0～2.25kg/m²、磷肥-过磷酸钙0.30～0.35 kg/m²；

（3）紫花苜蓿多叶率指标的制定：

① 多叶株率：指具有多叶的株数占所测定总株数的百分比，测定方法：每试验小区随机选择20个单株，测定其中具有多叶的株数占总株数的百分比；

② 多叶枝率：指具有多叶的枝条数占所测定总枝条数的百分比，测定方法：每试验小区以1m为一个样段，随机选择3个样段，距地面3～5 cm刈割，将具有多叶的枝条和非多叶枝条分开并计数，计算多叶枝条占总枝条数的百分比；

③ 复叶多叶率：指1个枝条上3片以上的复叶数占总复叶数的百分比，复叶数指1个叶柄上长有3片以上的叶片；测定方法：在多叶枝率测定中确定的多叶枝条中随机取20个枝条，测定每一枝条上3片以上复叶数占总复叶数的百分比；

④ 品种多叶率=多叶枝率×复叶多叶率

（4）选育圃植株成熟后，定为SP1代单株，进行单株选择，选定3株多叶型的单株材料，秋季单株收获种子，因紫花苜蓿为多年生植物，对3株多叶型的单株连续观察3年，结果3株多叶型单株材料的多叶性状能够稳定表现；

（5）按步骤（3）确定的多叶率选择指标进行多代选育，以上一代入选收获的种子种植下一代，SP1～SP3代单株选择，单株种植，选择株型紧凑、多叶率高的单株保留，淘汰多叶率低及非多叶单株；SP4代混合种植，淘汰不良单株，混合收获种子，得到选育的多叶型紫花苜蓿新品系。