CN105638436A - 一种红豆杉的杂交育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红豆杉的杂交育种方法，包括如下步骤：花粉采集、授粉、施肥、挂果、沙藏、播种、移栽。本发明方法解决红豆杉属植株种间花期不同步导致授粉育种困难的问题，简便易行，且采用喷施的方式进行大量的生产实践。该发明对于红豆杉属植物资源的深度开发和广泛应用具有重要而深远的意义，应用前景广阔。

Description

一种红豆杉的杂交育种方法

技术领域

本发明涉及植物的杂交育种方法，具体涉及一种红豆杉的杂交育种方法，属于木本植物品种选育的技术领域。

背景技术

红豆杉，又称紫杉，属国家一级保护的珍贵树种，天然林资源已枯竭。红豆杉是常绿乔木，树干通直，树姿优美，种子成熟时呈红色，假皮鲜艳夺目，是优良的盆景和绿化树种。红豆杉木材坚固耐用，纹理秀丽，根、茎都是高档的雕刻材料，是属于特种用林材；它的根、茎、皮、叶均含有紫杉醇，是当今世界公认的治癌药物，叶可通经、利尿、降血压，对防治糖尿病及心血管疾病有明显效果，是价值昂贵的药用林。近年红豆杉盆景在花木市场也呼之欲出，成为令人瞩目的新贵。红豆杉盆景放在室内具有明显的驱赶蚊虫和净化空气的效果，它吸收二氧化碳、一氧化碳、尼古丁、二氧化硫等有害物质，还能吸收甲醛、苯、甲苯、二甲苯等致癌物质，呼出氧气，起到防癌抗癌保健和净化空气作用，是家庭居室、酒店、宾馆及办公场所美化环境的珍贵植物。

红豆杉属植物，雌雄异株，雄球花单生于叶腋，雌球花的胚珠单生于花轴上部侧生短轴的顶端，基部有圆盘状假种皮，假种皮杯状，红色。本属树种为浅根植物，其主根不明显、侧根发达，耐荫性强，耐修剪、耐寒、耐病虫害，在天然林中生长缓慢，分布星散，野生树木日渐减少，是世界上公认的濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物。由于红豆杉属植物不同种之间雄花的花期不同，且同种红豆杉的雌雄株花期不同步，造成授粉困难，严重影响了红豆杉属植物的杂交育种进程。

杂交育种对红豆杉的开发和推广利用都具有着非常重要的意义。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种红豆杉的杂交育种方法，解决红豆杉属植株种间花期不同步导致授粉育种困难的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种红豆杉的杂交育种方法，包括如下步骤：

（1）花粉采集：于2月份，分别采集南方红豆杉（Taxuswallichianavar.mairei）和曼地亚红豆杉（Taxus×media）的雄株的花粉，自然干燥，剔除杂质后，分别置于EP管4℃冷藏备用，并保持干燥；

（2）授粉：到3月份，雌株进入吐水期，取出储存的花粉，室温放置一小时使其恢复常温；按照花粉：超纯水=1:1000的重量比例配置成花粉液，按照南方红豆杉花粉授粉曼地亚雌株，曼地亚红豆杉花粉授粉南方红豆杉雌株，分别喷施雌株，每隔四天使用喷壶喷施一次，共授粉3次；单株处理可采用灭菌棉签沾花粉涂抹吐水期雌花进行授粉；授粉后所有授粉植株进行分株隔离以防止外来花粉的干扰。

（3）施肥：授粉后，施肥，按照氮、磷、钾比例为1:3:1，喷施3次叶面肥；

（4）挂果：挂果后喷施营养液，营养液成分为：N200mg/L、P33mg/L、K66mg/L，磷肥以NH₄H₂PO₄形式加入，钾肥以KNO₃形式加入，氮肥除以NH₄H₂PO₄和KNO₃的形式加入外，不足部分用（NH₄）₂SO₄补充。

保证植株养分供给；待种子成熟后，分别从母本植株上采集不同父本授粉育种种子，获得纯种和杂交种种子；

（5）沙藏：将采集的种子冷水浸种5天，每天换水一次，浸种后将种子表面水分晾干，低温沙藏，按沙子：种子3:1进行；

（6）播种：春季，将沙藏的种子灭菌后，进行激素浸种，用300mg/LGA₃+20mg/L6-BA+30mg/LKT+10mg/LABT浸泡种子24小时，后播种，获得无菌试管苗。

（7）移栽：将无菌试管苗自然光遮光度下炼苗10～15天，然后将其取出，洗净根部的培养基，将其根部浸泡在复合微生物制剂中，30min，促进红豆杉植株新根的生长；

所述复合微生物制剂包括以下重量配比的原料：假丝酵母菌发酵液：产黄纤维单胞菌发酵液：枯草芽孢杆菌发酵液：赤霉素：活性炭：磷酸氢二钠＝5：3：1：2：1：1；

所述假丝酵母菌具体为假丝酵母菌（Candidautilis）ATCCNo.22023;

所述产黄纤维单胞菌具体为产黄纤维单胞菌（cellulomonasflavigena）ATCCNo.482

所述枯草芽孢杆菌具体为枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）CGMCCNo：0954（参见CN1554744）；

所述复合微生物制剂的制备方法为首先将假丝酵母菌、产黄纤维单胞菌、枯草芽孢杆菌按照常规方式活化、培养至菌液中活菌数达到1乘以10⁸个/克获得发酵液，将上述发酵液按照质量比例5：3：1混合，按照重量配比添加活性炭、赤霉素和磷酸氢二钠即得。

移栽30天后成活率达到95%以上。

本发明杂交育种方法具有以下优点：

1、杂交亲本：

植物杂交育种领域，最重要的不同就在于针对的每一亲本的不同选择，选择不同的亲本就必须对具体的杂交组合的培育方法进行多次重复试验，不同原始种间杂交败育很高，杂交后，虽然有较高果实率，果实里面也有种子，但是检测后种子里面没有胚。南方红豆杉生长速度快、紫杉醇含量低；曼地亚红豆杉生长速度慢，紫杉醇含量高。红豆杉是异花授粉植物。以南方红豆杉作为与曼地亚红豆杉杂交，得到杂交后代，使其兼有双亲优势，可以有效解决紫杉醇制药原料短缺的问题，且获得杂交组合的F1代种子萌发率，可育率最高；

2、层积前先用冷水进行预处理，由于层积催芽是一个缓慢的吸水过程，同时也是一个缓慢的转化和缓慢发芽的过程，种子萌动与种子含水率相关，只有种子的含水率接近或达到饱和含水率时才开始萌动，而达到饱和含水率所需要的时间与种子开始层积时的含水率相关，层积前含水率越低，吸水越缓慢，达到饱和含水率的时间越长，适宜催芽的时间也会越长；发明人通过实验发现，层积前将种子进行冷水浸种5天，每天换水一次，这样的预处理后，可以使得层积60天便达到饱和状态，缩短催芽时间，且该预处理能够增加田间发芽率。

3、激素种类和浓度对种子的生长发育有非常显著的作用，由于红豆杉属植物种子萌发困难，本申请通过大量实验发现，用300mg/LGA₃+20mg/L6-BA+30mg/LKT+10mg/LABT浸泡种子24小时，后播种，能够显著改善杂交种子的发芽率，单因子实验结果表明，采用该激素浸泡后，种子发芽率提高了35.7％，且大大缩短了萌发时间。

4、移栽时，赤霉素的浓度适中，刺激根系细胞的伸展旺盛，搭配假丝酵母菌、产黄纤维单胞菌、枯草芽孢杆菌形成一个良好的微生态系统，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，微生物分泌根系促生素和抑菌素能够呵护幼苗根系感染腐霉根腐病、疫霉根腐病、细菌性根腐病和茎基腐病及立枯病、猝倒病等苗期病害,从而有效控制苗期的死苗烂棵现象，磷酸氢二钠给根系源源不断供给营养，维持苗强苗壮势头，极大的提高植株的适应性，提高整个成活率。

具体实施方式

实施例1

一种红豆杉的杂交育种方法，包括如下步骤：

（1）花粉采集：确定南方红豆杉（Taxuswallichianavar.mairei）和曼地亚红豆杉（Taxus×media）的雌雄株，并调查花期的具体时间。结果发现南方红豆杉雄花的始花期比曼地亚红豆杉的早10天以上，雌花的始花期基本一致；两种红豆杉雌花单花的吐水期2天，整株雌花吐水期持续2周左右。2月中旬采集南方红豆杉雄株的花粉，2月下旬采集曼地亚红豆杉的雄株的花粉，自然干燥，剔除杂质后置于EP管4℃冷藏备用，并保持干燥。

（2）授粉：3月1号起，观察南方红豆杉和曼地亚红豆杉雌株上雌花吐水情况，自发现有雌花进入吐水期开始第二天取出储存的花粉，室温放置一小时使其恢复常温；按照花粉：超纯水=1：1000的比例配置成花粉液，按照南方红豆杉花粉授粉曼地亚雌株，曼地亚红豆杉花粉授粉南方红豆杉雌株，分别喷施雌株，每隔四天使用喷壶喷施一次，共授粉3次；单株处理可采用灭菌棉签沾花粉涂抹吐水期雌花进行授粉；授粉后所有授粉植株进行分株隔离以防止外来花粉的干扰。

（3）施肥：授粉后，施肥，按照氮、磷、钾比例为1:3:1，喷施3次叶面肥；

（4）挂果：挂果后喷施营养液，营养液成分为：N200mg/L、P33mg/L、K66mg/L，磷肥以NH₄H₂PO₄形式加入，钾肥以KNO₃形式加入，氮肥除以NH₄H₂PO₄和KNO₃的形式加入外，不足部分用（NH₄）₂SO₄补充。

保证植株养分供给；待种子成熟后，分别从母本植株上采集不同父本授粉育种种子，获得纯种和杂交种种子；

（5）沙藏：将采集的种子冷水浸种5天，每天换水一次，浸种后将种子表面水分晾干，低温沙藏，按沙子：种子3:1进行；

（6）播种：春季，将沙藏的种子灭菌后，进行激素浸种，用300mg/LGA₃+20mg/L6-BA+30mg/LKT+10mg/LABT浸泡种子24小时，后播种，种子萌发率达到90.3%，获得无菌试管苗。

（7）移栽：将无菌试管苗自然光遮光度下炼苗10天，然后将其取出，洗净根部的培养基，将其根部浸泡在复合微生物制剂中，30min，促进红豆杉植株新根的生长；

所述复合微生物制剂包括以下重量配比的原料：假丝酵母菌发酵液：产黄纤维单胞菌发酵液：枯草芽孢杆菌发酵液：赤霉素：活性炭：磷酸氢二钠＝5：3：1：2：1：1

所述假丝酵母菌具体为假丝酵母菌（Candidautilis）ATCCNo.22023;

所述产黄纤维单胞菌具体为产黄纤维单胞菌（cellulomonasflavigena）ATCCNo.482

所述枯草芽孢杆菌具体为枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）CGMCCNo：0954；

所述复合微生物制剂的制备方法为首先将假丝酵母菌、产黄纤维单胞菌、枯草芽孢杆菌按照常规方式活化、培养至菌液中活菌数达到10⁸个/克获得发酵液，将上述发酵液按照质量比例5：3：1混合，按照重量配比添加活性炭、赤霉素和磷酸氢二钠即得。

移栽30天后成活率达到95.7%，且所有成活植株均冬季耐寒；

经本发明方法获得的红豆杉植株，长势强健，抗病，能够安全过冬，有效解决了红豆杉市场资源的空缺，具有广阔的应用前景。

按照本发明方法栽培的红豆杉，生长周期快，在二年左右即可以采收枝叶用于提取紫杉醇。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，或在实施案例之外的树种实施本方法，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改，改进或范围的扩大，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种红豆杉的杂交育种方法，其包括如下步骤：

花粉采集、授粉、施肥、挂果、沙藏、播种、移栽。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的具体操作步骤为：

（1）花粉采集：于2月份，分别采集南方红豆杉和曼地亚红豆杉的雄株的花粉，自然干燥，剔除杂质后，分别置于EP管4℃冷藏备用，并保持干燥；

（2）授粉：3月份，取出储存的花粉，室温放置一小时使其恢复常温；按照花粉：超纯水=1：1000的重量比例配置成花粉液，按照南方红豆杉花粉授粉曼地亚雌株，曼地亚红豆杉花粉授粉南方红豆杉雌株，分别喷施雌株，每隔四天使用喷壶喷施一次，共授粉3次；

（3）施肥：授粉后，按照氮、磷、钾的重量比例为1:3:1，喷施3次叶面肥；

（4）挂果：挂果后喷施营养液，营养液成分为：N200mg/L、P33mg/L、K66mg/L，磷肥以NH₄H₂PO₄形式加入，钾肥以KNO₃形式加入，氮肥除以NH₄H₂PO₄和KNO₃的形式加入外，不足部分用（NH₄）₂SO₄补充；待种子成熟后，采集种子；

（5）沙藏：将采集的种子冷水浸种5天，每天换水一次，浸种后将种子表面水分晾干，低温沙藏，按沙子：种子为3:1的重量比进行；

（6）播种：春季，将沙藏的种子灭菌后，用300mg/LGA₃+20mg/L6-BA+30mg/LKT+10mg/LABT浸泡种子24小时，后播种，获得无菌试管苗；

（7）移栽：将无菌试管苗炼苗10～15天，然后将其取出，洗净根部的培养基，将其根部浸泡在复合微生物制剂中30min，促进红豆杉植株新根的生长。

3.根据权利要求1－2所述的方法，其特征在于，所述复合微生物制剂包括以下重量配比的原料：假丝酵母菌发酵液：产黄纤维单胞菌发酵液：枯草芽孢杆菌发酵液：赤霉素：活性炭：磷酸氢二钠＝5：3：1：2：1：1；

所述假丝酵母菌为假丝酵母菌（Candidautilis）ATCCNo.22023;

所述产黄纤维单胞菌为产黄纤维单胞菌（cellulomonasflavigena）ATCCNo.482

所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）CGMCCNo：0954。

4.根据权利要求1－3所述的方法，其特征在于，所述复合微生物制剂的制备方法为：首先将假丝酵母菌、产黄纤维单胞菌、枯草芽孢杆菌分别按照常规方式活化，然后培养至菌液中活菌数达到10⁸个/克获得发酵液，将上述发酵液按照质量比例5：3：1混合，按照重量配比添加活性炭、赤霉素和磷酸氢二钠即得。

5.权利要求1－5所述的方法用于红豆杉育种的应用。