CN108338066A - 一种利用琉球豇豆作为桥梁亲本实现小豆和饭豆远缘杂交的方法 - Google Patents

一种利用琉球豇豆作为桥梁亲本实现小豆和饭豆远缘杂交的方法 Download PDF

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刘长友
田静
范保杰
曹志敏
关中波
苏秋竹
张志肖
王彦
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
    • A01H1/02—Methods or apparatus for hybridisation; Artificial pollination ; Fertility

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Abstract

本发明公开了一种利用琉球豇豆(Vigna riukiuensis)作为桥梁亲本实现小豆(Vigna angularis)和饭豆(Vigna umbellata)远缘杂交的方法。本发明选用综合性状优良的小豆品种作母本，选用小豆近缘野生种琉球豇豆(Vigna riukiuensis)作第一父本，即桥梁亲本，选用综合性状优良的饭豆材料作第二父本。首先将琉球豇豆与小豆进行杂交获得桥梁后代，进一步利用桥梁后代与饭豆进行杂交，通过该方法可以有效避免小豆与饭豆直接进行远缘杂交时胚败育的难题，获得的远缘杂交籽粒具有活力，可以正常出苗，并开花结实，从而实现小豆和饭豆的种间远缘杂交。

Description

一种利用琉球豇豆作为桥梁亲本实现小豆和饭豆远缘杂交的 方法
技术领域
本发明涉及一种小豆和饭豆远缘杂交的方法，特别涉及一种利用琉球豇豆作为桥梁亲本实现小豆和饭豆远缘杂交的方法，本发明属于生物技术育种领域。
背景技术
小豆[Vigna angularis(Willd.)Ohwi&Ohashi]原产于中国，除个别高寒地区，在我国各地均有种植，主产区在华北、东北和江淮地区。我国是世界上最大的小豆生产国，总产量和出口量均居世界第1位。栽培饭豆[Vigna umbellata(Thunb.)Ohwi&Ohashi]与小豆同属于豇豆属(Vigna)亚洲豇豆亚属(Ceratotropis)，它具有耐热、抗旱、耐酸性土壤等优点，且大部分栽培饭豆品种对豆象危害具有免疫性。小豆与饭豆间直接进行杂交虽然可以结荚，但由于遗传障碍，在发育后期胚发生退化，不能产生有活力的种子。因此无法通过小豆与饭豆间直接杂交来转育饭豆的优良性状。
琉球豇豆[Vigna riukiuensis(Ohwi)Ohwi et Ohashi]是属于小豆和饭豆的近缘野生种。本发明利用琉球豇豆[Vigna riukiuensis(Ohwi)Ohwi et Ohashi]作为小豆和饭豆间的桥梁亲本，实现了小豆和饭豆的远缘杂交。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用琉球豇豆作为桥梁亲本实现小豆和饭豆远缘杂交的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的一种利用琉球豇豆(Vigna riukiuensis)作为桥梁亲本实现小豆(Vignaangularis)和饭豆(Vigna umbellata)远缘杂交的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)材料准备：选用综合性状优良的小豆品种作母本，精选无病饱满的籽粒以备种植；选用琉球豇豆作第一父本，即桥梁亲本；选用综合性状优良的饭豆材料作第二父本；
2)材料种植：对琉球豇豆在苗期进行短日照处理，小豆亲本分批错期播种，以保证亲本间花期相遇并有足够的花蕾进行杂交；
3)桥梁亲本与小豆间杂交授粉：当小豆亲本和桥梁亲本琉球豇豆均开花时，于每天下午4-6时进行去雄，第二天上午7-9时进行授粉，获得桥梁亲本与小豆的杂交籽粒，即桥梁后代；
4)桥梁后代与饭豆间杂交授粉：种植桥梁亲本与小豆的杂交籽粒作母本，第二父本饭豆分批错期播种，以保证亲本间花期相遇并有足够的花蕾进行杂交；当桥梁后代和第二父本饭豆均开花时，于每天下午4-6时进行去雄，第二天上午7-9时进行授粉，实现小豆和饭豆的远缘杂交，获得小豆和饭豆的杂交后代。
在本发明中，优选的，所述的综合性状优良的小豆品种为冀红352。
在本发明中，优选的，所述的第一父本琉球豇豆为V.riukiuensis-2。
在本发明中，优选的，所述的第二父本为饭豆F021。
在本发明中，优选的，步骤(2)中所述的短日照处理是指每天暗处理13小时，从出苗开始连续处理30天。
在本发明中，优选的，步骤(2)中小豆亲本材料分三批错期播种，第一批与第一父本同期播种，第二批错后7-15天播种(具体错期播种天数视亲本材料而定)，第三批再错后7-10天播种(具体错期播种天数视亲本材料而定)，以保证两亲本花期相遇并有足够的花蕾进行杂交。
在本发明中，优选的，所述的杂交授粉按照以下步骤进行：当父母本均开花时，于每天下午4-6时选取母本第二天即将开放的花蕾，用酒精消毒过的尖头镊子剥开龙骨瓣，将花药全部去除，仅留柱头；去雄后将整个植株罩上防虫网，以防昆虫传粉；第二天上午7-9时，选取父本当天刚开放的花朵，用尖头镊子将包含柱头、花药和花丝的整个龙骨瓣取下，从龙骨瓣细的开口一端将其套在母本的柱头上，完成杂交授粉。
在本发明中，优选的，步骤(4)中饭豆亲本材料分三批错期播种，第一批比桥梁亲本与小豆的杂交籽粒提前5-10天播种(具体错期播种天数视亲本材料而定)，第二批与桥梁亲本与小豆的杂交籽粒同期播种，第三批错后7-10天播种(具体错期播种天数视亲本材料而定)，以保证饭豆亲本和桥梁亲本与小豆的杂交后代亲本花期相遇并有足够的花蕾进行杂交。
其中，所述的综合性状优良的小豆品种冀红352，所述的第一父本V.riukiuensis-2，所述的第二父本F021均由河北省农林科学院粮油作物研究所保存，提供。
相较于现有技术本发明的有益效果为：
1、通过利用本发明所述的杂交授粉方法，可以有效的保证杂交成荚率。
2、通过以小豆近缘野生种琉球豇豆[Vigna riukiuensis(Ohwi)Ohwi et Ohashi]作为桥梁亲本，首先与小豆进行杂交获得桥梁后代，进一步利用桥梁后代与饭豆进行杂交，可以有效避免小豆与饭豆直接进行远缘杂交时胚败育的难题，实现小豆和饭豆的种间远缘杂交。
3、获得的远缘杂交籽粒具有活力，可以正常出苗，并开花结实。
附图说明
图1为冀红352与琉球豇豆V.riukiuensis-2杂交后获得的F1代植株苗期照片；
图2为冀红352、琉球豇豆V.riukiuensis-2及所获得的桥梁后代的籽粒照片；
图3为桥梁后代与饭豆杂交后获得的杂交荚及籽粒照片；
图4为桥梁后代与饭豆杂交后的F1代植株；
图5为饭豆亲本F021籽粒(左)和从桥梁后代与饭豆杂交后的F1代植株上收获的籽粒(右)照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图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。但这些实施例仅是范例性的，并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，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1小豆和琉球豇豆(Vigna riukiuensis)杂交获得桥梁后代
一、试验材料
选择河北省农林科学院粮油作物研究所育成的小豆品种冀红352作母本，以小豆近缘野生种V.riukiuensis-2作第一父本，即桥梁亲本。
其中，所述的小豆品种冀红352和小豆近缘野生种V.riukiuensis-2均由河北省农林科学院粮油作物研究所保存，提供。
二、试验方法
材料种植：将亲本材料播种于花盆中，其中第一父本材料V.riukiuensis-2种植5盆，每盆留苗1株。苗期采取短日照处理，每天暗处理13小时，从出苗开始连续处理30天。母本材料冀红352分三批错期播种，第一批与琉球豇豆V.riukiuensis-2同期播种，第二批错后7天播种，第三批再错后10天播种，以保证两亲本花期相遇并有足够的花蕾进行杂交。
杂交授粉：当父母本均开花时，利用小豆冀红352和琉球豇豆V.riukiuensis-2进行杂交。具体操作方法为于每天下午4-6时选取小豆冀红352第二天即将开放的花蕾，用酒精消毒过的尖头镊子剥开龙骨瓣，将10个花药全部去除，仅留柱头。去雄后将整个植株罩上防虫网，以防昆虫传粉。第二天上午7-9时，选取琉球豇豆V.riukiuensis-2当天刚开放的花朵，用尖头镊子将整个龙骨瓣(包含柱头、花药和花丝)取下，从龙骨瓣细的开口一端将其套在母本的柱头上，获得桥梁亲本与小豆的杂交籽粒，即桥梁后代。
真假杂种鉴定：小豆冀红352幼茎色为绿色，初生叶无光泽，籽粒颜色为红色；琉球豇豆V.riukiuensis-2幼茎色为紫色，初生叶有光泽，籽粒颜色为黎色；杂交种植株的幼茎色为紫色，初生叶有光泽，籽粒颜色为黎色。从杂种植株幼茎色、初生叶光泽、籽粒颜色均可以直观判断是否为真杂种。
三、试验结果
小豆与琉球豇豆V.riukiuensis-2杂交后可以正常结实，收获了26粒杂交种。杂交种均具有生活力，可以正常出苗及开花结实。图1为冀红352与琉球豇豆V.riukiuensis-2杂交后获得的F1代植株苗期照片。图2为冀红352、琉球豇豆V.riukiuensis-2及所获得的桥梁后代的籽粒照片。以上结果表明，小豆与小豆近缘种琉球豇豆可以正常杂交，所获得的桥梁后代可以正常开花结实。
实施例2、桥梁后代与饭豆间的杂交
一、试验材料
选择实施例1中获得的桥梁后代作母本，以综合性状较好的饭豆材料F021为父本。
其中，所述的综合性状较好的饭豆材料F021由河北省农林科学院粮油作物研究所保存，提供。
二、试验方法
材料种植：将杂交亲本材料播种于花盆中，其中母本材料桥梁后代种植5盆，每盆留苗1株。父本材料饭豆F021分三批错期播种，第一批比桥梁后代提前7天播种，第二批与桥梁后代同期播种，第三批错后7天播种，以保证饭豆亲本和桥梁后代亲本花期相遇并有足够的花蕾进行杂交。
杂交授粉方法同实施例1，实现小豆和饭豆的远缘杂交，获得小豆和饭豆的杂交后代。
真假杂种鉴定：桥梁后代亲本的种脐为扁平状，饭豆亲本的种脐为突出状，杂交种后代的种脐为突出状。从杂种后代植株上所收获种子的种脐形状可以直观的判断是否为真杂种。
三、试验结果
小豆与琉球豇豆V.riukiuensis-2杂交后获得的桥梁后代作母本与饭豆杂交时能够正常结荚，但结实率下降；所收获的部分杂交籽粒有胚发育不完全现象，另一部分则表现灌浆基本正常。图3为桥梁后代与饭豆杂交后获得的杂交荚及籽粒照片。总计获得18粒杂交种子，进一步种植后有2粒正常出苗，且可以开花结实。图4为桥梁后代与饭豆杂交后的F1代植株照片。图5为亲本饭豆F021籽粒和从桥梁后代与饭豆杂交后的F1代植株上收获的籽粒照片。以上结果表明，利用小豆近缘种琉球豇豆V.riukiuensis-2作为桥梁亲本，成功获得小豆与饭豆间的远缘杂交后代。

Claims (8)

1.一种利用琉球豇豆(Vigna riukiuensis)作为桥梁亲本实现小豆(Vignaangularis)和饭豆(Vigna umbellata)远缘杂交的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)材料准备：选用综合性状优良的小豆品种作母本，精选无病饱满的籽粒以备种植；选用琉球豇豆作第一父本，即桥梁亲本；选用综合性状优良的饭豆材料作第二父本；
2)材料种植：对琉球豇豆在苗期进行短日照处理，小豆亲本分批错期播种，以保证亲本间花期相遇并有足够的花蕾进行杂交；
3)桥梁亲本与小豆间杂交授粉：当小豆亲本和桥梁亲本琉球豇豆均开花时，于每天下午4-6时进行去雄，第二天上午7-9时进行授粉，获得桥梁亲本与小豆的杂交籽粒，即桥梁后代；
4)桥梁后代与饭豆间杂交授粉：种植桥梁亲本与小豆的杂交籽粒作母本，第二父本饭豆分批错期播种，以保证亲本间花期相遇并有足够的花蕾进行杂交；当桥梁后代和第二父本饭豆均开花时，于每天下午4-6时进行去雄，第二天上午7-9时进行授粉，实现小豆和饭豆的远缘杂交，获得小豆和饭豆的杂交后代。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的综合性状优良的小豆品种为冀红352。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一父本琉球豇豆为V.riukiuensis-2。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二父本为饭豆F021。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的短日照处理是指每天暗处理13小时，从出苗开始连续处理30天。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中小豆亲本材料分三批错期播种，第一批与第一父本同期播种，第二批错后7-15天播种，第三批再错后7-10天播种，以保证两亲本花期相遇并有足够的花蕾进行杂交。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的杂交授粉按照以下步骤进行：当父母本均开花时，于每天下午4-6时选取母本第二天即将开放的花蕾，用酒精消毒过的尖头镊子剥开龙骨瓣，将花药全部去除，仅留柱头；去雄后将整个植株罩上防虫网，以防昆虫传粉；第二天上午7-9时，选取父本当天刚开放的花朵，用尖头镊子将包含柱头、花药和花丝的整个龙骨瓣取下，从龙骨瓣细的开口一端将其套在母本的柱头上，完成杂交授粉。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中饭豆亲本材料分三批错期播种，第一批比桥梁亲本与小豆的杂交籽粒提前5-10天播种，第二批与桥梁亲本与小豆的杂交籽粒同期播种，第三批错后7-10天播种，以保证饭豆亲本和桥梁亲本与小豆的杂交后代亲本花期相遇并有足够的花蕾进行杂交。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110122322A (zh) * 2019-06-10 2019-08-16 江汉大学 一种培育豇豆新种质的方法

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CN1817096A (zh) * 2005-12-27 2006-08-16 辽宁省稻作研究所 采用“籼粳架桥”技术选育粳型水稻恢复系的方法

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