CN106718850A - 一种甜瓜杂交种的育种方法 - Google Patents

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李琼
孙守如
马长生
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    • A01H1/04—Processes of selection involving genotypic or phenotypic markers; Methods of using phenotypic markers for selection

Abstract

本发明公开了一种甜瓜杂交种的育种方法，属于植物杂交育种领域。所述甜瓜杂交种的育种方法包括如下步骤：1)杂交制种：使用黄斑子叶性状甜瓜品种作为母本，正常绿色子叶性状甜瓜品种作为父本进行杂交，采收母本种子得杂交种；2)纯化：将杂交种种植，当杂交种幼苗长到子叶平展至一叶一心时，弃去子叶具有黄斑的幼苗。该方法鉴定在幼苗期进行，且幼苗子叶在地表以上，易于观察，无需特殊的设备和特殊的检测手段。

Description

一种甜瓜杂交种的育种方法
技术领域
本发明涉及一种甜瓜杂交种的育种方法，属于植物杂交育种领域。
背景技术
甜瓜(Cucumismelo)隶属葫芦科甜瓜属，是世界十大果品之一，世界各地均有栽培。中国是甜瓜的次级起源中心，栽培和驯化历史在3000年以上。中国一直以来是甜瓜的栽培大国，甜瓜年产量和栽培面积均居世界首位。为了利用杂种优势以及获取更大的种子利润，甜瓜育种者常常将杂交种作为商品种子销售。然而在人工制种过程中，由于隔离不严或去雄不彻底、不及时等原因，导致母本植株自花授粉，因而在母本植株上采收的种子常常混有母本自交种，降低了商品杂交种的纯度，给种子(苗)生产者带来了诸多麻烦，也给种子(苗)用户造成了一定的经济损失。由于甜瓜种子纯度未达到国家规定的纯度(一般要高于95％)，实际生产中种子出现质量问题的案件时有发生。由于甜瓜生产是劳动密集型行业，其生产管理环节较多，需要大量的劳动力参与，甜瓜种子纯度过低将直接造成劳动力的浪费，进而导致生产效益下降。
目前，在甜瓜的杂交制种过程中，主要通过亲本除杂与提纯、提高母本去雄质量、雌花授粉前后套袋隔离、做好授粉标记等措施来提高杂交种的纯度。但这些措施无疑增加了杂交制种过程的劳动量，也无法避免母本植株自花授粉造成的生物学混杂。公开号为CN1781356A的中国发明专利公开了一种甜瓜杂交种的生产方法，该方法利用甜瓜雌性系作母本，雄全同株型自交系作父本，进行杂交制种，可使杂种的纯度达到100％，但该方法对父母本的性型要求甚严格，且在筛选杂交种过程中还是需要比较多的人工劳动。公开号为CN101027963A的中国发明专利公开了一种利用母本杂交苗具有白色下胚轴的特点，将混入杂种幼苗中的母本自交苗剔除，但该方法需要观察幼苗下胚轴的颜色，在实际种植过程中，由于下胚轴部分位于地表下，因此不便于观察。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甜瓜杂交种的育种方法，以满足甜瓜育苗过程中杂交种幼苗保纯的需要，避免因品种杂交种纯度问题而造成的效率降低，该方法简便易操作，只需观察幼苗期地表以上子叶的颜色即可鉴定。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种甜瓜杂交种的育种方法，包括如下步骤：
1)杂交制种：使用黄斑子叶性状甜瓜品种作为母本，正常绿色子叶性状甜瓜品种作为父本进行杂交，采收母本种子得杂交种；
2)纯化：将杂交种种植，当杂交种幼苗长到子叶平展至一叶一心时，弃去子叶具有黄斑的幼苗。
所述黄斑子叶性状为由单基因控制的隐性性状。
所述黄斑子叶性状甜瓜品种为天然黄斑子叶性状甜瓜品种或改良黄斑子叶性状甜瓜品种。
所述正常绿色子叶性状甜瓜品种为具有正常绿色子叶性状且未携带黄斑子叶性状基因的甜瓜品种。
所述改良黄斑子叶性状甜瓜品种为具有纯合黄斑子叶性状基因的改良甜瓜品种。
优选的，所述改良黄斑子叶性状甜瓜品种为通过传统杂交回交或者基因工程的方法制备的具有纯合黄斑子叶性状基因的改良甜瓜品种。
所述改良黄斑子叶性状甜瓜品种的制备包括如下步骤：杂交：将天然黄斑子叶性状甜瓜品种与正常绿色子叶性状甜瓜品种杂交，得F1代，将F1代自交，得F2代；回交后自交：选取F2代中具有黄斑子叶性状的植株与所述正常绿色子叶性状甜瓜品种回交，得BC1代，将BC1代自交，得BC1F2代；选取BC1F2代中具有黄斑子叶性状的植株重复回交后自交n-1次，得BCnF2代，所述n为3-5次；选取BCnF2代中具有黄斑子叶性状的植株自交一次，即得改良黄斑子叶性状甜瓜品种。
优选的，所述改良黄斑子叶性状甜瓜品种的制备包括如下步骤：杂交：将D120-1与“白金玉”杂交，得F1代，将F1代自交，得F2代；回交后自交：选取F2代中具有黄斑子叶性状的植株与所述正常绿色子叶性状甜瓜品种回交，得BC1代，将BC1代自交，得BC1F2代；选取BC1F2代中具有黄斑子叶性状的植株重复回交后自交n-1次，得BCnF2代，所述n为4；选取BCnF2代中具有黄斑子叶性状的植株自交一次，即得“改良白金玉”。
D120-1为天然黄斑子叶性状甜瓜品种D120的自交种。
所述黄斑子叶性状为由单基因控制的隐性性状；所述正常绿色子叶性状甜瓜品种为具有正常绿色子叶性状且未携带黄斑子叶性状基因的甜瓜品种。
优选的，在所述杂交制种中，父本与母本按1︰4-6的比例种植。
进一步优选的，在所述纯化前3-5天，对幼苗喷施杀菌剂。所述喷施杀菌剂可以排除由苗期病害造成的子叶黄化现象。
本发明所用的天然黄斑子叶性状甜瓜品种(D120)是在甜瓜种质田间试种过程中发现的突变材料，该性状在自然界中普遍发生。经过多年的自交留种
(D120-1为D120的自交种)、杂交和田间观察，发现该材料所具有的黄斑子叶性状能够稳定遗传。如图2所示，将具有黄斑子叶的自交系D120作为母本，正常绿色子叶的材料作为父本，通过杂交获得F1代杂种，该杂交种幼苗为正常绿色子叶；将该杂交种自交获得F2代，F2代植株中黄斑子叶幼苗与正常绿色子叶幼苗的比例为1︰3；将F1代杂种与自交系D120进行回交，结果发现黄斑子叶幼苗与正常绿色子叶幼苗的比例为1︰1。上述研究表明，自交系D120的黄斑子叶性状是由单基因控制的隐性性状，具有一定的遗传规律，并且能通过杂交或回交的方法转移至其他的甜瓜材料。具有黄斑子叶性状的甜瓜材料的最大特点是，当幼苗长到子叶平展至一叶一心期间，子叶上出现直径为0.5-1.0cm的黄色斑点，与正常绿色子叶形成明显的差异，但随着幼苗植株不断生长，特别是随着苗期病害的发生，子叶逐渐变黄，使得原来的黄斑难以辨认。利用黄斑子叶性状育成的杂交种品种，可在育苗期完成杂交种纯化工作，提高甜瓜商品苗的纯度和整齐度，明显提高秧苗的商品率。
本发明的甜瓜杂交种的育种方法具有以下优点：
(1)简单易行：黄斑子叶性状的鉴定在幼苗期进行，且幼苗子叶在地表以上，观察简单，无需特殊的设备和特殊的检测手段；
(2)准确性高：黄斑子叶性状是容易观测的苗期标记性状，与正常绿色子叶有明显的差异，受环境条件的影响较小，容易通过肉眼观测、统计，准确率可达100％；
(3)实时性：在甜瓜育苗或种苗生产过程就能完成除杂、保纯，无需在其他生长发育过程中进行另外的鉴定、除杂工作。
附图说明
图1为实施例3中培育“改良白金玉”品种的流程图；
图2为本发明中鉴定黄斑子叶性状是由单基因控制的隐性性状的过程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明，本发明实施例是为了使本领域的技术人员更好理解本发明，但并不对本发明作任何限制。
甜瓜D120种质材料是在2009年春季发现的突变材料，其显著特征是幼苗早期的子叶上有直径为0.5-1.0cm的黄色斑点，但随着幼苗植株不断生长，特别是随着苗期病害的发生，子叶逐渐变黄，使得原来的黄斑难以辨认。
2009年7月中旬对甜瓜D120进行温室育苗、塑料大棚定植，花期进行自交，采收成熟的果实，取出种子、晾干，获得D120-1自交种。
实施例1
本实施例中甜瓜杂交种的育种方法，包括如下步骤：
1)杂交制种：使用黄斑子叶性状甜瓜品种D120-1作为母本，正常绿色子叶性状甜瓜品种“白金玉”作为父本进行杂交，采收母本种子得杂交种；
2)纯化：将杂交种种植，当杂交种幼苗长到子叶平展至一叶一心时，弃去子叶具有黄斑的幼苗。
所述黄斑子叶性状为由单基因控制的隐性性状。
所述正常绿色子叶性状甜瓜品种为具有正常绿色子叶性状且未携带黄斑子叶性状基因的甜瓜品种。
在上述杂交制种中，父本与母本按1︰5的比例种植。
在上述纯化前3天，对幼苗喷施杀菌剂。
具体细节如下：将D120-1(母本，黄斑子叶)和“白金玉”(父本，绿色子叶)交给河南豫艺种业有限公司的技术人员，春季在公司的滑县基地进行杂交制种，父母本植株的比例为1︰5。制种方法和田间管理方法同常规。当年7月上旬，将春季收获的杂交种子在塑料大棚中进行遮阳育苗，子叶平展后对幼苗喷洒50％施保功可湿性粉剂1800倍液，3天后对幼苗子叶颜色进行鉴定。选择子叶有黄色斑点的幼苗，并将其拔除、淘汰，然后根据出苗情况进行补苗、合盘。
实施例2
本实施例中甜瓜杂交种的育种方法，包括如下步骤：
1)杂交制种：使用黄斑子叶性状甜瓜品种D120-1作为母本，正常绿色子叶性状甜瓜品种“黄河蜜”作为父本进行杂交，采收母本种子得杂交种；
2)纯化：将杂交种种植，当杂交种幼苗长到子叶平展至一叶一心时，弃去子叶具有黄斑的幼苗。
所述黄斑子叶性状为由单基因控制的隐性性状。
所述正常绿色子叶性状甜瓜品种为具有正常绿色子叶性状且未携带黄斑子叶性状基因的甜瓜品种。
在上述杂交制种中，父本与母本按1︰4的比例种植。
在上述纯化前4天，对幼苗喷施杀菌剂。
具体细节如下：将D120-1(母本，黄斑子叶)和“黄河蜜”(父本，绿色子叶)交给扶沟豫星种业有限公司的技术人员，春季在公司的扶沟基地进行杂交制种，父母本植株的比例为1︰4。制种方法和田间管理方法同常规。当年7月上旬，将春季收获杂交种种子在塑料大棚中进行遮阳育苗，子叶平展后对幼苗喷洒70％甲基硫菌灵可湿性粉剂800倍液，4天后对幼苗子叶颜色进行鉴定。选择子叶有黄色斑点的幼苗，并将其拔除、淘汰，然后根据出苗情况进行补苗、合盘。
实施例3
本实施例中甜瓜杂交种的育种方法，包括如下步骤：
1)杂交制种：使用改良黄斑子叶性状甜瓜品种“改良白金玉”作为母本，正常绿色子叶性状甜瓜品种“白兰瓜”作为父本进行杂交，采收母本种子得杂交种；
2)纯化：将杂交种种植，当杂交种幼苗长到子叶平展至一叶一心时，弃去子叶具有黄斑的幼苗。
所述黄斑子叶性状为由单基因控制的隐性性状。
所述正常绿色子叶性状甜瓜品种为具有正常绿色子叶性状且未携带黄斑子叶性状基因的甜瓜品种。
在上述杂交制种中，父本与母本按1︰6的比例种植。
在上述纯化前5天，对幼苗喷施杀菌剂。
具体细节如下：将“改良白金玉”(母本，黄斑子叶)和“白兰瓜”(父本，绿色子叶)交给河南大河种业有限公司的技术人员，春季在公司的伊川基地进行杂交制种，父母本植株的比例为1︰6。制种方法和田间管理方法同常规。当年7月下旬，将春季收获的杂交种种子在塑料大棚中进行遮阳育苗，子叶平展后对幼苗喷洒75％百菌清可湿性粉剂1000倍液，5天后对幼苗子叶颜色进行鉴定。选择子叶有黄色斑点的幼苗，并将其拔除、淘汰，然后根据出苗情况进行补苗、合盘。
本实施例中改良黄斑子叶性状甜瓜品种“改良白金玉”的制备包括如下步骤：
1)杂交：将D120-1与“白金玉”杂交，得F1代，将F1代自交，得F2代，所述F2代中黄斑子叶性状植株与正常绿色子叶性状植株比例为1︰3；
2)回交后自交：选取F2代中黄斑子叶性状植株与所述“白金玉”回交，得BC1代，将BC1代自交，得BC1F2代，所述BC1F2代中黄斑子叶性状植株与正常绿色子叶性状植株比例为1︰3；
3)选取BC1F2代中黄斑子叶性状植株重复步骤2)的回交后自交3次，得BC4F2代，所述BC4F2代中黄斑子叶性状植株与正常绿色子叶性状植株比例为1︰3；
4)选取BC4F2代中黄斑子叶性状植株自交一次，得带有黄斑子叶性状的“改良白金玉”。
具体细节如下：2010年春季对D120-1和“白金玉”进行播种、育苗，待子叶平展后喷洒70％甲基托布津可湿性粉剂1000倍液，防治炭疽病等苗期病害。3天后观察幼苗子叶颜色，发现D120-1幼苗子叶均出现黄斑，并未出现性状分离，说明控制黄斑的基因位点是纯合的。盛花期以100株D120-1单株对“白金玉”杂交，获得F1；秋季塑料大棚种植F1，进行自交授粉，获得F2。2011春季对F2进行育苗，选择黄斑子叶植株，与“白金玉”回交，获得BC1。每年春季以“白金玉”为轮回亲本进行回交，秋季对回交后代进行自交。直至2014年秋季，筛选到在苗期子叶有黄斑的5个BC4单株(BC4F2)。2015年春季继续对BC4F2进行自交扩繁，秋季育苗时发现自交后代(BC4F3)中黄斑子叶植株占90％以上。2015秋季，对有黄斑子叶的BC4F3和“白金玉”进行田间种植，并进行主要性状的比较，结果发现BC4F3的大部分单株(命名为“改良白金玉”)在植株生长势、叶片、果实、抗病性等方面与“白金玉”并无差异。因此，通过回交及自交可将黄斑子叶性状转移至“白金玉”，从而实现对“白金玉”子叶颜色的改良，具体将黄斑子叶性状转移至“白金玉”的流程如图1所示。
实施例4
本实施例中甜瓜杂交种的育种方法，包括如下步骤：
1)杂交制种：使用改良黄斑子叶性状甜瓜品种“改良白金玉”作为母本，正常绿色子叶性状甜瓜品种“网纹香1号”作为父本进行杂交，采收母本种子得杂交种；
2)纯化：将杂交种种植，当杂交种幼苗长到子叶平展至一叶一心时，弃去子叶具有黄斑的幼苗。
所述黄斑子叶性状为由单基因控制的隐性性状。
所述正常绿色子叶性状甜瓜品种为具有正常绿色子叶性状且未携带黄斑子叶性状基因的甜瓜品种。
在上述杂交制种中，父本与母本按1︰5的比例种植。
在上述纯化前3天，对幼苗喷施杀菌剂。
本实施例中“改良白金玉”同实施例3。
具体细节如下：将“改良白金玉”(母本，黄斑子叶)和“网纹香1号”(父本，绿色子叶)交给河南豫艺种业有限公司的技术人员，春季在公司的荥阳基地进行杂交制种，父母本植株的比例为1︰5。制种方法和田间管理方法同常规。当年7月下旬，将春季收获的杂交种种子在塑料大棚中进行遮阳育苗，子叶平展后对幼苗喷洒72％克露可湿性粉剂800倍液，3天后对幼苗子叶颜色进行鉴定。选择子叶有黄色斑点的幼苗，并将其拔除、淘汰，然后根据出苗情况进行补苗、合盘。
试验例1
将实施例1、2、3、4所获得的杂交幼苗分别定植于当年的秋季塑料大棚，每个不同处理的杂交幼苗种植300～350株，重复种植3次，每个实施例以不使用本发明方法的杂交幼苗为对照(苗期不除杂)。所有植株按照常规方法进行田间管理，植株生长过程对不同杂交种的叶片、花、果实等形态性状进行鉴定，在同一种杂交植株中找出性状表现不同的植株，并计算杂交种的纯度(性状一致的植株数与所有植株数的比值)。结果见下表。
表1不同实施例的杂交种纯度统计
通过试验发现，通过在田间对杂交植株多个性状进行鉴定，结果发现实施例1、2、3方法所得的杂交种种子纯度均达100％，明显高于对照；实施例4方法的杂交种纯度为99.3％，也明显高于对照。实施例4中，在1008株植株中有3株的性状与其他杂交植株不同，经过仔细观察发现，这是由于“改良白金玉”在黄斑子叶性状转移后其基因型未完全纯合所致(只回交了4代)，导致其与“网纹香1号”杂交后出现了性状分离，出现了少量杂株。总体来说，本发明能明显提高甜瓜杂交种的纯度。
试验例2
2009年秋季对黄斑子叶性状材料D120进行自交留种，2010年春季随机抽取300粒D120自交种子(即D120-1)，在大棚内对进行播种、育苗，结果发现所有幼苗子叶均出现黄斑，说明D120材料中黄斑子叶性状基因位点是纯合的。
2010年春季，以D120-1为母本，正常绿色子叶的白金玉为父本进行杂交，获得F1，2011年秋季随机抽取300粒F1种子进行育苗，发现所有幼苗子叶为正常绿色，说明黄斑子叶性状对正常绿色子叶性状为隐性。
对2011年至2014年间的自交和回交子代数目分别进行了统计，并进行χ2测验，结果如下：
表2不同群体的幼苗子叶性状的统计
对2011-2014年间的各F2群体中黄斑子叶幼苗和正常绿色子叶幼苗的数目按理论比1︰3进行χ2测验，计算其χ2值。自由度DF＝1时，χ2 0.05＝3.84。所有F2群体的实测χ2值均小于3.84，即P>0.05，说明黄斑子叶植株与正常子叶植株的比例符合1︰3。
对2011-2014年间的各BC群体(回交群体)中黄斑子叶幼苗和正常绿色子叶幼苗的数目按理论比1︰1进行χ2测验，计算其χ2值。自由度DF＝1时，χ2 0.05＝3.84。所有BC群体的实测χ2值均小于3.84，即P>0.05，说明黄斑子叶植株与正常子叶植株的比例符合1︰1。
上述结果说明，D120材料中的黄斑子叶性状是由单基因控制的隐性性状，符合孟德尔遗传规律，能够通过杂交或回交实现该性状的转移，能够在2011-2014年间稳定遗传。

Claims (7)

1.一种甜瓜杂交种的育种方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)杂交制种：使用黄斑子叶性状甜瓜品种作为母本，正常绿色子叶性状甜瓜品种作为父本进行杂交，采收母本种子得杂交种；
2)纯化：将杂交种种植，当杂交种幼苗长到子叶平展至一叶一心时，弃去子叶具有黄斑的幼苗。
2.根据权利要求1所述的甜瓜杂交种的育种方法，其特征在于：所述黄斑子叶性状甜瓜品种为天然黄斑子叶性状甜瓜品种或改良黄斑子叶性状甜瓜品种。
3.根据权利要求1所述的甜瓜杂交种的育种方法，其特征在于：所述正常绿色子叶性状甜瓜品种为具有正常绿色子叶性状且未携带黄斑子叶性状基因的甜瓜品种。
4.根据权利要求2所述的甜瓜杂交种的育种方法，其特征在于：所述改良黄斑子叶性状甜瓜品种为具有纯合黄斑子叶性状基因的改良甜瓜品种。
5.根据权利要求2或4所述的甜瓜杂交种的育种方法，其特征在于：所述改良黄斑子叶性状甜瓜品种的制备包括如下步骤：杂交：将天然黄斑子叶性状甜瓜品种与正常绿色子叶性状甜瓜品种杂交，得F1代，将F1代自交，得F2代；回交后自交：选取F2代中具有黄斑子叶性状的植株与所述正常绿色子叶性状甜瓜品种回交，得BC1代，将BC1代自交，得BC1F2代；选取BC1F2代中具有黄斑子叶性状的植株重复回交后自交n-1次，得BCnF2代，所述n为3-5次；选取BCnF2代中具有黄斑子叶性状的植株自交一次，即得改良黄斑子叶性状甜瓜品种。
6.根据权利要求1所述的甜瓜杂交种的育种方法，其特征在于：在所述杂交制种中，父本与母本按1：4-6的比例种植。
7.根据权利要求1所述的甜瓜杂交种的育种方法，其特征在于：在所述纯化前3-5天，对幼苗喷施杀菌剂。
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