CN116114590A - 一种提高大葱雄性不育系概率的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冷等离子体在提高大葱雄性不育系概率中的应用及方法，属于农业技术领域。本发明首次将冷等离子体处理技术应用于大葱雄性不育系的选育中，通过研究发现，不同处理功率的冷等离子体技术对大葱育种材料进行处理，可以提高大葱雄性不育系比例，获得改变传统雄性不育系育种效率低的问题，提高大葱选育宽度，加快大葱选育周期。同时配合冷等离子体对父本材料处理，提高了抗病性，获得抗病大葱杂交种。因此，本发明为培育出综合性状优良的大葱雄性不育系和抗病新品种提供了新方法。
Description
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种冷等离子体在提高大葱雄性不育系概率中的应用及方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
大葱(Alliumfistulosum L.var.gigantum Makino)在我国栽培历史悠久，其适应性强，栽培地域广，劳动人民通过混合选择或母系选择育成了大量适合本地生态环境、栽培条件和消费要求的优良地方品种或农家品种。但大葱育种技术落后于发达国家，且长期以来一直滞后于其它蔬菜，是蔬菜育种的一个薄弱环节。大葱是异花授粉作物，但有较高的自交结实率，靠昆虫传粉，也可人工传粉，用手轻握葱球来回轻柔几下，可提高授粉率。同一品种内基因型特别丰富，个体间基因型有较大差异，对优良变异个体连续定向选择可以选育成优于原始群体的新品种，大葱杂交优势育种也取得了较大研究进展，培育出了一批产量高、品质好、商品性状优良的一代杂种；近几年来出口鲜葱及大葱深加工产品的增加，对品种质量的要求大大提高，人们对新品种和一代杂种的需求非常迫切，因此创新大葱育种工作，选育新品种势在必行。
大葱花器小，单花结籽率低，人工去雄成本高，大葱雄性不育在杂种优势利用中具有重要价值，利用雄性不育系配制杂交种成为我国大葱育种的主要研究方向。大葱采种田特别是综合性状优异的日本品种，不育株率极低只有0.2-1.29％，出现雄性不育系的品种频率也不足三分之一，传统方法选育不育系效率低。
等离子体是物质第四态，是一种能量更高的物质聚集态，含有大量被激发的分子、原子、自由基电子等活性粒子。等离子体主要用于化学冶炼、喷涂、焊接等方面；近些年有等离子体处理种子农业方面应用，等离子体中大量存在的活性粒子能够作用于植物，引起某些性状的改变。将该技术应用于农业育种在国内外尚属新的研究领域，主要应用于小麦、玉米、花生、大豆等作物在抗病性、发芽指标、产量、商品性等目标性状的改良。目前尚未见冷等离子体处理在大葱雄性不育系选育方面的研究应用和报道。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种冷等离子体在提高大葱雄性不育系概率中的应用及方法。将冷等离子体处理方式应用在大葱雄性不育系选育方面。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
本发明的第一方面，提供一种冷等离子体在提高大葱雄性不育系概率中的应用，所述应用为以下任意一种或多种：
(a)获得大葱雄性不育单株；
(b)获得性状优良的稳定不育系和保持系；
(c)提高大葱选育宽度，缩短大葱选育周期；
(d)获得抗病性提高的大葱父本材料；
(e)选育抗性优良的大葱品种。
本发明的第二方面，提供一种冷等离子体提高大葱不育株概率的方法，具体步骤如下：
S1、对大葱目标育种材料进行冷等离子体处理；
S2、田间种植和分子标记鉴定，获得更高比例的大葱雄性不育株；
S3、通过回交，获得性状优良的稳定不育系和保持系；
其中，所述大葱目标育种材料为大葱品种的育种材料种子。
所述大葱目标育种材料在冷等离子体种子处理仪内进行冷等离子体处理。
所述步骤S1中，大葱目标育种材料进行冷等离子体处理的具体方式为：冷等离子体处理为将大葱品种的育种材料种子置于冷等离子体种子处理仪内，在1-800W的处理功率下对大葱种子进行15-30秒的非电离幅射处理。
进一步地，冷等离子体处理功率为300-600W，处理的时间为18-25s。
更进一步地，冷等离子体处理功率为500W，处理的时间为21s。
具体步骤还包括：
S4、冷等离子体处理大葱父本材料；
S5、不育系作为母本，与带有目标性状父本杂交而得到大葱新组合，通过抗性鉴定及品比试验，最终得到大葱新品种。
所述大葱父本材料在冷等离子体种子处理仪内进行冷等离子体处理。
所述冷等离子体处理大葱父本材料的具体方式为：为将大葱父本材料置于冷等离子体种子处理仪内，在1-300W的处理功率下对大葱父本材料进行15-30秒的非电离幅射处理。
进一步地，所述冷等离子体处理功率为100-250W，处理的时间为18-25s。
本发明的有益效果为：
(1)通过本发明可以获得更高比例的大葱雄性不育单株。
(2)本发明可以获得性状优良的稳定不育系和保持系。
(3)本发明提了大葱选育宽度，缩短了大葱选育周期。
(4)通过本发明能够获得抗性优良的大葱父本。
(5)本发明还可以选育出抗性优良的大葱新品种。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明提高雄性不育系方法及应用的流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明通过研究发现，采用先进的冷等离子体种子处理技术，选择适量供电功率处理大葱育种材料，通过田间种植和分子标记鉴定，可以提高大葱雄性不育株比例，改变传统不育系育种效率低的问题，提高大葱选育宽度，加快优良不育系选育进度。结合冷等离子体处理大葱父本，能够获得抗病性优良的大葱新品种。
本发明提出了一种冷等离子体在提高大葱不育株概率中的应用，其特征在于，所述应用为以下任意一种或多种：
(a)获得大葱雄性不育单株；
(b)获得性状优良的稳定不育系和保持系；
(c)提高大葱选育宽度，缩短大葱选育周期；
(d)获得抗病性提高的大葱父本材料；
(e)选育抗性优良的大葱品种。
在本发明的一种典型实施方式中，提供一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、对大葱目标育种材料进行冷等离子体处理；
S2、田间种植和分子标记鉴定，获得更高比例的大葱雄性不育株；
S3、通过回交，获得性状优良的稳定雄性不育系和保持系；
其中，所述大葱目标育种材料为大葱品种的育种材料种子。
在该实施例的一些实施例中，所述大葱目标育种材料在冷等离子体种子处理仪内进行冷等离子体处理。
在该实施例的一些实施例中，所述步骤S1中，对大葱目标育种材料进行冷等离子体处理的具体方式为：冷等离子体处理为将大葱品种的育种材料种子置于冷等离子体种子处理仪内，在1-800W的处理功率下对大葱种子进行15-30秒的非电离幅射处理。
在该实施例的一些实施例中，冷等离子体处理功率为300-600W，处理的时间为18-25s。
在该实施例的一些实施例中，冷等离子体处理功率为500W，处理的时间为21s。
在本发明的另一种典型实施方式中，具体步骤还包括：
S4、冷等离子体处理大葱父本材料；
S5、不育系作为母本，与带有目标性状父本杂交而得到大葱新组合，通过抗性鉴定及品比试验，最终得到大葱新品种。
在本发明的另一种典型实施方式中，所述大葱父本材料在冷等离子体种子处理仪内进行冷等离子体处理。
在本发明的另一种典型实施方式中，所述冷等离子体处理大葱父本材料的具体方式为：为将大葱父本材料置于冷等离子体种子处理仪内，在1-300W的处理功率下对大葱父本材料进行15-30秒的非电离幅射处理。
在本发明的另一种典型实施方式中，所述冷等离子体处理功率为100-250W，处理的时间为18-25s。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。实施例中选用的大葱育种材料，公众可从山东省种子有限公司获得。
实施例1
(1)选择大葱目标育种材料A01-A20种子做为实验材料。
(2)将大葱育种材料放入冷等离子体种子处理设备，处理功率1-800W，处理的时间为10-25s。
(3)处理后的大葱育种材料与未经过处理的同一批大葱育种材料进行田间种植，获得更高比例雄性不育株。
经过冷等离子体处理的大葱育种材料与未经过任何处理的、步骤1选定的相应的同一批大葱育种材料相比，不育株比例影响如下：
表1不同冷等离子体处理条件下大葱不育株比例的影响
表1中，不育单株率的提高比率表示冷等离子体处理的育种材料与未经过任何处理的、步骤1选定的相应的大葱的同一批育种材料相比，不育单株率提高的比率。例如，处理功率为500W，处理时间为21s时，不育单株率提高最高的是A09品种，为13.68％，最低的是A05品种，为9.55％，其余的试验品种不育单株率的提高幅度在9.55-13.68％。说明冷等离子体处理后大葱不育单株率提高，不育的植株增加，不育系的选育宽度增加。
(4)连续回交，分子标记获得对应的不育系和保持系。
实施例2
步骤(1)至步骤(4)均与实施例1相同，获得的更高比例的雄性不育系和对应的保持系。
(5)配合冷等离子体处理B01-B15作为父本材料，提高了抗性，获得具有目标性状的大葱父本。
经过冷等离子体处理的大葱育种材料与未经过任何处理的、步骤2选定的相应的同一批大葱育种材料相比，抗性影响如下：
表2不同冷等离子体处理条件下大葱抗性的影响
表2中，大葱感病株下降的比率表示冷等离子体处理的育种材料与未经过任何处理的、步骤(5)选定的相应的大葱的同一批育种材料相比，感染叶霉病、软腐病、炭疽病等所有感病株率下降的比率。例如，处理功率为150W，处理时间为20s时，感病株率下降的最高的是B03品种，为8.98％，最低的是B15品种，为5.63％，其余的试验品种感病株率下降的幅度在5.63-8.98％。说明冷等离子体处理后大葱感病株率下降，株系抗病性增强。
(6)以步骤(4)和(5)得到的雄性不育系和抗病株系，选出优势强、符合选育目标的材料作为杂交种的父母本，进行杂交授粉而得到抗性好的杂交种。
经过冷等离子体处理的大葱父本材料与未经过任何处理的相应的同一批大葱父本材料相比，杂交获得的杂交种抗性影响如下：
表3不同冷等离子体处理条件下大葱杂交种抗性的影响
表3中，大葱杂交种感病株率下降的比率表示冷等离子体处理的父本材料杂交后获得的杂交种，与未经过任何处理的、步骤(5)选定的相应的大葱的同一批父本材料杂交获得的杂交种相比，感染叶霉病、软腐病、炭疽病等所有感病株率下降的比率。例如，处理功率为150W，处理时间为20s时，感病株率下降的最高的是B03品种，为7.36％，最低的是B10品种，为3.61％，其余的试验品种感病株率下降的幅度在3.61-7.36％。说明冷等离子体处理后大葱杂交种感病株率下降，杂交种抗病性增强。
(7)杂交种进行品质检测、小区试验、生产示范推广，获得大葱新品种。
育成大葱新品种超薇，品种权申请号：20170499.5；
育成大葱新品种攀登者，品种权申请号：20191000338；
育成大葱新品种905开拓者，品种权申请号：20184024.0。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种冷等离子体在提高大葱雄性不育系概率中的应用，其特征在于，所述应用为以下任意一种或多种：
(a)获得大葱雄性不育单株；
(b)获得性状优良的稳定不育系和保持系；
(c)提高大葱选育宽度，缩短大葱选育周期；
(d)获得抗病性提高的大葱父本材料；
(e)选育抗性优良的大葱品种。
2.一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、对大葱目标育种材料进行冷等离子体处理；
S2、田间种植和分子标记鉴定，获得更高比例的大葱雄性不育系；
S3、通过回交，获得性状优良的稳定雄性不育系和保持系；
其中，所述大葱目标育种材料为大葱品种的育种材料种子。
3.如权利要求2所述的一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，所述大葱目标育种材料在冷等离子体种子处理仪内进行冷等离子体处理。
4.如权利要求2所述的一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，所述步骤S1中，对大葱目标育种材料进行冷等离子体处理的具体方式为：冷等离子体处理为将大葱品种的育种材料种子置于冷等离子体种子处理仪内，在1-800W的处理功率下对大葱种子进行15-30秒的非电离幅射处理。
5.如权利要求4所述的一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，冷等离子体处理功率为300-600W，处理的时间为18-25s。
6.如权利要求4所述的一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，冷等离子体处理功率为500W，处理的时间为21s。
7.如权利要求2所述的一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，具体步骤还包括：
S4、冷等离子体处理大葱父本材料；
S5、雄性不育系作为母本，与带有目标性状父本杂交而得到大葱新组合，通过抗性鉴定及品比试验，最终得到大葱新品种。
8.如权利要求7所述的一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，所述大葱父本材料在冷等离子体种子处理仪内进行冷等离子体处理。
9.如权利要求7所述的一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，所述冷等离子体处理大葱父本材料的具体方式为：为将大葱父本材料置于冷等离子体种子处理仪内，在1-300W的处理功率下对大葱父本材料进行15-30秒的非电离幅射处理。
10.如权利要求9所述的一种冷等离子体提高大葱雄性不育系概率的方法，其特征在于，所述冷等离子体处理功率为100-250W，处理的时间为18-25s。
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| CN103718848A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-16 | 中国农业大学 | 一种冷等离子体处理的苜蓿育种方法 |
| CN104620719A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-05-20 | 山东省种子有限责任公司 | 一种冷等离子体处理的大豆育种方法 |
| CN105580727A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-05-18 | 山东采育种子研究院 | 一种冷等离子体处理的甘蓝育种方法及其应用 |
| CN106212269A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-14 | 石家庄市农林科学研究院 | 选育耐储高产优质的大葱新品种的方法 |
-
2022
- 2022-11-28 CN CN202211500749.3A patent/CN116114590B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103718848A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-16 | 中国农业大学 | 一种冷等离子体处理的苜蓿育种方法 |
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| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116114590B (zh) | 2024-04-16 |
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