CN109042295A - 一种芹菜杂交组配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芹菜杂交组配的方法。它首先通过转育获得若干个遗传稳定的芹菜细胞质雄性不育系（CMS），以这些CMS不育系作为母本，选择确定一个优良自交系作为父本，冬季进行精心管理，培育成健壮种株并完成低温春化过程。春季按照杂交组配计划将几个CMS母本和相应父本同时定植到一个采种畦内，在抽薹至开花前，先在采种畦上方架设高密度隔离网室，使网室内所有父母本种株与外界花粉隔离，随后在网室内利用低密度隔离网袋对所有CMS母本株进行花枝阻隔。开花期进行人工辅助授粉。当种子变黄时即可从CMS母本株采收杂交种子。本发明的方法实现了一个父本同时与多个CMS母本杂交组配，获得足量杂交种子，提高杂交育种效率和病虫害防治效果，方便田间管理。

Description

一种芹菜杂交组配的方法

技术领域

本发明属于蔬菜种植技术领域，涉及一种芹菜杂交组配的方法。

背景技术

芹菜为伞形科旱芹属二年生蔬菜，虫媒花，常异花授粉，花小量大、花枝柔嫩迭生，花期长而分散，这种特殊的开花习性导致芹菜难以进行严格人工去雄和杂交授粉，使得芹菜杂交育种工作长期不能实现突破性进展。芹菜雄性不育系的应用很好地解决了这个难题，为芹菜杂交育种工作开辟了一条有效途径。中国发明专利ZL201010300772.9“芹菜隐性核基因雄性不育系繁殖和杂交制种的方法”通过无性繁殖方式繁殖芹菜隐性核基因雄性不育系并实现了芹菜杂交制种的目标，但该方法技术较为复杂，大规模杂交制种有一定局限性。中国发明专利ZL201410705174.8“一种芹菜杂交授粉的方法及应用”提供了一种芹菜细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility，缩写CMS）杂交授粉方法，使芹菜杂交组合内CMS母本株能够得到父本株有效授粉的同时，不同组合之间实现100%花粉隔离，但该方法确定的芹菜父母本种株一对一式杂交授粉与隔离方式存在育种效率相对较低，授粉效果较差，结籽量少，病虫害防治不及时不彻底，田间管理不方便等问题，需要通过技术创新加以解决。

发明内容

本发明目的在于提供一种芹菜杂交组配的方法，保证在严格的花粉隔离条件下实现一个父本同时与多个CMS母本完成杂交组配，并可分别获得足量杂交种子。该方法杂交育种效率高，病虫害防治及时高效，田间管理方便。

为了实现上述目的，本发明首先通过转育获得若干个遗传稳定的芹菜细胞质雄性不育系（cytoplasmic male sterility，缩写CMS），以这些CMS不育系作为母本，选择确定一个优良自交系作为父本，冬季进行精心管理，培育成健壮种株并完成低温春化过程。春季按照杂交组配计划将几个CMS母本和相应父本同时定植到一个采种畦内，在抽薹至开花前，先在采种畦上方架设高密度隔离网室，使网室内所有父母本种株与外界花粉隔离，随后在网室内利用低密度隔离网袋对所有CMS母本株进行花枝阻隔。开花期进行人工辅助授粉。当种子变黄时即可从CMS母本株采收杂交种子。

为实现上述目的本发明公开了如下的技术内容：

（1）芹菜CMS母本的获得：利用具有CMS性状的芹菜育种材料与若干个具有特异农艺性状的自交系材料进行杂交，之后再各自连续回交至少4 代，即获得多个具有特异农艺性状的CMS母本。

（2）芹菜CMS母本与父本的种株培育：秋季播种育苗，入冬前将CMS母本和父本同时定植到日光温室内，整个冬季进行常规综合管理，保证植株健壮生长，品种特征特性充分表现出来，并且完成低温春化过程。

（3）芹菜CMS母本与父本的种株栽植：春季，选择生长整齐健壮的芹菜CMS母本和父本种株，分别去掉外围老叶和叶柄上半部叶片，用1000倍萘乙酸生根粉溶液蘸根，然后在采种畦内按照1行父本、2行 CMS母本的配比进行定植，定植时，父本行位置要偏离畦中线1/4～1/3，CMS母本行安排在父本行两侧，行距为50厘米，父本行株距为40-50厘米，母本根据杂交组配计划，每行同时安排几个不同CMS母本，同一母本内株距为40-50厘米，不同母本之间留出60-80厘米间隔，在间隔处插牌做好田间标记，定植后安装滴灌管，扣上地膜，打开滴灌，使所有种株都得到足够水量，保证成活；

（4）架设隔离网室：选用100～150目耐老化尼龙网纱缝制隔离网室，网室高度为200厘米，长度和宽度与采种畦基本相同。在种株明显抽薹至开花之前，将隔离网室牢固架设在采种畦上，畦内所有父本和CMS母本种株全部罩在网室内，达到严格花粉隔离效果。

（5）CMS母本种株套上隔离网袋：利用10～20目尼龙网纱缝制隔离网袋，网袋长为120～160厘米，宽为35～40厘米。在CMS母本种株旁边竖立一根长140～180厘米的立杆，插入地面20厘米，地上高度为120～160厘米。在CMS母本种株开花前后，以立杆为支撑将母本株套入隔离网袋，以防父母本花枝伸长后相互交织，难以分开采种。

（6）人工辅助授粉：当芹菜种株一级花序有20%～30%小花开花时，开始进行人工辅助授粉，直到四级花序进入盛花期结束。方法是操作人员进入隔离网室内，站在偏离父本的一侧，用竹竿等轻质棒状物轻轻拂动父本花枝，促使父本花粉充分飘散，穿过网袋为CMS母本花授粉，完成杂交组配。

（7）田间综合管理：在整个杂交授粉过程中，及时做好病虫草害预防工作，主要包括前期容易发生的软腐病和根腐病，后期容易发生的灰霉病和红蜘蛛，以及贯穿始终的蚜虫、芹菜网螟和杂草危害。

（8）采种：当种株上大部分种子变黄时，即可采种。先将父本种株全部割下并淘汰，之后再逐一将每个CMS母本分别收割，连同相应的母本标牌一起分别装入干净的60～80目尼龙网袋，将袋口索紧，放到干燥处，再分别经过晾晒、脱粒、精选等步骤，即可获得优质杂交种子。

本发明所述的具有CMS性状的芹菜育种材料为利用CMS杂交育成的一代杂交品种“快嫩60”或其它CMS杂交芹菜品种；

本发明所述的转育自交系材料为“四季西芹”、“天津实心芹”、“加州皇”、“锦绣”、“优文图斯”、“赛雪”或其它常规芹菜品种， 父本材料为“赛莹”或其它常规芹菜品种。

本发明进一步公开了采用芹菜杂交组配方法在实现一个父本同时与多个CMS母本杂交，获得足量杂交种子，提高杂交育种效率和病虫害防治效果，方便田间管理的应用。实验结果证明，采用本发明的芹菜杂交组配方法，在一个隔离网室内，一个父本可以同时与6-10个CMS母本杂交，比以往采用的隔离网袋内父母本种株一对一式杂交组配方法的育种效率提高6-10 倍，单株杂交种子产量可以达到24.8～35.7克，提高3倍以上，还有效解决了以往采用隔离网袋进行杂交组配过程中田间管理不方便，病虫害不能得到及时有效控制等问题。本发明考察比较了不同目数尼龙纱网的花粉隔离效果，最后确定采用100～150目尼龙网纱缝制成隔离网室，达到了完全隔离目的，确保了杂交种纯度。

本发明公开的芹菜杂交组配的方法与现有技术相比所具有的积极效果在于：

（1）同一父本与多个CMS母本进行杂交组配，育种工作效率高。

（2）隔离网室内空间大，父本种株花枝较为舒展，通风透光好，生长势旺，为CMS母本提供的花粉量多。

（3）网袋内CMS母本株得到父本花粉量大，结籽率高，结籽量多；同时隔离网室内空间大，母本株隔离网袋通透性好，便于田间管理，有利于病虫害及时防治。

（4）隔离网室采用高目数尼龙网纱，可以完全阻隔芹菜花粉向外飘散，达到隔离目的。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所涉及的“快嫩60”、“四季西芹”、“天津实心芹”、“加州皇”、“锦绣”、“优文图斯”、“赛雪”、“赛莹”等均为目前市售芹菜品种。

实施例1

利用具有CMS性状的芹菜一代杂交品种“快嫩60”与常规品种 “四季西芹”、 “天津实心芹”、“加州皇”、“锦绣”、“优文图斯”、“赛雪”分别进行杂交，分别获得相应F1，这些F1再分别连续回交至少4 代，即获得农艺性状稳定的CMS雄性不育系母本“C01-12A”、“C01-17A”、“C01-20A”、“C10-13A”、 “C10-80A”、“C12-10A”，“四季西芹”等常规品种逐代自交，分别成为各个CMS母本的对应保持系。杂交过程参见中国发明专利ZL20140705174.8“一种芹菜杂交授粉的方法及应用”。

秋季取CMS不育系“C01-12A”、“C01-17A”、“ C01-20A”、“C10-13A”、 “C10-80A”、“C12-10A”和常规种“赛莹”种子，分别进行播种育苗，成苗后分别定植到日光温室内，冬季期间进行常规综合管理，保证植株健壮生长，并完成低温春化。

春季，分别挖取生长健壮的“C01-12A”、“C01-17A”、“ C01-20A”、“C10-13A”、“C10-80A”、“C12-10A”作为不育系母本种株，“赛莹”作为父本种株，去掉外围老叶和叶柄上半部叶片，用1000倍萘乙酸生根粉溶液蘸根，然后分别定植到采种畦内，采种畦的畦面宽为120厘米，长为680厘米。定植时，先在偏离畦纵向中线1/4位置定植1行父本，株距为40厘米，共16株，再在父本行两侧各定植1行CMS母本，行距为50厘米。每行母本由三个CMS不育系组成，其中1行包括“C01-12A”、“C01-17A”、“ C01-20A”各5株，另1行包括“C10-13A”、 “C10-80A”、“C12-10A”各5株，同一CMS母本内株距为40厘米，不同CMS母本之间留出60厘米间隔，在间隔处插牌做好田间标记。定植后安装滴灌管，扣上地膜，打开滴灌，使所有种株都得到足够水量，保证成活。

选用120目尼龙网纱缝制隔离网室，网室长680厘米，宽120厘米，高200厘米。在种株明显抽薹至开花之前，将上述隔离网室牢固架设在采种畦上，畦内所有父本和CMS母本种株全部罩在网室内。

选用20目尼龙网纱缝制隔离网袋，网袋长160厘米，宽35厘米。在每株CMS母本株旁边竖立一根长180厘米的立杆，插入地面20厘米，地上高度为160厘米。在母本种株开花前后，以立杆为支撑将母本株套入隔离网袋，以防父母本花枝伸长后相互交织，难以分开采种。

当芹菜种株一级花序有20%～30%小花开花时，开始进行人工辅助授粉，直到四级花序进入盛花期结束。方法是操作人员进入隔离网室内，站在偏离父本的一侧，用竹竿等轻质棒状物轻轻拂动父本花枝，促使父本花粉充分飘散，穿过网袋为CMS母本花授粉，完成杂交组配。在整个杂交授粉过程中，及时做好病虫草害预防工作，主要包括前期容易发生的软腐病和根腐病，后期容易发生的灰霉病和红蜘蛛，以及贯穿始终的蚜虫、芹菜网螟和杂草危害。

当种株上大部分种子变黄时，即可采种。先将父本种株全部割下淘汰，之后再逐一将每个CMS母本分别收割，连同相应的母本标牌一起分别装入干净的60目尼龙网袋，将袋口索紧，放到干燥处，再分别经过晾晒、脱粒、精选等步骤，即获得“C01-12A”ד赛莹”、“C01-17A”ד赛莹”、“ C01-20A”ד赛莹”、“C10-13A”ד赛莹”、“C10-80A”ד赛莹”、“C12-10A”ד赛莹”等6个杂交组合种子。经纯度鉴定，6个杂交组合种子的纯度均达99%以上，单株种子产量为24.8～35.7克。

Claims (7)

1.一种芹菜杂交组配的方法，其特征在于按如下步骤进行：

（1）芹菜CMS母本的获得：利用具有CMS性状的芹菜育种材料分别与若干个具有特异农艺性状的自交系材料进行杂交，之后再各自连续回交至少4 代，即获得相应的具有特异农艺性状的CMS母本；

（2）芹菜CMS母本与父本的种株培育：秋季播种育苗，入冬前将CMS母本和父本同时定植到日光温室内，整个冬季进行常规综合管理，保证植株健壮生长，品种特征特性充分表现出来，并且完成低温春化过程；

（3）芹菜CMS母本与父本的种株栽植：春季，选择生长整齐健壮的芹菜CMS母本和父本种株，分别去掉外围老叶和叶柄上半部叶片，用1000倍萘乙酸生根粉溶液蘸根，然后在采种畦内按照1行父本、2行 CMS母本的配比进行定植；定植后安装滴灌管，扣上地膜，打开滴灌，使所有种株都得到足够水量，保证成活；

（4）架设隔离网室：选用耐老化高密度尼龙网纱缝制隔离网室，在种株明显抽薹至开花之前，将隔离网室牢固架设在采种畦上，畦内所有父本和CMS母本种株全部罩在网室内，达到严格花粉隔离效果；

（5）CMS母本种株套上隔离网袋：利用低密度尼龙网纱缝制隔离网袋，在CMS母本种株开花前后，以立杆为支撑套上上述隔离网袋，以防父母本花枝伸长后相互交织，难以分开采种；

（6）人工辅助授粉：当芹菜种株一级花序有20%～30%小花开花时，开始进行人工辅助授粉，直到四级花序进入盛花期结束；

（7）田间综合管理：在整个杂交授粉过程中，及时做好病虫草害预防工作，主要包括前期容易发生的软腐病和根腐病，后期容易发生的灰霉病和红蜘蛛，以及贯穿始终的蚜虫、芹菜网螟和杂草危害；

（8）采种：当种株上大部分种子变黄时，即可采种；先将父本种株全部割下并淘汰，之后再逐一将每个CMS母本分别收割，连同相应的母本标牌一起分别装入干净的60～80目尼龙网袋，将袋口索紧，放到干燥处，再分别经过晾晒、脱粒、精选步骤，即可获得优质杂交种子；

权利要求1所述的芹菜杂交组配的方法，其特征在于所述的具有CMS性状的芹菜育种材料为利用CMS杂交育成的一代杂交品种“快嫩60”或其它CMS杂交芹菜品种。

2.权利要求1所述的芹菜杂交组配的方法，其特征在于所述的转育自交系材料为“四季西芹”、“天津实心芹”、“加州皇”、“锦绣”、“优文图斯”、“赛雪”或其它常规芹菜品种， 父本材料为“赛莹”或其它常规芹菜品种。

3.权利要求1所述的一种芹菜杂交组配的方法，其特征在于所述在采种畦定植时父本行位置要偏离畦纵向中线1/4～1/3，CMS母本行位置在父本行两侧，行距为50厘米，父本行株距为40-50厘米，母本根据杂交组配计划，每行同时安排几个不同CMS母本，同一母本内株距为40-50厘米，不同母本之间留出60-80厘米间隔，在间隔处插牌做好田间标记。

4.权利要求1所述的一种芹菜杂交组配的方法，其特征在于所述隔离网室由100～150目耐老化尼龙网纱缝制而成，网室高200厘米，长度和宽度与采种畦基本相同。

5.权利要求1所述的一种芹菜杂交组配的方法，其特征在于所述CMS母本株隔离网袋由10～20目尼龙网纱缝制而成，网袋长为120～160厘米，宽为35～40厘米；套袋时间在CMS母本种株开花前后，套袋时在CMS母本种株旁边竖立一根长140～180厘米的立杆，插入地面20厘米，地上高度为120～160厘米，以立杆为支撑连同母本株套入隔离网袋。

6.权利要求1所述的一种芹菜杂交组配的方法，其特征在于所述操作人员进入隔离网室内进行人工辅助授粉时，站在偏离父本的一侧，用竹竿轻质棒状物轻轻拂动父本花枝，促使父本花枝飞散的花粉穿过网袋为CMS母本花授粉，完成杂交组配。

7.采用权利要求1所述芹菜杂交组配方法在实现一个父本同时与多个CMS母本杂交，获得足量杂交种子，提高杂交育种效率和病虫害防治效果，方便田间管理方面的应用。