CN115184546B - 一种田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株的方法 - Google Patents

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Abstract

一种田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株的方法属于林木遗传育种技术领域，具体涉及田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株的方法。本发明依托苗圃育苗，包括实生苗或无性系，在株龄1年生内，除去顶蓬叶和底蓬叶的其它叶蓬，检视叶蓬中下部叶片性状，包括叶面积、叶片基部至中部的一级侧脉均匀度和紊乱度，再结合叶厚、叶色、长势加以判别，准确鉴别选择出三倍体植株。本发明容易操作，无需借助仪器设备，且对操作人员的专业知识背景要求低，鉴别结果准确率高达95.0％以上。特别优点是简便快速，可大规模地开展田间鉴别选择，有助于加快橡胶树三倍体育种进程。

Description

一种田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株的方法
技术领域
本发明属于林木遗传育种技术领域，具体涉及一种田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株的方法。
背景技术
自1935年巨型欧洲山杨(The gigas form of Populus tremula)在瑞典发现，第二年鉴定为三倍体(2n＝3x＝57)，认为林木三倍体植株具有营养器官的巨大性和对逆境的适应性，后来在世界各地掀起了林木三倍体育种的热潮，并且在杨树(Populus spp.)、桑树(Morus alba)、杜仲(Eucommia ulmoides)、桉树(Eucalyptus spp.)等树种上取得成功。
橡胶树(Hevea brasiliensis)是目前已知产胶量最多的树种，我国作为战略性资源于20世纪50年代规模化引种种植，其中云南已种植800万亩，是我国重要的橡胶树种植基地。20世纪60—80年代，马来西亚、印度和中国都有橡胶树三倍体育种的报道(陆永林，1980；郑学勤，1980，1983；凌绪柏，1988；曾宪松，1997)，2000年以后，国内研究报道较多(黄有军，2002；赖杭桂，2013；张源源，2014)。但是没有查阅到关于这些三倍体种子无性系化利用的报道。
云南省热带作物科学研究所设计杂交组合(GT1×PR107)培育的橡胶树三倍体优良无性系‘云研77-2’、‘云研77-4’和‘云研73-46’具有“抗寒速生”的优点，已是云南当家品种；本课题组于2008年开始开展橡胶树三倍体育种工作，培育的‘云研272’和‘云研314’两个品种已推广应用，目前正在测定另外33个三倍体无性系，均表现出速生抗寒的优点。因此，从三倍体群体中选育速生抗寒高产的优良无性系是云南植胶区培育优良品种的有效途径之一。
橡胶树自然三倍体的发生率很低，要从庞大的自然群体中鉴别选择出为数不多的三倍体植株是十分困难的。目前，鉴别橡胶树三倍体植株的方法有核型分析和流式细胞术分析，核型分析虽然检测结果最为可靠，但步骤繁琐，效率低，且对操作者的专业技术水平要求较高；流式细胞术可以提高测定效率(柳觐，2018)，但需借助价格昂贵的流式细胞仪方可进行，难以实现规模化检测。此外，通过核型分析或流式细胞术分析检选三倍体植株均要逐株采样进行检测，需要大量的人力物力，成本高，均很难实现“快速化和批量化”。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株的方法，以提高橡胶树三倍体植株的选择效率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株的方法，所述田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株方法包括以下步骤：
S1、苗木选择培育：选择苗龄为8～12个月且具有4个叶蓬以上的橡胶树苗木群体进行观测鉴别选择；
S2、性状指标选择：以株或无性系为单位，选择橡胶树苗木的中部叶蓬为观测对象，观察所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积、叶片的基部到中部的一级侧脉分布均匀度和紊乱度为所述性状指标；
S3、差异指标定性分类：以步骤S2得到的所述性状指标进行定性分类，得到定性指标，其中，所述性状指标进行定性分类具体为：
所述叶面积通过群体内部对比，分为一般叶面积大小的植株和叶面积大小明显大于同类群体的植株；
所述一级侧脉均匀度根据侧脉间隔距离和同侧侧脉的平行性判定，分为均匀和不均匀；
所述一级侧脉分布紊乱度根据侧脉排列的顺序、方向、分叉判定，分为：紊乱和不紊乱；
S4、差异辨析与三倍体植株判定：将步骤S3得到的所述定性指标分为3步判别：①所述叶面积判定为叶面积大小明显大于同类群体的植株；②所述一级侧脉均匀度判定为不均匀；③所述一级侧脉分布紊乱度判定为紊乱；同时满足①、②和③条件即判定为三倍体植株。
进一步的，所述方法还包括：
S5、确认判定：将步骤S4判定的所述三倍体植株同时进行进一步观测，若所述三倍体植株相对于一般植株，表现出叶片厚、叶色深、长势旺的性状则确认为三倍体植株。
进一步的，步骤S1中，所述橡胶树苗木群体中的所述橡胶树苗木指株龄一致的实生苗或芽接苗。
进一步的，步骤S3中，所述叶面积群体内部对比的方法具体为：所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积，若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积大于所述同类群体植株叶面积的20％以上，则判定为叶面积大小明显大于同类群体的植株，反之则为一般叶面积大小的植株。
进一步的，步骤S3中，所述一级侧脉均匀度指标判定的方法具体为：若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片出现2条以上的不平行侧脉，或，若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片出现2个以上的过宽或过窄的间隔距离，则判定为不均匀，反之则为均匀。
进一步的，步骤S3中，所述一级侧脉分布紊乱度的判定方法具体为：若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片的侧脉出现分布顺序不规则、方向不同和分叉三种情况中的两种以上，则判定为紊乱，反之则为不紊乱。
补充说明，顺序：指主脉左右两侧的侧脉排列的规则，分互生和对生两种，其中互生是一边一条轮流排列，对生是两侧侧脉靠近成一对一对的排列。方向：以主脉为标准，同一侧的侧脉与主脉的夹角差异明显，就说明方向不同。分叉指侧脉再分成2条或更多，一般情况，侧脉一条明显到达叶缘。
进一步的，步骤S3中，所述性状指标进行定性分类时的测量方法为：目测。
进一步的，步骤S3中，所述目测的具体方法为田间检视。
进一步的，所述条件①、②和③的判定顺序为：先判定条件①，再同时判定条件②和③。
本发明的有益效果是：本发明可以通过田间观测后快速简便地鉴别和选择出橡胶树三倍体植株，提高选择效率，加快育种进程，无需借助流式细胞仪等昂贵仪器设备，成本低，易操作。仅从叶片性状指标通过肉眼检视，判别结果准确率高达95％以上，有助于橡胶树三倍体无性系的培育。
附图说明
图1左侧叶片为实施例2筛选出的1株三倍体植株的叶片，品种为云研272，右侧叶片为橡胶树品种云研77-4的叶片；
图2左侧叶片的橡胶树品种为云研553，是实施例1中二倍体植株的叶片，右侧叶片的橡胶树品种为GT1；
图3为三倍体和二倍体叶片大小对比；
图4为三倍体和二倍体植株叶片基部的对比。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
S1、苗木选择培育：采收橡胶树品种GT1开放授粉种子6000粒，在适宜橡胶树生长的立地条件下于沙床播种催芽，27～30d后，得到苗高为18～20cm实生苗5700株，按30×40cm定植，继续培养8～12个月后，选择生势基本一致且具有4个叶蓬以上的5400株进行鉴别。
S2、性状指标选择：以株为单位，选择橡胶树苗木的中部叶蓬为观测对象(田间观测，无需采叶)，观察所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积、叶片的基部到中部的一级侧脉分布均匀度和紊乱度为所述性状指标；中部叶蓬是指去顶蓬叶和底蓬叶的其它叶蓬。
S3、差异指标定性分类：以步骤S2得到的所述性状指标进行定性分类，得到定性指标，其中，所述性状指标进行定性分类具体为：
所述叶面积通过群体内部对比，分为一般叶面积大小的植株和叶面积大小明显大于同类群体的植株；所述叶面积群体内部对比的方法具体为：目测估算所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积，若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积大于所述群体植株叶面积20％以上，则判定为叶面积大小明显大于同类群体的植株，反之则为一般叶面积大小的植株。
所述一级侧脉均匀度根据侧脉间隔距离和同侧侧脉的平行性判定，分为均匀和不均匀；所述均匀度判定的方法具体为：若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片出现2条以上的不平行侧脉，或，若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片出现2个以上的过宽或过窄的间隔距离，则判定为不均匀，反之则为均匀。
所述一级侧脉分布紊乱度根据侧脉排列的顺序、方向、分叉判定，分为：紊乱和不紊乱；所述一级侧脉分布紊乱度的判定方法具体为：若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片的侧脉出现分布顺序不规则、方向不同和分叉三种情况中的两种以上，则判定为紊乱，反之则为不紊乱。
S4、差异辨析与三倍体植株判定：将步骤S3得到的所述定性指标分为3步判别：①所述叶面积判定为叶面积大小明显大于同类群体的植株；②所述一级侧脉均匀度判定为不均匀；③所述一级侧脉分布紊乱度判定为紊乱；同时满足①、②和③条件即判定为三倍体植株。
S5、确认判定：将步骤S4判定的所述三倍体植株同时进行进一步观测，若所述三倍体植株相对于一般植株，表现出叶片厚、叶色深、长势旺的性状则确认为三倍体植株。
判定结果如下表：
Figure BDA0003705320910000041
实施例2
S1、苗木选择培育：以GT1实生籽苗为砧木，80个优树无性系当年抽生枝条为接穗，进行籽苗芽接培育无性系苗木，培养8～12个月后，每个无性系选择2～3株生势基本一致且具有4个叶蓬以上植株进行鉴别。
S2、性状指标选择：以无性系为单位，选择橡胶树苗木的中部叶蓬为观测对象(田间观测，无需采叶)，观察所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积、叶片的基部到中部的一级侧脉分布均匀度和紊乱度为所述性状指标；中部叶蓬是指去顶蓬叶和底蓬叶的其它叶蓬。
S3、差异指标定性分类：以步骤S2得到的所述性状指标进行定性分类，得到定性指标，其中，所述性状指标进行定性分类具体为：
所述叶面积通过群体内部对比，分为一般叶面积大小的植株和叶面积大小明显大于同类群体的植株；所述叶面积群体内部对比的方法具体为：目测估算所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积，若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积大于所述群体植株叶面积20％以上，则判定为叶面积大小明显大于同类群体的植株，反之则为一般叶面积大小的植株。
所述一级侧脉均匀度根据侧脉间隔距离和同侧侧脉的平行性判定，分为均匀和不均匀；所述均匀度判定的方法具体为：若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片出现2条以上的不平行侧脉，或，若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片出现2个以上的过宽或过窄的间隔距离，则判定为不均匀，反之则为均匀。
所述一级侧脉分布紊乱度根据侧脉排列的顺序、方向、分叉判定，分为：紊乱和不紊乱；所述一级侧脉分布紊乱度的判定方法具体为：若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片的侧脉出现分布顺序不规则、方向不同和分叉三种情况中的两种以上，则判定为紊乱，反之则为不紊乱。
S4、差异辨析与三倍体判定：将步骤S3得到的所述定性指标分为3步判别：①所述叶面积判定为叶面积大小明显大于同类群体的植株；②所述一级侧脉均匀度判定为不均匀；③所述一级侧脉分布紊乱度判定为紊乱；同时满足①、②和③条件即判定为三倍体植株。
S5、确认判定：将步骤S4判定的所述三倍体植株同时进行进一步观测，若所述三倍体植株相对于一般植株，表现出叶片厚、叶色深、长势旺的性状则确认为三倍体植株。
判定结果如下表：
Figure BDA0003705320910000051
实验例1鉴别方法准确性实验
取上述实施例1和实施例2判定的三倍体植株，通过流式细胞术分析法进行鉴定是否为三倍体植株，详细方法的参见柳觐等方法(柳觐，2018)。
实验结果如下：
项目 判定的三倍体植株数量(株) 检测的三倍体植株数量(株) 判定准确率(％)
实施例1 40 39 97.5
实施例2 5 5 100
由上述实验结果可知，本发明提供的鉴别选择橡胶树三倍体植株的方法，三倍体植株鉴别准确率在97.50％以上。因此本发明较现有技术具有快速简便、且准确率高的特点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株的方法，其特征在于，所述田间快速鉴别选择橡胶树三倍体植株方法包括以下步骤：
S1、苗木选择培育：选择苗龄为8~12个月且具有4个叶蓬以上的橡胶树苗木群体进行观测鉴别选择；
S2、性状指标选择：以株或无性系为单位，选择橡胶树苗木的中部叶蓬为观测对象，观察所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积、叶片的基部到中部的一级侧脉分布均匀度和紊乱度为所述性状指标；
S3、差异指标定性分类：以步骤S2得到的所述性状指标进行定性分类，得到定性指标，其中，所述性状指标进行定性分类具体为：
所述叶面积通过群体内部对比，分为一般叶面积大小的植株和叶面积大小明显大于同类群体的植株；所述叶面积群体内部对比的方法具体为：所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积，若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片的叶面积大于同类群体植株叶面积的20%以上，则判定为叶面积大小明显大于同类群体的植株，反之则为一般叶面积大小的植株；
所述一级侧脉均匀度根据侧脉间隔距离和同侧侧脉的平行性判定，分为均匀和不均匀；所述一级侧脉均匀度指标判定的方法具体为：若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片出现2条以上的不平行侧脉，或，若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片出现2个以上的过宽或过窄的间隔距离，则判定为不均匀，反之则为均匀；
所述一级侧脉分布紊乱度根据侧脉排列的顺序、方向、分叉判定，分为：紊乱和不紊乱；所述一级侧脉分布紊乱度的判定方法具体为：若待判定植株的所述中部叶蓬中下部叶片的侧脉出现分布顺序不规则、方向不同和分叉三种情况中的两种以上，则判定为紊乱，反之则为不紊乱；
S4、差异辨析与三倍体植株判定：将步骤S3得到的所述定性指标分为3步判别：①所述叶面积判定为叶面积大小明显大于同类群体的植株；②所述一级侧脉均匀度判定为不均匀；③所述一级侧脉分布紊乱度判定为紊乱；同时满足①、②和③条件即判定为三倍体植株。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
S5、确认判定：将步骤S4判定的所述三倍体植株同时进行进一步观测，若所述三倍体植株相对于一般植株，表现出叶片厚、叶色深、长势旺的性状则确认为三倍体植株。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述橡胶树苗木群体中的所述橡胶树苗木指株龄一致的实生苗或芽接苗。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述性状指标进行定性分类时的测量方法为：目测。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述目测的具体方法为田间检视。
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述条件①、②和③的判定顺序为：先判定条件①，再同时判定条件②和③。
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