CN113207676A - 一种苹果高效杂交育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苹果高效杂交育种方法。属于种子选育技术领域。包括以下步骤：收集苹果树的种质资源，建立资源杂交园；通过自然杂交，得到大量杂交种；将目标种子进行催芽；催芽后播种在营养土中，移栽，继续培植至选出符合预期的树苗得初选树苗；利用高位芽嫁接矮化砧木缩短童期：得复选树苗；对复选树苗区域试种并连续观察2年进行决选，综合性状优良且稳定的树苗即可入选为新品系。本发明通过优化选育方法，缩短了苹果育种周期和育种成本，为进一步对苹果高效育种奠定了基础。

Description

一种苹果高效杂交育种方法

技术领域

本发明涉及种子选育技术领域，更具体的说是涉及一种苹果高效杂交育种方法。

背景技术

在管理条件基本一致的情况下，优良苹果品种与较差品种相比，产量要高，甚至达十几倍。说明选用优良品种是非常重要的。

日本：将“优质”作为首要育种目标，长期坚持“多组合、小群体”的育种技术路线，培育的“富士”已成为世界四大栽培品种之一。继“富士”之后，虽然又选育出了几十个新品种，但有影响力的品种很少。

新西兰：新西兰培育的“嘎拉”已成为世界性发展品种，该国坚持“少组合、大群体”的育种路线，已被越来越多的苹果育种者所接受，近年培育的GS系品种、Braeburn、Jazz等品种在世界上产生了广泛影响。

与其它多年生果树作物一样，由于苹果亲本在遗传上是高度杂合体，杂交后代性状变异较大，尤其是经济性状呈现退化和趋中变异的特点，符合育种目标要求的个体很少，加之受童期、个体空间大等因素影响，苹果杂交育种工作量大、周期长，一直是困扰育种工作者的难题。

由于我国优良品种选育工作起步较晚，目前，单位面积还有待提高、果品质量竞争力较低。目前已投产的果园中还存在一些技术薄弱的园区。果品质量与产量在亩产的角度与先进国家比仍有较大的差距。

随着国际贸易的进行，国际市场要求果品外观鲜艳，果形端正，果面光洁，果个较大，均匀整齐，红色品种着色度85％以上，糖酸比适中，风味浓郁，无公害、无病虫检疫对象，而上述技术问题需要不断筛选优良的果种才能解决，但是，筛选周期长，成本高，制约着研究的速度。

因此，如何提供一种苹果高效杂交育种方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种苹果高效杂交育种方法。良好的选育不仅要考量成本，还要兼顾周期，只有成本低，周期缩短的方法才能大面积推广应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种苹果高效杂交育种方法，包括以下步骤：

(1)收集苹果树的种质资源，建立资源杂交园，每个优异品种15～20株，各品种相隔混种；通过自然杂交，得到杂交种；从各品种的不同单株上采集目标种子；

(2)将目标种子清洗后，进行催芽；催芽后播种在营养土中，于22～25℃催苗至实生苗长至15～20cm，移栽至实验田，继续培植至选出符合预期的树苗，其中淘汰比例为15～25％，得初选树苗；

(3)利用高位芽嫁接矮化砧木缩短童期：9月上旬，采初选树苗当年生的高位成熟芽，嫁接到已定植的矮化中间砧成苗上，形成实生苗矮化砧芽苗；第二年春天剪砧后，加强管理，将叶背光滑无毛或背毛极少的进行淘汰，淘汰比例为10％～20％；第三年对树体刻芽，按高纺锤形整形，侧枝拉下垂，缓和树势；第四年开始以果实品质性状为主进行二次筛选，合格幼株重复二次筛选步骤，其中，每次淘汰比例占比为20～25％，得复选树苗；

(4)对复选树苗区域试种并连续观察2年进行决选，综合性状优良且稳定的树苗即可入选为新品系。

有益效果在于：苹果优选率低，只有大量的杂种才能选出极限的性状，而人工授粉速度慢，效率低，果实得种率低；受花期限制，母本树利用率低。

本发明通过将已有优质品种收集在自交园中混种，丰富了待筛选的种质库，也利于自然杂交突变，为进一步的筛选奠定接触；

通过明确的筛选目标规划，采集种子，通过种植在营养搭配合理的营养土中，促进种苗发育，通过淘汰，缩小待筛选的数量；

通过嫁接，可提高效率；

刻芽和整修修剪可以促进形成花芽，提早度过童期。

进一步的，将病苗、弱苗(例如：粗皮、立枯及易感病和弱小植株或性状不符预期的植株，)进行淘汰，得到符合预期的树苗；

进一步的：决选根据目标需求，在生长结果习性、果实经济、生产性状及抗病性、适应性中做出权衡。

优选的：步骤(1)种质资源包括核心母本：藤木1号和红富士；父本：嘎啦、金冠、粉红女士、国红、华冠、红星；采用以核心母本每5株为1个中心，各父本四周交错围绕的方式种植，母本与各父本总量按1∶1定值，株间距1～2m、行距3～4m。

有益效果在于：核心母本主要经济性状优良，优点多、缺点少，而且无明显低劣性状，按照性状互补原则，选择另一个亲本组合搭配，有可能提高杂交后代优良品系的产出率；采用上述方案可获得单一母本多父本遗传背景丰富的自然杂交后代。

合适的间隔距离、株行间距对植株发育，充分表现植株性状有利，可降低对育种选种的干扰。

优选的：步骤(1)目标种子的筛选标准：以果实品质为主，生产所需优良性状为辅；果实品质包括色泽、果肉品质、味道和汁液；生产所需优良形状包括抗褐变、蛋白质含量、酸度低和高糖。

有益效果在于：对于不同的目的，所需筛选的品种不同，提前确定准确的目标性状，对于选种育种，以及订制育种的成本控制有利。

优选的：步骤(2)催芽：置于20～25℃温水中，浸泡10～15h。

有益效果在于：恰当的催芽温度和浸泡时间对于种子的发育至关重要，良好的发芽率是进一步筛选的前提。

优选的：步骤(2)营养土包括农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂；农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂的质量比为(4～6)∶(4～10)∶(50～80)∶(1～2)∶(0.5～1)。

优选的：步骤(2)移栽包括：对实验田旋地、灌水，施肥；灌水后用地膜覆盖地面；对实验田周期性施用防虫药剂。

营养土在于提供可控的土壤环境，为种苗提供良好的营养和生长环境，对于充分表达其基因性状，便于识别和筛选提供有利的条件。

优选的：步骤(3)加强管理包括：除萌，除掉砧木非目标的小芽；

喷施含300～400mg/L乙烯利和10～15mg/L NAA的叶面肥，间隔15～20d，共喷施2次；及时除草、灌溉和追肥。

有益效果在于：健壮的根系将营养集中到芽体，促其当年快速直立生长；但剪砧后，由于根系吸收营养大于需求，导致地上的砧木容易发生萌蘖。会消耗养分，影响接芽成活或生长，故，需及时剪除，如果接芽长出多个新梢，仅保留一根直立、健壮的新梢；喷施叶面肥可促使苗木木质化，也利于越冬。

本发明提供了上述的方法在种质选育中的应用。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种苹果高效杂交育种方法，取得的技术效果为：

本发明通过优化选育方法，缩短了苹果育种周期和育种成本，为进一步对苹果高效育种奠定了基础；比人工杂交节省人工、母本利用率高、果实出种率高、可获得大量杂交种子；核心母本，与优异品种混合做父本进行杂交，获得“核心母本多父本”遗传背景丰富的大群体后代，更有利于筛选出特定性状的后代。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种苹果高效杂交育种方法。

实施例中涉及的肥料、苹果种子资源均为市售渠道获得，未提及的种植方法和步骤为常规农业方法，在此不再赘述。

实施例1

一种苹果高效杂交育种方法，包括以下步骤：

(1)收集苹果树的种质资源，建立资源杂交园，每个优异品种15株，各品种相隔混种；通过自然杂交，得到杂交种；从各品种的不同单株上采集目标种子；

(2)将目标种子清洗后，进行催芽；催芽后播种在营养土中，于22℃催苗至实生苗长至15cm，移栽至实验田，继续培植至选出符合预期的树苗，其中淘汰比例为15％，得初选树苗；

(3)利用高位芽嫁接矮化砧木缩短童期：9月上旬，采初选树苗当年生的高位成熟芽，嫁接到已定植的矮化中间砧成苗上，形成实生苗矮化砧芽苗；第二年春天剪砧后，加强管理，将叶背光滑无毛或背毛极少的进行淘汰，淘汰比例为10％；第三年对树体刻芽，按高纺锤形整形，侧枝拉下垂，缓和树势；第四年开始以果实品质性状为主进行二次筛选，合格幼株重复二次筛选步骤，其中，每次淘汰比例占比为20％，得复选树苗；

(4)对复选树苗区域试种并连续观察2年进行决选，综合性状优良且稳定的树苗即可入选为新品系。

为进一步优化技术方案：步骤(1)种质资源包括核心母本：藤木1号和红富士；父本：嘎啦、金冠、粉红女士、国红、华冠、红星；采用以核心母本每5株为1个中心，各父本四周交错围绕的方式种植，母本与各父本总量按1∶1定值，株间距1m、行距3m。

为进一步优化技术方案：步骤(1)目标种子的筛选标准：以果实品质为主，生产所需优良性状为辅；果实品质包括色泽、果肉品质、味道和汁液；生产所需优良形状包括抗褐变、酸度低和高糖。

为进一步优化技术方案：步骤(2)催芽：置于20℃温水中，浸泡10h。

为进一步优化技术方案：步骤(2)营养土包括农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂；农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂的质量比为4∶4∶50∶1∶0.5。

为进一步优化技术方案：步骤(2)移栽包括：对实验田旋地、灌水，施肥；灌水后用地膜覆盖地面；对实验田周期性施用防虫药剂。

为进一步优化技术方案：步骤(3)加强管理包括：除萌，除掉砧木非目标的小芽；喷施含300mg/L乙烯利和10mg/L NAA的叶面肥，间隔15d，共喷施2次；及时除草、灌溉和追肥。

实施例2

一种苹果高效杂交育种方法，包括以下步骤：

(1)收集苹果树的种质资源，建立资源杂交园，每个优异品种18株，各品种相隔混种；通过自然杂交，得到杂交种；从各品种的不同单株上采集目标种子；

(2)将目标种子清洗后，进行催芽；催芽后播种在营养土中，于23℃催苗至实生苗长至18cm，移栽至实验田，继续培植至选出符合预期的树苗，其中淘汰比例为20％，得初选树苗；

(3)利用高位芽嫁接矮化砧木缩短童期：9月上旬，采初选树苗当年生的高位成熟芽，嫁接到已定植的矮化中间砧成苗上，形成实生苗矮化砧芽苗；第二年春天剪砧后，加强管理，将叶背光滑无毛或背毛极少的进行淘汰，淘汰比例为15％；第三年对树体刻芽，按高纺锤形整形，侧枝拉下垂，缓和树势；第四年开始以果实品质性状为主进行二次筛选，合格幼株重复二次筛选步骤，其中，每次淘汰比例占比为23％，得复选树苗；

(4)对复选树苗区域试种并连续观察2年进行决选，综合性状优良且稳定的树苗即可入选为新品系。

为进一步优化技术方案：步骤(1)种质资源包括核心母本：藤木1号和红富士；父本：嘎啦、金冠、粉红女士、国红、华冠、红星；采用以核心母本每5株为1个中心，各父本四周交错围绕的方式种植，母本与各父本总量按1∶1定值，株间距1.5m、行距3.5m。

为进一步优化技术方案：步骤(1)目标种子的筛选标准：以果实品质为主，生产所需优良性状为辅；所述果实品质包括色泽、果肉品质、味道和汁液；所述生产所需优良形状包括抗褐变、酸度低和高糖。

为进一步优化技术方案：步骤(2)催芽：置于23℃温水中，浸泡12h。

为进一步优化技术方案：步骤(2)营养土包括农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂；农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂的质量比为5∶7∶65∶1.5∶0.8。

为进一步优化技术方案：步骤(2)移栽包括：对实验田旋地、灌水，施肥；灌水后用地膜覆盖地面；对实验田周期性施用防虫药剂。

为进一步优化技术方案：步骤(3)加强管理包括：除萌，除掉砧木非目标的小芽；喷施含350mg/L乙烯利和12mg/L NAA的叶面肥，间隔18d，共喷施2次；及时除草、灌溉和追肥。

实施例3

一种苹果高效杂交育种方法，包括以下步骤：

(1)收集苹果树的种质资源，建立资源杂交园，每个优异品种20株，各品种相隔混种；通过自然杂交，得到杂交种；从各品种的不同单株上采集目标种子；

(2)将目标种子清洗后，进行催芽；催芽后播种在营养土中，于25℃催苗至实生苗长至20cm，移栽至实验田，继续培植至选出符合预期的树苗，其中淘汰比例为25％，得初选树苗；

(3)利用高位芽嫁接矮化砧木缩短童期：9月上旬，采初选树苗当年生的高位成熟芽，嫁接到已定植的矮化中间砧成苗上，形成实生苗矮化砧芽苗；第二年春天剪砧后，加强管理，将叶背光滑无毛或背毛极少的进行淘汰，淘汰比例为20％；第三年对树体刻芽，按高纺锤形整形，侧枝拉下垂，缓和树势；第四年开始以果实品质性状为主进行二次筛选，合格幼株重复二次筛选步骤，其中，每次淘汰比例占比为25％，得复选树苗；

(4)对复选树苗区域试种并连续观察2年进行决选，综合性状优良且稳定的树苗即可入选为新品系。

为进一步优化技术方案：步骤(1)种质资源包括核心母本：藤木1号和红富士；父本：嘎啦、金冠、粉红女士、国红、华冠、红星；采用以核心母本每5株为1个中心，各父本四周交错围绕的方式种植，母本与各父本总量按1∶1定值，株间距2m、行距4m。

为进一步优化技术方案：步骤(1)目标种子的筛选标准：以果实品质为主，生产所需优良性状为辅；所述果实品质包括色泽、果肉品质、味道和汁液；所述生产所需优良形状包括抗褐变、酸度低和高糖。

为进一步优化技术方案：步骤(2)催芽：置于25℃温水中，浸泡15h。

为进一步优化技术方案：步骤(2)营养土包括农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂；农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂的质量比为6∶10∶80∶2∶1。

为进一步优化技术方案：步骤(2)移栽包括：对实验田旋地、灌水，施肥；灌水后用地膜覆盖地面；对实验田周期性施用防虫药剂。

为进一步优化技术方案：步骤(3)加强管理：除萌，除掉砧木非目标的小芽；喷施含400mg/L乙烯利和15mg/L NAA的叶面肥，间隔20d，共喷施2次；及时除草、灌溉和追肥。

试验效果：

于山东省日照某果园，按照实施例1～3的方法分别在试验田进行育种筛选，经4年的连续种植筛选，分别筛选出果实甜度或果肉脆爽或外观着色度符合订制需求且稳产的品种(萌发率≥87.2％，平均坐果率为92.4％，亩产2100～2500kg不等)，随着产量的逐步提升，显著降低了选育和种植成本，提高了收入。

对比实验

对比例1

采用现有的杂交育种(未建立种植园、未建立核心母本、多父本进行杂交)，采用人工授粉的方式，种植中不断筛选优良种子的育种方式。

对比例2

未使用营养土，直接种植于田块。

对比例3

高位嫁接后，未加强管理、未除萌催肥。

与实施例相比，对比例1筛选过程用时长，同等周期，筛选得到的品种较少，产量(下降24％)、性状相较于实施例差，且人工授粉效率低；母本树利用率低，每个果实种子数量少(种子量为6.23±0.86)，而实施例达到7.27±0.54。人工授粉还需要提前制备花粉、套袋、标记等，而且只能在气球期进行授粉。花粉的制备需要采集气球期花、制备花粉过程中有可能错过授粉时期。

对比例2由于未使用营养土，树苗树高、冠积相较于实施例2分别下降12％和14％。

对比例3因管理不佳，造成树形树势不良，造成童期延长，影响了选育进度。

实施例4

采用实施例的种植方法，于河南灵宝某种植园进行果树筛选，以果实品质为主要筛选目标，得到的新品系总糖≥14.3％；总酸≤2.74±0.12g/kg，Vc含量＞6.31mg/100g。实验达到了筛选目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种苹果高效杂交育种方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)收集苹果树的种质资源，建立资源杂交园，每个优异品种15～20株，各品种相隔混种；通过自然杂交，得到杂交种；从各品种的不同单株上采集目标种子；

(2)将目标种子清洗后，进行催芽；催芽后播种在营养土中，于22～25℃催苗至实生苗长至15～20cm，移栽至实验田，继续培植至选出符合预期的树苗，其中淘汰比例为15～25％，得初选树苗；

(3)利用高位芽嫁接矮化砧木缩短童期：9月上旬，采初选树苗当年生的高位成熟芽，嫁接到已定植的矮化中间砧成苗上，形成实生苗矮化砧芽苗；第二年春天剪砧后，加强管理，将叶背光滑无毛或背毛极少的进行淘汰，淘汰比例为10％～20％；第三年对树体刻芽，按高纺锤形整形，侧枝拉下垂，缓和树势；第四年开始以果实品质性状为主进行二次筛选，合格幼株重复二次筛选步骤，其中，每次淘汰比例占比为20～25％，得复选树苗；

(4)对复选树苗区域试种并连续观察2年进行决选，综合性状优良且稳定的树苗即可入选为新品系。

2.如权利要求1所述的一种苹果高效杂交育种方法，其特征在于，步骤(1)所述种质资源包括核心母本：藤木1号和红富士；父本：嘎啦、金冠、粉红女士、国红、华冠、红星；采用以核心母本每5株为1个中心，各父本四周交错围绕的方式种植，母本与各父本总量按1∶1定值，株间距1～2m、行距3～4m。

3.如权利要求1所述的一种苹果高效杂交育种方法，其特征在于，步骤(1)所述目标种子的筛选标准：以果实品质为主，生产所需优良性状为辅；所述果实品质包括色泽、果肉品质、味道和汁液；所述生产所需优良形状包括抗褐变、酸度低和高糖。

4.如权利要求1所述的一种苹果高效杂交育种方法，其特征在于，步骤(2)所述催芽：置于20～25℃温水中，浸泡10～15h。

5.如权利要求1所述的一种苹果高效杂交育种方法，其特征在于，步骤(2)所述营养土包括农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂；所述农家肥、草木灰、田园土、复合肥和杀菌剂的质量比为(4～6)∶(4～10)∶(50～80)∶(1～2)∶(0.5～1)。

6.如权利要求1所述的一种苹果高效杂交育种方法，其特征在于，步骤(2)所述移栽包括：对实验田旋地、灌水，施肥；所述灌水后用地膜覆盖地面；对所述实验田周期性施用防虫药剂。

7.如权利要求1所述的一种苹果高效杂交育种方法，其特征在于，步骤(3)所述加强管理包括：除萌，除掉砧木非目标的小芽；

喷施含300～400mg/L乙烯利和10～15mg/L NAA的叶面肥，间隔15～20d，共喷施2次；及时除草、灌溉和追肥。

8.权利要求1～7所述的方法在种质选育中的应用。