CN105075852A - 水芹杂交育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水芹杂交育种方法，属于水芹的育种领域。本发明水芹杂交育种方法，包括：在水芹母本的花开花第2-5天，用父本花粉授粉，收获杂交种子，即得。本发明进一步将水芹杂交种子用砂贮藏，然后催芽，杂交种子的发芽率高。本发明柱头可授性检测结果表明，水芹在开花第4-5天柱头具较强可授性；开花当天至第2天及第6天柱头无可授性；花粉活力检测结果表明，水芹在开花之初到开花后6h，花粉活力高。以上结果表明，水芹的雌、雄器官既在空间上分离，又在时间上分离，只能进行同株异花间或异株异花间授粉才能受精结实。本发明水芹杂交育种方法不需去雄，具有结实率高，杂交优势明显等优点，为水芹资源创新和新品种选育奠定基础。

Description

水芹杂交育种方法

技术领域

本发明涉及水芹杂交育种方法，属于水芹的育种领域。

背景技术

水芹(OenanthejavanicaD.C)为伞形科水生宿根草本植物，以其嫩茎和叶柄供食，味道鲜美。此外，水芹具有较高的药用价值、经济价值和生态价值。

水芹的花为复伞形花序，在茎上顶生或侧生，花小，结实率低，种子成熟后易脱落，不易采收，种子发芽率低等现象，严重制约种子在生产中的利用。目前，中国多采用无性繁殖繁衍水芹后代，产生优良变异的概率低，从物种进化、适应环境的角度是极为不利的；而且有些品种优良性状虽然保持住了，但不良性状也无法去除掉。采用有性杂交育种方法可以克服上述缺点，且相比无性繁殖栽培，具有生长势强、抗逆性强、杂交优势明显等特点。

因此，研究水芹的繁育系统类型，提供一种新的水芹杂交育种方法，将为提示水芹有性生育规律、水芹资源创新和新品种选育奠定基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水芹杂交育种方法，不仅克服无性繁殖的缺点，而且具有杂交种子结实率高，杂交优势明显等优点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

本发明公开了一种水芹杂交育种方法，包括以下步骤：在水芹母本的花开花第2-5天，用父本花粉授粉，收获杂交种子，即得。

优选的，在水芹母本的花开花第3-5天，用父本花粉授粉；更优选的，在水芹母本的花开花第4-5天，用父本花粉授粉。

其中，所述开花为花瓣张开，且花药开裂，开始计算开花时间。一天为24h。

所述父本花粉为父本开花后0-24h的花粉；优选为，父本开花后0-10h的花粉；更优选为，父本开花后0-6h的花粉；最优选为，父本开花后1h的花粉。其中，所述父本开花为花瓣张开，且花药开裂，开始计算开花时间。

本发明所述授粉的时间为10：00-15：00。

本发明水芹杂交育种方法，还可以包括：开花当天将母本同一花序同一时间开花的花套袋，并摘除母本同一花序未开的花；其中，所述母本同一花序同一时间开花的花优选为8-10朵；所述开花为花瓣张开，且花药开裂。一般选择母本同一花序外缘同一时间刚开放的花。

优选的，还可以包括：将父本开花的花序套袋；以免花粉被风吹落或被虫子携带走。其中，所述父本开花为花瓣张开，且花药开裂，释放花粉。

更优选的，还可以包括：用父本花粉授粉后，将母本花序套袋；其中，所述套袋为套硫酸纸袋；套袋15-20d后，去除套袋，再套上纱网袋。种子成熟后自然脱落在纱网内。

本发明所述水芹母本、父本的定植时间为3月或10月下旬至11月上旬。本发明方法还可以包括：在6月中下旬水芹抽薹时，选择生长健壮的主茎或一级侧枝，用竹杆撑起三角架，将茎捆绑在竹杆上，以防倒伏。

本发明研究水芹的开花动态结果表明，水芹的开花顺序为由外向内逐渐花放，开花天数需10～12d，开花高峰在第4～6天。在一天中，花序上小花开放时间，晴天绝大部分花在8：00-11：00开放，形成第1个开花高峰，少部分花在14：00-16：00开放，形成第2个小高峰，开花的日动态明显呈现双峰现象。水芹单朵花的花期为4～5d。

水芹花粉活力检验结果表明，从花瓣张开且花药开裂开始计算开花时间，水芹花粉活力在开花之初较高，在开花后6h，花粉活力维持在70％以上；第10h后，花粉活力迅速下降；24h花粉活力几乎为零，完全失去活力。

柱头可授性检验结果表明，水芹在开花当天至第2天，柱头无可授性；第3天两柱头有部分可授性，在30～40％；第4天，两柱头具强可授性；第5天，部分柱头具可授性；第6天开始，全部柱头失去可授性。

利用人工授粉荧光显微镜观察花粉粒萌发结果表明，水芹在开花第4d授粉4h时，观察到花粉萌发，第5d几条花粉管能从珠孔进入；先是通过柱头表面粗糙的乳突细胞与花粉粒表面先产生物理接触吸附，再以花粉壁和柱头表面的脂类物质亲和后开始水合，花粉管开始自萌发孔中伸出，经过乳突细胞间隙进入柱头。水芹在开花当天至第2、3天授粉，柱头未见花粉萌发，而是柱头上的胼胝质在紫外光诱导下产生较强的荧光，进而形成胼胝质塞，使花粉不能萌发。

按照Dafni的方法对水芹进行杂交指数(OCI)的测量，其有性繁育系统为异交、部分自交亲和、需要传粉者。依据Cruden以P/O评判繁育系统的标准，水芹的繁育系统均为专性异交。

目前，由于对水芹的传粉生物学和有性繁育系统不了解，研究者误以为水芹和其它大多数作物的花一样，在开花当天柱头成熟，授花粉后就能结实。因此，在长期的水芹杂交工作中始终未能得到杂交种子或者杂交种子量较少，严重制约种子在生产中的利用。

本发明研究结果显示，水芹开花当天花药散粉，第二天后花药枯萎，而同一朵花的柱头没有可授性；水芹的雌、雄器官既在空间上分离，又在时间上分离，只能进行同株异花间或异株异花间授粉才能受精结实。因此，水芹杂交时不需去雄，只是在开花当天将同一花序上同一时间开花的花套袋，开花第4～5d进行授粉，就能进行杂交育种，获得杂交种子。

本发明水芹杂交实验结果表明，在自然条件下水芹结实率为82.5％；本发明方法的水芹杂交结实率达64.3％；而开花当天去雄，当天人工授粉后套袋的水芹结实率为0。

本发明水芹杂交育种方法，还包括：将杂交种子晾干，用砂贮藏，然后催芽，育苗，选择符合育种目标的单株。其中，所述用砂贮藏为常温下用砂贮藏30～35d；所述催芽的条件为将种子接种到铺有湿润滤纸的培养皿上，温度20-25℃，每天6小时以上光照；优选的，每天12小时光照；所述催芽的时间为10-25d。一般催芽10～15d天种子开始发芽。

本发明在12小时光照、20-25℃恒温条件下，水芹种子不经砂藏，发芽率为0；经砂贮藏20～25d，水芹种子发芽率为12.5％-17.5％；经砂贮藏30～35d，水芹种子发芽率达62.5％-75.0％。

本发明所述选择符合育种目标的单株的步骤可以包括：(1)初选：选择生长势旺、病害少的优良单株，调查水芹生长过程中的各项指标，如株高、叶片长、宽、分株数，单株重量、叶片、叶柄颜色、抗病虫能力等；(2)复选：根据观察记载资料综合分析结果，在决定取舍时可进行数次；(3)初步繁殖：将入选的单株，分别繁殖一定数量的群体，供品系比较试验用，同时调查分析其繁殖力；(4)品系比较试验：入选单株的繁殖后代称为品系；以亲本材料作为对照，在同等栽培条件下进行对照比较，比较鉴定的项目有株高、叶片长、宽、分株数，单株重量、叶片、叶柄颜色、抗病虫能力等；(5)报请审(认)定：经品系比较试验和区域适应性试种选出的优良单株，即可报请省级作物品种审定委员会审定；(6)无性分株繁殖：对所选育出的优良水芹单株，经过相关单位审定后，进行无性分株快速繁殖，繁育出优良水芹种苗；(7)繁育推广：经审定合格的优良种苗即可繁育和大规模推广。

本发明所繁育的水芹种苗具有生长势强、适应性强、抗病性强、水芹产量高、杂交优势明显等特点。本发明将吴县水芹×雨林水芹杂交，选育出鄂水芹二号新品种，其亩产量较父本及母本明显提高，分别提高了69.5％和29.4％。

本发明技术方案与现有技术相比，具有以下益效果：

本发明通过研究水芹繁育系统表明其有性繁育系统为异交、部分自交亲和、需要传粉者。对水芹花粉活力和柱头的可授性检测结果显示，两者雌、雄器官既在空间上分离，又在时间上分离，只能进行同株异花间或异株异花间授粉才能受精结实；水芹在开花第4天，两柱头具最强可授性。本发明水芹杂交育种方法，不需去雄，杂交的结实率高达64.3％。水芹杂交种子用砂贮藏30～35d，发芽率达62.5％-75.0％；本发明方法所繁育的水芹种苗杂交优势明显。本发明水芹杂交育种方法为提示水芹有性生育规律、水芹资源创新和新品种选育奠定了基础。

附图说明

图1为水芹柱头人工授粉荧光显微镜观察；其中，1：开花第2天；2：开花第3天；3：开花第4天；4：开花第5天；5：水芹在开花第4d授粉后几条花粉管从珠孔进入胚珠。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。

1、材料

吴县水芹，原产地江苏省吴锡市；雨林水芹，原产地云南省勐腊县。

实施例1水芹新品种选育

1、定植：杂交授粉的材料一般在10月下旬至11月上旬或翌年3月份定植，定植在塑料盆或水缸或水池中，要防止冻害。选用吴县水芹(母本)×雨林水芹(父本)作为亲本，采用双行摆盆栽培，按行距宽20～30cm摆盆、盆内装上泥土，深约10～15cm，并灌上水至高过泥土3～5cm，株距呈梅花型，将水芹苗栽于盆内，每盆栽1株，并撒施好基肥。

2、搭架：在6月中下旬水芹抽薹时，选择生长健壮的主茎或一级侧枝，用竹杆撑起一个三角架，将茎捆绑在小竹竿上，以防倒伏。

3、父、母本套袋：选择母本同一花序外缘同一时间刚刚开放的小花8-10朵，并摘除花序中央未开的小花，然后用硫酸纸将整个花序套好，并扎口、挂牌。

选择开花旺盛的父本花序，将整个花序套上硫酸纸袋，以免花粉被风吹落和虫子携带走。

4、授粉：授粉时间在10：00～15：00。

在母本株上查找已套袋的开花第4～5天的花(从花瓣张开，且花药开裂开始计算开花时间，一天为24h。)，将袋子揭开，然后将父本盛开的花序1～2个倒扣在母本花序上轻轻摩擦，使父本花粉均匀授于母本柱头上，授粉后再用硫酸纸袋将整个母本花序套好，并扎口、挂牌。15～20d后去除套袋，再套上纱网袋，种子成熟后自然脱落在纱网内。

5、种子收集：授粉后4～5周，种子由绿变软成黄色时，将网内自然脱落的种子连同纱网袋一起采收。种子放置于网织带内，在阴凉处晾干。

不同处理水芹杂交的结实率见表1。

表1水芹杂交结实率

从表1可见，在自然条件下水芹结实率为82.5％；本发明水芹杂交方法的结实率达64.3％；而开花当天去雄，当天人工授粉后套袋的水芹结实率为0。

6、种子积沉：水芹种子有深度休眠，必须打破休眠后才能发芽。打破休眠方法是将水芹种子积沉在砂里，在常温下积沉30～35d。

7、育苗

(1)培养土布置

第一，土壤基质配置

苗床营养土选用熟土(已腐熟的有机土)70％、泥炭土20％、蛭石10％(体积比)混合拌匀后过筛；

第二，土壤消毒

配置完营养土后，需对土壤进行消毒处理，消毒时，每平方米用福尔马林50ml兑水10kg均匀地喷洒在营养土上，然后用草袋或熟料薄膜覆盖，10天后揭掉覆盖物，使气体挥发，2d后可用于移栽。

(2)种子萌发：将收获的种子经砂贮藏30～35d后，蒸馏水清洗。清洗种子2～3次，每次1min，直至没有乳白色悬浊物产生。在6-12小时光照、20-25℃恒温条件，将种子接种到铺有湿润滤纸的培养皿上，10～15d天种子开始发芽。

在12小时光照、20-25℃恒温条件下，不同处理的水芹杂交种子发芽率见表2。

表2水芹杂交种子的发芽率

从表2可见，在12小时光照、20-25℃恒温条件下，水芹杂交种子不经砂贮藏，发芽率为0；经砂贮藏20～25d，水芹杂交种子的发芽率仅为12.5％-17.5％；经砂贮藏30～35d，水芹杂交种子的发芽率高达62.5％-75.0％。

(3)炼苗：当幼苗长出真叶，根系发育良好时，用镊子轻轻取出植株，将其转入以珍珠岩为基质的塑料杯中进行炼苗。浇透定根水，用塑料薄膜封口，放入30℃左右的恒温箱中驯化7～14d。移栽前5天去除塑料薄膜，加少量水保湿，后移栽到培养土中，放于玻璃温室中培育。

(4)移栽：选择地势平坦、阳光充足、灌、排水便利的地块进行移栽，带培养土的种苗从塑料杯中取出，按行距宽20～30cm摆盆(盆子直径在30～35cm、高13～15cm)、盆内装上培养土，深约10～15cm，并灌上水至高过泥土3～5cm，盆子呈梅花型，将水芹苗栽于盆内，每盆栽1株，并撒施好基肥。栽后适量浇水，水位在1～5cm缓苗。

(5)苗期管理：水芹苗生长至20～30cm时，每盆追施尿素3～5g，中耕除草，生长过程中保持盆内湿润。

8、选育：

(1)初选：根据育种目标，选择生长势旺、病害少的优良单株，标记编号，以供观察；

(2)观察：调查水芹生长过程中的各项指标，如株高、叶片长、宽、分株数，单株重量、叶片、叶柄颜色、抗病虫能力、品质好、产量高、早熟或晚熟等；

(3)复选：根据观察记载资料综合分析结果，在决定取舍时可进行数次；

(4)初步繁殖：将入选的单株，分别繁殖一定数量的群体，供品系比较试验用，同时调查分析其繁殖力；

(5)品系比较试验：入选单株的进行繁殖后代称为品系；以亲本材料作为对照，在同等栽培条件下进行对照比较，比较鉴定的项目有株高、叶片长、宽、分株数，单株重量、叶片、叶柄颜色、抗病虫能力、品质好、产量高、早熟或晚熟等；

(6)报请审(认)定；经品系比较试验和区域适应性试种选出的优良单株，即可报请省级作物品种审定委员会审定；

(7)无性分株繁殖，对所选育出的优良水芹单株，经过相关单位审定后，进行无性分株快速繁殖，繁育出优良水芹种苗；

(8)繁育推广：经审定合格的优良种苗即可繁育和大规模推广。

本发明通过将吴县水芹×雨林水芹杂交，选育出鄂水芹二号新品种，其亩产量较父本及母本明显提高(表3)，分别提高了69.5％和29.4％。

表3产量比较

试验例1水芹繁育系统研究

1、试验方法

1.1试验地自然概况

试验地位于国家种质武汉水生蔬菜资源圃野外试验地，地处东经114°21′，海拔30m，年均气温16.6～17.2℃，≥l0℃年有效积温5222～5250℃，年均降水量1100～120mm，主要集中在6—7月；年均蒸发量1363mm；土壤为壤土为主，pH值7.5～8.5。试验时间为2009--2011年，试验对象为栽培水芹吴县水芹和野生状态居群雨林水芹，母本为吴县水芹，父本为雨林水芹。所选样植株高40～45cm，为开花盛期的植株。

1.2开花动态及花朵数量性状的观测与统计

标记特定花序开始开花的时间，在自然条件下连续数天定位观察和记录花朵的开放进程，直至花瓣脱落。注意观测花朵开放、花粉散出、柱头伸长、花蜜与气味有无及开始出现和持续的时间。分别采集30朵左右花朵，测量其花丝长度、柱头长度、花药与柱头之间的距离，并计算各有关参数的平均数。

1.3花粉活力与柱头可授性检测

1.3.1花粉活力检测

从水芹植株上分别随机采集不同发育时期(花后1、3、6、10、12、24、48、72、96、120和144h)(从花瓣张开，且花药开裂开始计算开花时间)的新鲜花朵，将1～2滴1％MTT溶液置于花粉样品中，充分混匀盖盖玻片，1mim后在显微镜下观察，若花粉变深红色或红色的花粉计为有活力，若红色浅或无色和则表明无活力。在显微镜下分别计数一个视野中花粉的总数和有生活力的(深红色)花粉数，每朵花检测5个视野，按下式计算有生活力花粉的比例用以代表花粉活力：即花粉活力(％)＝(变深红色的花粉数目/花粉总数)×100。每朵花统计花粉数＞500粒，每个时期重复10朵花。

1.3.2柱头可受性的检测

1.3.2.1联苯胺-过氧化氢检验

检验采用过氧化氢—联苯胺法，具体做法是在盛花期的9：00时，取不同发育时期的花，用过氧化氢—联苯胺溶液进行检测。反应液的配方为联苯胺：过氧化氢：水＝4：11：22(体积比)，在凹形载玻片内进行检测。若柱头具有可授性，则周围出现蓝色并有大量气泡产生。计算具有可授性的柱头数量占供检小花柱头总数的百分率。

1.3.2.2人工授粉荧光显微镜观察

选择将开放的花朵20个，摘除其他已开的花和未开花的花蕾，作标记并套袋隔离，按开花天数((开花当天和开花第2、3、4、5、6天)(从花瓣张开，且花药开裂开始计算开花时间)取新鲜花药进行人工授粉，再分别按授粉后不同时间(授粉后1h、2h、3h、4h、5h)取样，每次取15朵花，去除花瓣及萼片，固定在FAA固定液中，置于4℃保存待测。观察时对每时段随机取10个样品，用0.1％脱色水溶性苯胺蓝染色，经整体压片或纵剖压片后置于350-400nm紫外光下，荧光显微镜观察并摄影，观察花粉在花柱上的萌发，检验柱头的可授性。

1.4有性繁育系统检测

1.4.1杂交指数(out—crossingindex，OCI)估算

按照Dafni的标准进行花序直径、花朵大小和开花行为的测量及繁育系统的评判。具体方法：(1)花朵或花序直径<1mm记为0，1～2mm记为1，2～6mm记为2，>6mm记为3；(2)花药开裂时间与柱头可授期之间的时间间隔，同时或雌蕊先熟记为0，雄蕊先熟记为1；(3)柱头与花药的空间位置，同一高度记为0，空间分离记为1。三者之和为OCI值。

评判标准为：OCI为0时，繁育系统为闭花受精；OCI为1时，繁育系统为专性自交；OCI为2时，繁育系统为兼性自交；OCI为3时，繁育系统为自交亲和，有时需要传粉者；OCI为4时，繁育系统为部分自交亲和，异交，需要传粉者。

1.4.2花粉—胚珠比(pollen—ovuleratio，P/O)的估算

随机选取水芹即将开放的花朵(花药尚未开裂)共20个，每株采1朵，然后细心地解剖花药将花药全部移人一个有刻度的离心管，用蒸馏水定容至1mL。在振荡器下震荡60S，用移液枪吸取10μL的花粉液于载玻片上，每朵花重复5次，在显微镜下观察并统计花粉数。取20朵花，在体视显微镜下用解剖针划开后，取出胚珠，记数单个子房的胚珠数目，每朵花重复5次，所得平均数乘以平均子房数得单花胚珠数。居群的P/O比以单花的花粉量乘以居群雄雌性比，再除以胚珠数目得到P/O值。

按Cruden的标准，P/O为2.7～5.4时，其繁育系统为闭花受精；P/O为18.1～39.0时，繁育系统为专性自交；P/O为31.9～396.0时，繁育系统为兼性自交；P/O为244.7～2588.0时，繁育系统为兼性异交；P/O为2108.0～195525.0时，繁育系统为专性异交。

2、试验结果

2.1开花动态及花朵数量性状的观测与统计

2.1.1水芹花序的开花进程

水芹的花序为复伞形花序。花着生于小伞花柄上，花朵较小，有浓郁的芳香。水芹花通常在6下旬开始开花，7月达到开花盛期，8月上旬开花结束，整个花期持续45d左右。花序由13～16长短不等的小伞组成，每小伞有35～55朵小花。开花顺序为由外向内逐渐花放，开花天数需10～12d，开花高峰在第4～6天，为开花总数的48％。

在一天中，花序上小花开放时间，晴天绝大部分花在8：00时-11：00时开放，形成第1个开花高峰，少部分花在14：00时-16：00时开放，形成第2个小高峰，开花的日动态明显呈现双峰现象。但阴雨时，花朵开放时间后滞，双峰现象不明显或几乎消失。

2.1.2水芹单朵花的开花动态

水芹单朵花的花期为4～5d。1d时，早晨花瓣开裂，花瓣开始松动，花丝折叠在花冠内，柱头未伸出花冠筒，乳头为锥形，上下紧密并列。上午10：00后，花瓣张开，花丝伸长，中午前后花药破裂释放花粉，此时花丝长28.5mm，散粉持续时间约为3～4h，散粉后花药干瘪，花丝花药完好，花瓣展开，柱头未伸出花冠，花柱长10mm，花药与两柱头间的距离为18.5mm，有明显的空间隔离现象。2d，花药由白转黄，并下垂萎蔫，花瓣完全张开，花柱继续伸长，与花冠平等长，两花柱顶端开始相对向外分开，基部成10.5℃角度。3d，花丝基本断落，花瓣张开，花柱伸出花冠筒，两柱头基部角度增大，成20.0℃角度，柱头明显增粗，由锥形长变呈突状形，柱头无蜜汁分泌，为干燥柱头。4d，还有少量花瓣残留，柱头明显伸长显著，基部角度增大成27.2℃角度，柱头乳头细胞明显，覆盖柱头顶部，柱头顶端表面积增大。5d，花柱继续伸长，基部角度略有增大，只有子房和两花柱。6d，柱头伸长缓慢，柱头细胞萎缩，子房开始膨大。授粉后两柱头不脱落，宿存至果实成熟(表4)。

表4水芹开花动态

2.1.3花朵数量性状

水芹花的数量特征的观察结果为表5。

两性花，花瓣白色带粉红色，先端内折；花瓣5，覆瓦状排列；雄蕊与花瓣同数而互生；雌蕊2心皮合生，子房下位，2室，每室1胚珠，花柱2外弯。

表5水芹花数量性状

2.2水芹花粉活力与柱头可授性检验

2.2.1水芹花粉活力检验

用1％MTT对花粉进行染色，发现不同时期花粉活力差异明显(见表6)。水芹花药散粉是中午后开始，从花瓣张开，且花药开裂开始计算开花时间。花粉活力在开花之初较高，在开花后6h，花粉活力维持在70％以上，第10h后，花粉活力迅速下降。24h花粉活力几乎为零，完全失去活力。依据Cruden的标准，水芹有性繁育系统属于专性异交(表6)。

表6花粉活力及柱头可授性的检测结果

注：+：柱头具最强可授性；

+/－、－/+：部分柱头具可授性，部分柱头不具可授性；

－：全部柱头失去可授性。

2.2.2柱头可授性检验

利用联苯胺-过氧化氢检验柱头的可授性，测定结果见表6。水芹在开花当天至第2天，柱头无过氧化物酶活性；第3天两柱头有部分过氧化物酶活性，在30～40％；第4天，两柱头具强过氧化物酶活性；第5天，过氧化物酶活性下降；第6天开始，无过氧化物酶活性。另外，光照充足的条件下，花朵发育较快，柱头可授期开始的时间稍早一些。

2.2.3利用人工授粉荧光显微镜观察花粉粒萌发

水芹为干柱头类型，在电镜下可观察到不同时期花粉粒的固定和萌发情况，水芹在开花第4d授粉4h时，观察到花粉萌发；第5d几条花粉管能从珠孔进入。先是通过柱头表面粗糙的乳突细胞与花粉粒表面先产生物理接触吸附，再以花粉壁和柱头表面的脂类物质亲和后开始水合，花粉管开始自萌发孔中伸出，经过乳突细胞间隙进入柱头。水芹在开花当天至第2、3天授粉，柱头未见花粉萌发，而是柱头上的胼胝质在紫外光诱导下产生较强的荧光，进而形成胼胝质塞，使花粉不能萌发(图1)。

2.3有性繁育系统

2.3.1水芹杂交指数(OCI)

按照Dafni的方法进行水芹杂交指数的测量(表7)。水芹花序直径和花冠直径﹥6mm。同一花朵中，有雄蕊先熟，即，其雌、雄器官不仅在空间上分离而且在时间上也分离(表4、表5、表6)。所以，水芹的杂交指数(OCI)都大于或等于4。根据Dafni提出的标准，二者的繁育系统为异交、部分自交亲和，需要传粉者。

表7水芹的OCI观测结果

2.3.2花粉/胚珠比(p/O)

每朵单花的花粉数P值范围为6100-8030，花粉-胚珠比P/O值为3050-4015，每朵雌花胚珠数为2，其种群花粉-胚珠比(P/O)均高于2500(表8)。依据Crudenl的标准，繁育系统属于专性异交。

表8水芹花粉-胚珠比观测结果

以上试验结果表明，按照Dafni的方法对水芹进行杂交指数(OCI)的测量，其有性繁育系统为异交、部分自交亲和、需要传粉者。依据Cruden以P/O评判繁育系统的标准，水芹的繁育系统均为专性异交。

水芹的传粉系统由3个部分组成，即花粉、柱头和传粉媒介。对花粉活力和柱头的可授性检测结果显示，两者雌、雄器官既在空间上分离，又在时间上分离，只能进行同株异花间或异株异花间授粉才能受精结实。水芹在开花当天至第2天，柱头无可授性；第3天，部分柱头具可授性；第4天，两柱头具最强可授性；第5天，部分柱头具可授性；第6天开始，全部柱头失去可授性。水芹在开花第4d授粉观察到花粉萌发，第5d几条花粉管能从珠孔进入；而在开花当天至第2、3天授粉，柱头未见花粉萌发。

Claims (10)

1.一种水芹杂交育种方法，其特征在于，包括以下步骤：

在水芹母本的花开花第2-5天，用父本花粉授粉，收获杂交种子，即得。

2.按照权利要求1所述的水芹杂交育种方法，其特征在于：在水芹母本的花开花第3-5天，用父本花粉授粉；

优选的，在水芹母本的花开花第4-5天，用父本花粉授粉。

3.按照权利要求1或2所述的水芹杂交育种方法，其特征在于：所述开花为花瓣张开，且花药开裂。

4.按照权利要求1或2所述的水芹杂交育种方法，其特征在于：所述父本花粉为父本开花后0-24h的花粉；

优选为，父本开花后0-10h的花粉；更优选为，父本开花后0-6h的花粉；最优选为，父本开花后1h的花粉。

5.按照权利要求4所述的水芹杂交育种方法，其特征在于：所述父本开花为花瓣张开，且花药开裂。

6.按照权利要求1或2所述的水芹杂交育种方法，其特征在于：所述授粉的时间为10：00-15：00。

7.按照权利要求1所述的水芹杂交育种方法，其特征在于，还可以包括：开花当天将母本同一花序同一时间开花的花套袋，并摘除母本同一花序未开的花；其中，所述母本同一花序同一时间开花的花优选为8-10朵；

优选的，还可以包括：将父本开花的花序套袋；

更优选的，还可以包括：用父本花粉授粉后，将母本花序套袋；套袋15-20d后，去除套袋，再套上纱网袋；

其中，所述套袋为套硫酸纸袋。

8.按照权利要求1所述的水芹杂交育种方法，其特征在于：所述水芹母本、父本的定植时间为3月或10月下旬至11月上旬。

9.按照权利要求1所述的水芹杂交育种方法，其特征在于，还包括：将杂交种子晾干，用砂贮藏，然后催芽，育苗，选择符合育种目标的单株。

10.按照权利要求9所述的水芹杂交育种方法，其特征在于：所述用砂贮藏为常温下用砂贮藏30-35d；

所述催芽的条件为温度20-25℃，每天6小时以上光照；优选的，每天12小时光照；所述催芽的时间为10-25d。