CN110122322A - 一种培育豇豆新种质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种培育豇豆新种质的方法,包括如下步骤:1)材料准备:选择地理或亲缘远缘的饭豆与豇豆品种分别作为父本和母本;2)材料种植:将豇豆品种和饭豆品种分批播种,保证亲本间花期相遇并有足够的花蕾进行杂交;3)豇豆与饭豆杂交授粉:当豇豆和饭豆都开花时候,清晨至上午进行人工杂交;4)将杂交得到的后代进行多年多季的系统选择。本发明方法利用亲缘或地理远缘的亲本杂交并结合单株系统选择等育种方法,得到豆荚颜色,豆荚长度、种皮颜色、单荚籽粒数等产量性状优异的豇豆新品系。
Description
技术领域
本发明属于植物品种选育技术领域,具体涉及一种培育豇豆新种质的方法。
背景技术
豇豆起源于非洲,在世界范围内广泛分布,在撒哈拉地区、亚洲东南部和我国有悠久的栽培历史,也是我国的主要食用豆类之一。在我国,栽培以食荚类型的长豇豆为主。其营养价值和保健价值较高,富含蛋白质、碳水化合物、维生素B和维生素C,以及钙、磷、铁等,尤其蛋白质维生素B含量最丰富。我国的豇豆资源比较丰富,根据中国农业科学院国家农作物种质资源保存中心(http://icgr.caas.net.cn/)数据库的记录,目前已有超过1200份不同类型的豇豆种质材料编目入库。
在栽培过程中,由于长期的人工选择,导致长豇豆遗传多样性水平偏低,遗传背景趋于狭窄,对于长豇豆应对复杂多变的生态环境是极为不利的,也成为长豇豆产业潜在的不利因素。因此,利用远缘杂交技术进行豇豆与饭豆杂交,增强基因组之间交流,加速人工进化,获得一批的豇豆与饭豆杂交种质,为豇豆优质抗性育种提供更为丰富的新种质,为进一步培育出豇豆新品种奠定基础。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷,提供一种培育豇豆新种质的方法,选择地理或亲缘远缘的饭豆与豇豆品种分别作为父本和母本,创造出一系列不同荚长荚色豇豆新种质。
为了实现上述目的,在基础的实施方案中,本发明提供了一种培育豇豆新种质的方法,包括如下步骤:
1)材料准备:选择地理或亲缘远缘的饭豆与豇豆品种分别作为父本和母本;
2)材料种植:将豇豆品种和饭豆品种分批播种,保证亲本间花期相遇并有足够的花蕾进行杂交;
3)豇豆与饭豆杂交授粉:当豇豆和饭豆都开花时候,清晨至上午进行人工杂交;
4)将杂交得到的后代进行多年多季的系统选择,选择出包括豆荚颜色,豆荚长度、种皮颜色、单荚籽粒数和产量性状优异的豇豆新品系。
在一种优选的实施方案中,所述步骤1)中,所述饭豆(Vigna umbellata)籽粒多、荚短且纤维化程度高,嫩荚不宜食用;紫红色花,青荚,种子近似短圆形,种皮深棕色,平均荚长22.75cm,平均果柄长32.44cm,平均单荚籽粒数16粒,千粒重121.99g。
在一种优选的实施方案中,所述步骤1)中,所述豇豆(Vigna unguiculata)位中国的推广品种“夏宝二号”,籽粒较少、豆荚长且纤维化程度低,食用嫩荚为主;白色花,白荚,种子肾形种皮白色,种脐周围浅棕色,平均荚长79.88cm,平均果柄长28.44cm,平均单荚籽粒数21粒,千粒重167.64g。
在一种优选的实施方案中,所述步骤2)中,当露地栽培豇豆时,四月上旬播种,六月上旬杂交授粉。
在一种优选的实施方案中,所述步骤3)中,开花结荚和人工杂交授粉的温度范围为25℃-30℃。
在一种优选的实施方案中,所述步骤3)中,所述杂交授粉时,选择的花蕾颜色由绿色变成白色,尺寸为0.3-0.6cm。
在一种优选的实施方案中,所述步骤3)中,所述杂交授粉前,还包括人工去雄:同一果柄上的花蕾去掉,仅保留待杂交的花蕾;用酒精来消毒手和镊子,轻轻甩干,待酒精完全挥发之后,用镊子尖端从花蕾顶部,沿着腹缝从上往下,小心剖开至1/4-1/2,将露出的花药和花丝用镊子完全去掉。
在一种优选的实施方案中,所述步骤3)中,所述杂交授粉时,选用当天开放的新花粉,用消毒后的镊子将父本的花药去下,将淡黄色的花粉轻轻涂抹在雌蕊柱头;杂交完成之后,套袋,固定。
在一种优选的实施方案中,所述步骤4)中,所述系统选择是将繁殖得到的种子在亚热带的气候条件下进行,春秋两季繁殖,单株系选进行育种。
通过上述技术方案,本发明采用饭豆品种(父本)与豇豆品种(母本)进行远缘杂交,杂交后大多数落花或者不结荚,一般在100株以内可获得3-10个结荚,而且单荚中的籽粒数一般少于10粒,种植F1和F2代。F2代进行系统选择,最初选择时,所有结荚单株都收获,随后,种植后代单株,春秋两季繁殖,长日照和短日照交替,经适应性选择后,选择豆荚色泽好、豆荚长度适宜且一致性好的单株。本发明利用远缘杂交技术,通过多年多季的系统选择等方法的有机结合,选择出豆荚颜色,豆荚长度、种皮颜色、单荚籽粒数等产量性状优异的豇豆新品系。
附图说明
图1为本发明实施例得到的各个豇豆新种质与其父本、母本的对比示意图。
图2为亲本豆荚及本发明实施例得到的杂交F1代种子照片。
具体实施方式
一般来说,远缘杂交是不同种属或亚种之间的杂交,可以创造新物种和改良旧物种,但是存在三个方面的困难,包括杂交不亲和性、杂交不育性和杂交后代的剧烈分离。因此,远缘杂交成功率偏低。豇豆和饭豆是亲缘关系较远的亚种,两者都是豇豆属的植物,两者之间的远缘杂交,也是难以成功,但是存在成功的可能性。
基于现有技术的上述缺陷,本发明实施例提供一种远缘杂交育种方法,创造出一系列不同荚长荚色豇豆新种质。饭豆与豇豆的亲缘关系远,为了解决在杂交和选择过程中的光周期敏感,在武汉亚热带的气候条件,选择光周期不敏感的亲本配制杂交组合,可以避免光周期敏感的特性,因广大饭豆品种多为短日照类型,为此,在选择过程中采取多年春秋两季,长日照和短日照交替,单株系选的系统选择方法,在长江流域区选择光周期不敏感的早熟植株类型。为克服饭豆荚短且纤维化程度高,嫩荚不宜食用的问题,注重选择豆荚长和纤维化程度低的类型。此外,远缘杂交具有强烈分离特点,应以系谱选择为主,尽量少采取混合选择法。
远缘杂交是开展植物品种遗传改良和种质创新的一种行之有效的技术方法,它能突破物种间的生殖隔离,从相近的物种中获得遗传物质,促进染色体之间的交换,从而扩大基因的范围,创造新物种。
饭豆和我国的豇豆推广品种具有亲缘关系远的特性,是培育性状超亲、适宜性强的新品种的一个重要因素,而饭豆具有籽粒多、抗逆性强等有利性状,而推广品种的丰产性和适宜性强,这为培育优质、丰产的饭豆新品系打下良好的基础。在品种遗传改良中,把亲缘远缘、系统选择有机地结合起来:在亚热带的气候条件下配制饭豆与豇豆亲本杂交组合或对杂交后代进行繁殖。系统选择是在亚热带的气候条件下繁殖得到的种子在亚热带的气候条件下进行,春秋两季繁殖,长日照和短日照交替,单株系谱选择进行育种。春秋两季,不同日照长度和温度的适应性变化,增加有利基因分离重组的机会,使有利性状通过适应性变异和选择稳定和固定下来,是增强该品种适应性的前提。
为了更好的理解上述技术方案,下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。应当理解的是,这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例
一种利用豇豆(Vigna unguiculata)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豇豆品种作母本,精选无病无虫害的饱满籽粒以备选种;选用综合性状优良的饭豆材料作为父本;
(2)材料种植:豇豆分批播种,以保证亲本之前花期相遇,能有足够的花蕾开展杂交。武汉地区的露地栽培豇豆,四月上旬播种,则六月上旬为最佳授粉时期。
(3)豇豆与饭豆杂交授粉:当豇豆和饭豆都开花时候,清晨6点至上午9点进行人工杂交。25℃-30℃为开花结荚的最适温度,也是人工杂交授粉的最适温度条件。以花蕾颜色由绿色变成白色,大约0.5cm左右为宜。
去雄之前,为保证养分供给,同一果柄上的花蕾去掉,仅保留待杂交的花蕾。用70%的酒精来消毒手和镊子,轻轻甩干,待酒精完全挥发之后,用镊子尖端从花蕾顶部,沿着腹缝从上往下,小心剖开至1/3左右,将露出的花药和花丝用镊子完全去掉,切勿伤及柱头。
授粉时候,选用当天开放的新花粉,用消毒后的镊子将父本的花药去下,将淡黄色的花粉轻轻涂抹在雌蕊柱头。杂交完成之后,一般用10cm×12cm的硫酸纸袋套袋,再用回形针固定。
其中,所采用的饭豆(Vigna umbellata)籽粒多、荚短且纤维化程度高,嫩荚不宜食用。紫红色花,青荚,种子近似短圆形,种皮深棕色,平均荚长22.75cm,平均果柄长32.44cm,平均单荚籽粒数16粒,千粒重121.99g。
豇豆(Vigna unguiculata)位中国的推广品种“夏宝二号”,籽粒较少、豆荚长且纤维化程度低,食用嫩荚为主。白色花,白荚,种子肾形种皮白色,种脐周围浅棕色,平均荚长79.88cm,平均果柄长28.44cm,平均单荚籽粒数21粒,千粒重167.64g。
需要特别说明的是,本发明方法可以推而广之,指导其不同品种的饭豆和豇豆之间杂交,并不局限与本实施例的两个样本材料。
按上述方法,本发明实施例采用青荚饭豆品种(父本)与中国的白荚豇豆推广品种夏宝二号(母本)在武汉进行远缘杂交,杂交后大多数落花或者不结荚,一般在100株以内可获得3-10个结荚,而且单荚中的籽粒数一般少于10粒,在武汉种植F1和F2代。F2代进行系统选择,最初选择时,所有结荚单株都收获,随后,在武汉种植后代单株,春秋两季繁殖,长日照和短日照交替,经适应性选择后,选择豆荚色泽好、豆荚长度适宜且一致性好的单株。
利用远缘杂交技术,通过多年多季的系统选择等方法的有机结合,选择出豆荚颜色,豆荚长度、种皮颜色、单荚籽粒数等产量性状优异的豇豆新品系,如图1和2所示,具体包括如下:
“3-2”新品系,紫红色花,浅绿荚,种子肾形,种皮棕色,平均荚长60.12cm,平均果柄长29.04cm,平均单荚籽粒数12粒,千粒重161.32g。
“122-1”新品系,紫红色花,种子肾形,种皮棕色,浅绿荚,平均荚长45.67cm,平均果柄长32.00cm,,平均单荚籽粒数16粒。
“1-1”新品系,白色花,种子肾形,种皮浅棕色,浅绿荚,荚表皮具蜡质光泽,平均荚长37.69cm,平均果柄长24.00cm,平均单荚籽粒数20粒,千粒重168.31g。
“83-1”新品系,紫红色花,种子肾形,种皮深棕色,深绿荚,平均荚长34.86cm,平均果柄长28.50cm,平均单荚籽粒数18粒,千粒重169.39g。
“36-4”新品系,紫红色花,种子肾形,种皮浅棕色,深绿荚,平均荚长50.17cm,平均果柄长23.60cm,平均单荚籽粒数20粒,千粒重213.76g。
“2-3”新品系,紫红色花,种子肾形,种皮深棕色,深绿荚,平均荚长46.96cm,平均果柄长40.18cm,平均单荚籽粒数17粒,千粒重171.12g。
“86-1”新品系,紫红色花,种子肾形,种皮深棕色,深绿荚,平均荚长31.60cm,平均果柄长31.00cm,平均单荚籽粒数17粒。
因而,本发明实施例方法是利用亲缘或地理远缘的亲本杂交并结合单株系统选择等育种方法,得到豆荚颜色,豆荚长度、种皮颜色、单荚籽粒数等产量性状优异的豇豆新品系。其中白荚系列新品系三个:“3-2”、“122-1”、“1-1”,绿荚系列新品系四个:“83-1”、“36-4”、“2-3”、“86-1”。
本发明方法系统性、综合性强。方法操作简便,适应性广,可资其他豆类植物远缘杂交的鉴定借鉴。能创造豇豆新种质,丰富豇豆基因型,对于豇豆种质资源的新品种选育与遗传改良具有重要意义。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种培育豇豆新种质的方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)材料准备:选择地理或亲缘远缘的饭豆与豇豆品种分别作为父本和母本;
2)材料种植:将豇豆品种和饭豆品种分批播种,保证亲本间花期相遇并有足够的花蕾进行杂交;
3)豇豆与饭豆杂交授粉:当豇豆和饭豆都开花时候,清晨至上午进行人工杂交;
4)将杂交得到的后代进行多年多季的系统选择,选择出包括豆荚颜色,豆荚长度、种皮颜色、单荚籽粒数和产量性状优异的豇豆新品系。
2.根据权利要求1所述的培育豇豆新种质的方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述饭豆籽粒多、荚短且纤维化程度高,嫩荚不宜食用;紫红色花,青荚,种子近似短圆形,种皮深棕色,平均荚长22.75cm,平均果柄长32.44cm,平均单荚籽粒数16粒,千粒重121.99g。
3.根据权利要求1所述的培育豇豆新种质的方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述豇豆为中国的推广品种“夏宝二号”,籽粒较少、豆荚长且纤维化程度低,食用嫩荚为主;白色花,白荚,种子肾形种皮白色,种脐周围浅棕色,平均荚长79.88cm,平均果柄长28.44cm,平均单荚籽粒数21粒,千粒重167.64g。
4.根据权利要求1所述的培育豇豆新种质的方法,其特征在于:所述步骤2)中,当露地栽培豇豆时,四月上旬播种,六月上旬杂交授粉。
5.根据权利要求1所述的培育豇豆新种质的方法,其特征在于:所述步骤3)中,开花结荚和人工杂交授粉的温度范围为25℃-30℃。
6.根据权利要求1所述的培育豇豆新种质的方法,其特征在于:所述步骤3)中,所述杂交授粉时,选择的花蕾颜色由绿色变成白色,尺寸为0.3-0.6cm。
7.根据权利要求1所述的培育豇豆新种质的方法,其特征在于:所述步骤3)中,所述杂交授粉前,还包括人工去雄:将同一果柄上的花蕾去掉,仅保留待杂交的花蕾;用酒精来消毒手和镊子,轻轻甩干,待酒精完全挥发之后,用镊子尖端从花蕾顶部,沿着腹缝从上往下,小心剖开至1/4-1/2,将露出的花药和花丝用镊子完全去掉。
8.根据权利要求1所述的培育豇豆新种质的方法,其特征在于:所述步骤3)中,所述杂交授粉时,选用当天开放的新花粉,用消毒后的镊子将父本的花药去下,将淡黄色的花粉轻轻涂抹在雌蕊柱头;杂交完成之后,套袋,固定。
9.根据权利要求1所述的培育豇豆新种质的方法,其特征在于:所述步骤4)中,所述系统选择是将繁殖得到的种子在亚热带的气候条件下进行,春秋两季繁殖,单株系选进行育种。
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