CN117378490A - 一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，包括以下内容：(1).构建：选择白花向日葵品种盐葵5号(以下简称A)为轮回亲本，黄花盐葵3号不育系(以下简称B)为原始母本进行回交，每次从子代群体中选择与亲本A花色相近的不育系作为母本，并连续回交4‑5代，最终获得稳定纯合的白花不育系材料，即为观赏向日葵花色标准系C。(2).应用：①用于快速选配杂交新组合，形成稳定花色的三元杂交新组合，培育新花色品(种)系；②可快速培育稳定的二元杂交新组合，得到纯合稳定的不育系新材料；③用于快速鉴定未知新花色材料的纯合性，并通过连续回交快速纯化理想新花色。本发明提供观赏向日葵花色育种新材料，加速新花色育种进程。
Description
技术领域
本发明属于作物良种繁育技术领域，具体涉及一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用。
背景技术
向日葵又名太阳花、转日莲、葵花，属于菊科(Compositae)向日葵族(Heliantheae)向日葵属(Helianthus annuus L.)，其栽培种是由17对染色体组成的二倍体植株，是一年生草本植物。向日葵原产于北美南部和墨西哥北部，作为北美唯一的主要作物，不仅像太阳一样的花序激发了艺术家的灵感，同样也是一种社会标志和科学家们的研究焦点。长期以来，向日葵在我国主要作为油料作物、休闲食品和观赏向日葵使用。自1990年代开始，美国和日本等国家相继培育出“没有花粉”的向日葵杂种品种，切花用向日葵便成为观赏向日葵中的重要成员，作为鲜切花在欧美花卉市场久负盛名。近年来，因向日葵在我国传统文化中的特殊象征意义，其花朵鲜艳、姿态高雅时尚和充满活力等积极向上的花语，向日葵切花在中国鲜切花市场销量不断攀升，已成为鲜切花市场的“新宠”。虽然观赏向日葵培育在中国的起步较晚，但其市场潜力巨大。
观赏向日葵的花盘内有舌状花和管状花，舌状花为无性花，1至3层，着生在花盘边缘；管状花位于舌状花内侧，为两性花。目前市场上常用的观赏向日葵多为黄色舌状花，并且种质资源多来自于日本进口。因此，为了丰富观赏向日葵的多样性和培育具有自主知识产权的新品种，观赏向日葵新材料创制方法、繁育技术和育种方法等技术手段有待进一步提高。
从育种目标来讲，观赏向日葵对产量要求并不高，而更加重视花色、花型的多样性。观赏向日葵因时常用于插花等，无花粉成为主要特征，因此对切花用观赏向日葵要求更高，以确保鲜切花等制品的安全性。在育种过程中，雄性不育系为鲜切花的品种繁育提供有利的物质基础。向日葵白色舌状花因缺少花青素而呈现白色，且该性状受隐性基因控制。因此，在花色多样性品种繁育中，白色舌状花可作为一种重要的性状标记。目前，需要构建一种具有特殊性状标记的不育系向日葵品种(系)，更快更好的组配杂交组合繁育多种多样的观赏向日葵新品种，以丰富观赏向日葵的多样性，加强对观赏向日葵种质资源的保护和利用。
发明内容
本发明的目的在于提供具有一定品种自我保护功能的观赏向日葵种子生产和繁育的方法及其应用。
一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，包括如下内容：
(1)标准系的构建：选择白花向日葵品种盐葵5号(以下简称A)为父本，与黄花盐葵3号不育系(以下简称B)进行杂交得到F1群体AB，从中选择花色中间型单株与A进行回交，得到BC1群体AAB，在BC1群体中选择白花或者乳白色单株与A再次回交，得到BC2群体AAAB，在BC2群体中选择花色白花，株高、分枝数以及花蕾大小等综合性状与父本相近的单株与A再次回交，得到BC3群体AAAAB，按照同样的方法再连续回交2-3代，最终获得株高、分枝性、花蕾大小、花色、叶片大小、颜色、侧枝长短等性状整齐一致且稳定纯合的白花不育系材料C，即为观赏向日葵花色标准系，标准系除育性与父本A(盐葵5号)截然不同外，其他性状基本一致；
(2)标准系的应用：①可以快速选配观赏向日葵杂交新组合，培育新花色观赏向日葵，以标准系C为母本，与不同花色的纯合观赏向日葵D杂交，可以直接产生E新花色观赏向日葵，这样标准系C×恢复系盐葵5号A×新花色品系D就形成了一个稳定花色的三元杂交新组合；②可以快速培育稳定的观赏向日葵二元杂交组合，以标准系C为母本，与不同花色的观赏向日葵保持系F杂交，从后代群体中筛选与F花色和株型等性状相近的不育系单株作为母本，与F进行回交，由于标准系花色淡，在后代中性状表现明显，通过连续2-3代的回交筛选，可以快速形成一个新的二元不育系组合，最终培育得到与F观赏性状一致的稳定纯合的不育系新材料G；③利用标准系C为母本，与纯合性未知的观赏向日葵花色新材料H进行测交，可根据F1的表型，快速鉴定其纯合性，并通过连续回交快速纯化理想新花色。
作为本发明的优选，父本A自交系是选择经过多代自交选育的、白色舌状花、且性状稳定一致的观赏向日葵新品种(系)种子。
作为本发明的优选，不育系母本BC1、BC2、BC3、BC4、BC5等必须是经过选择回交5代以上的单色舌状花不育系材料，并且株高、株型、管状花花色、叶型等性状尽可能与父本A保持一致。
作为本发明的优选，每个杂交组合父本不少于100株，母本不少于50株。
作为本发明的优选，每个杂交组合必须种植于同一隔离网室内，且父本、母本行数比例控制在1∶2至1∶3。
作为本发明的优选，在每个杂交后代中进行人工选择，选择与目标亲本花色、株型、叶型、株高等性状一致的单株，形成相对统一的后代群体，并用于测交。
作为本发明的优选，在种子生产过程中，在各个时期对花色、花盘大小及形状、株高、株型等性状进行调查和统计，并做好田间除病、除草、除杂等管理工作，以确保种子繁育的质量和纯度。
作为本发明的优选，稳定纯合标准系材料C必须于每年与白花父本A自交系材料严格隔离自交制种获得，或者一次性制种保存于种质资源低温库以备后续应用。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明提供构建观赏向日葵花色标准系方法，利用标准系和不同花色向日葵进行杂交，并采用连续回交的方法得到与保持系花色相同的不育系后代，可以快速得到新花色的观赏向日葵类型。此外，利用标准系可将开放授粉材料进行快速性状分离，获得新的花色向日葵种质资源。
附图说明
图1本发明观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用示意图
图2典型实施例1中A的花色图
图3典型实施例1中B的花色图
图4典型实施例1中C的花色图
图5典型实施例2中D的花色图
图6典型实施例2中E的花色图
图7典型实施例3中F的花色图
图8典型实施例3中G的花色图
图9典型实施例4中H的花色图
图10典型实施例4中I的花色图
图11典型实施例4中J的花色图
图12典型实施例4中K的花色图
具体实施方式
下面将结合本发明典型实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施案例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施案例。基于本发明中的实施案例，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。
典型实施案例1：标准系的构建
一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其中标准系的构建，主要包括如下步骤；
1)父本自交系A的选择：选择经人工多代严格自交选育的白色舌状花且纯合稳定的盐葵5号种子，花色如图2所示；
2)母本不育系B的选择：选择经过5次以上回交的盐葵3号不育系种子，花色如图3所示，并每年与盐葵3号杂交制种，或者一次大量制种，并于低温库保存；
3)田间种植：组配的同一个杂交组合，须种植在同一网室内，父母本的行数按照1∶3进行配置，并严格控制人工授粉；
4)亲本材料需进行严格的田间管理和人工选择，去除株高、株型、花色等与亲本不一致的植株；部分母本可能在后代中恢复育性，故在杂交组合后代选择中，不仅要选择花色与A相同或者相近的植株，还需严格选择雄性不育植株作为下一代杂交组合母本；
6)人工杂交授粉需在盛花期每隔3-5天进行一次授粉，每个杂交组合需要授粉3-5次；
7)在同一隔离网室内的父本必须选出典型性的植株3-5株套袋隔离，每隔3-5天，必须对套袋株人工授粉，以提高结实率；
8)如图1所示，对不育系组合AB连续5-6次用亲本A进行回交和人工选择后，最终得到一个新的白色舌状花不育系C，花色如图4所示，本发明称其为标准系；
9)获得的稳定纯合标准系材料C必须于每年与A严格隔离自交制种获得，或者一次性制种保存于种质资源低温库以备后续应用。
实施例2：标准系的应用
一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其中标准系的应用，可以快速选配观赏向日葵杂交新组合，培育新花色观赏向日葵，形成了一个稳定花色的三元杂交新组合，主要包括如下步骤；
1)母本选择：按照本发明典型实施例1中标准系构建方法所制种的C，与盐葵5号A杂交制种，形成A×C杂交组合，在种植过程中仍需人工选择确保其稳定性和一致性；
2)父本自交系D选择：经过多代自交选育、适合观赏、性状稳定一致的不同花色观赏向日葵新品种(系)种子D，花色如图5所示，并与C形成二元杂交组合，杂交获得新花色观赏向日葵材料E，E花色如图6所示：
3)田间种植，同一个杂交组合必须要把父本和母本种植在同一网室内，父母本的行数按照2∶2进行配置；
4)亲本材料需进行严格的田间管理和人工选择，进行人工去杂，去除株高、株型、花色等与亲本分别不一致的植株；
6)人工杂交授粉需在盛花期每隔3-5天进行一次授粉，每个杂交组合需要授粉3-5次；
7)在同一隔离网室内的父本必须选出典型性的植株3-5株套袋隔离，每隔3-5天，必须对套袋株人工授粉，以提高结实率；
8)如图1所示，保持系A、不育系C和新花色的保持系D形成一个稳定的三元杂交组合，可快速选配杂交组合。
实施例3：标准系的应用
一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其中标准系的应用，可以快速培育稳定的观赏向日葵二元杂交组合，主要包括如下步骤；
1)母本选择：按照本发明典型实施例1中标准系构建方法所制种C，与盐葵5号A杂交制种，形成A×C杂交组合，在种植过程中仍需人工选择确保其稳定性和一致性；
2)父本选择：选择不同花色的观赏向日葵保持系F，为经过多代自交选育、适合观赏、性状稳定一致的不同花色观赏向日葵新品种(系)种子，花色如图7所示；
3)田间种植，必须要把父本和母本种植在同一网室内，父母本的行数按照1∶2进行配置；
4)亲本材料需进行的严格田间管理和人工选择，进行人工去杂，去除株高、株型、花色等与亲本分别不一致的植株；
6)人工杂交授粉需在盛花期每隔3-5天进行一次授粉，每个杂交组合需要授粉3-5次；
7)在同一隔离网室内的父本必须选出典型性的植株3-5株套袋隔离，每隔3-5天，必须对套袋株人工授粉，以提高结实率；
8)C和F杂交得到F1代群体(CF)，在F1子代中选择花色中间型或者与父本花色相近的单株不育系材料，作为下一代的母本；
9)于F1中选择的新花色作为母本，与父本F进行回交，得到BC1群体CFF，从中选择与父本F花色相近的单株与F再次回交，得到BC2群体CFFF，在BC2群体中继续选择与父本F花色相近的单株作为母本，与F再次回交，如此通过一次杂交3-4次回交，最终可获得稳定纯合的与父本F花色相同的不育系新材料G，G花色如图8所示，且不育系材料G除了不育性与父本F截然不同外，其他性状和父本F完全相同，群体株高、分枝性、花蕾大小、花色、叶片大小、颜色、侧枝长短等性状整齐一致。
实施例4：标准系的应用
一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其中标准系的应用，可用于快速鉴定单株材料的纯合性，并分离潜在不同花色性状，主要包括如下步骤；
1)母本选择：用按照本发明典型实施例1中标准系构建方法所制种C，在种植过程中仍需人工选择确保其稳定性和一致性；
2)父本自交系H选择：选择低时代自交系且纯合性未知的单株H，花色如图9所示的；
3)田间种植，H单株与标准系C进行人工授粉杂交获得C×F杂交组合，并人工杂交授粉每隔3-5天进行一次授粉，每个杂交组合需要授粉3-5次，以提高结实率；
4)将获得后代种子全部种植，发现后代花色发生如I、J、K分离，花色分别如图10、图11和图12所示，并进行花色性状鉴定和比例统计，本实施例中发现后代出现花色分离，说明F单株是杂合子；
5)在后代分离出的新花色植株，可采用本发明方法与标准系C杂交和多代测交的方法进行新花色的快速纯化，进而制备新花色的观赏向日葵新品种(系)。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其特征在于，包括以下内容：
(1)标准系的构建：选择白花向日葵品种盐葵5号(以下简称A)为父本，与黄花盐葵3号不育系(以下简称B)进行杂交得到F1群体AB，从中选择花色中间型单株与A进行回交，得到BC1群体AAB，在BC1群体中选择白花或者乳白色单株与A再次回交，得到BC2群体AAAB，在BC2群体中选择花色白花，株高、分枝数以及花蕾大小等综合性状与父本相近的单株与A再次回交，得到BC3群体AAAAB，按照同样的方法再连续回交2-3代，最终获得株高、分枝性、花蕾大小、花色、叶片大小、颜色、侧枝长短等性状整齐一致且稳定的白花不育系材料C，即为观赏向日葵花色标准系，标准系除育性与父本A(盐葵5号)截然不同外，其他性状基本一致；
(2)标准系的应用：①可以快速选配观赏向日葵杂交新组合，培育新花色观赏向日葵，以标准系C为母本，与不同花色的纯合观赏向日葵D杂交，可以直接产生E新花色观赏向日葵，如此(标准系C×恢复系盐葵5号A×新花色品系D)就形成了一个稳定花色的三元杂交新组合；②可以快速培育稳定的观赏向日葵二元杂交组合，以标准系C为母本，与不同花色的观赏向日葵保持系F杂交，从后代群体中筛选与F花色和株型等性状相近的不育系单株作为母本，与F进行回交，由于标准系花色淡，在后代中性状表现明显，通过连续2-3代的回交筛选，可以快速形成一个新的二元不育系组合，最终培育得到与F观赏性状基本一致的稳定纯合的不育系新材料G；③利用标准系C为母本，与纯合性未知的观赏向日葵花色新材料H进行测交，可根据F1的表型，快速鉴定其纯合性，并通过连续回交快速纯化理想新花色。
2.根据权利要求1所述的一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其特征在于，在标准系的构建中，父本选用盐葵5号自交系，是经过多代自交选育的、白色舌状花、且性状稳定一致的观赏向日葵品种种子。
3.根据权利要求1所述的一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其特征在于，在标准系的构建中，母本盐葵3号不育系必须是经过选择回交5代以上的黄色舌状花不育系材料，并且株高、株型、管状花花色、叶型等性状与盐葵3号保持一致。
4.根据权利要求1所述的一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其特征在于，每个杂交组合父本不少于100株，母本不少于50株。
5.根据权利要求1所述的一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其特征在于，每个杂交组合必须种植于同一隔离网室内，且父本、母本行数比例控制在1∶2至1∶3。
6.根据权利要求1所述的一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其特征在于，在标准系的构建时，在每个杂交后代中进行人工选择，选择与父本花色、株型、叶型、株高等性状一致的单株，形成相对统一的后代群体，并用于杂交。
7.根据权利要求1所述的一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其特征在于，在种子生产过程中，在各个时期对花色、花盘大小及形状、株高、株型等性状进行调查和统计，并做好田间除病、除草、除杂等管理工作，以确保种子繁育的质量和纯度。
8.根据权利要求1-7所述的一种观赏向日葵花色育种标准系的构建及应用，其特征在于，稳定纯合花色标准系C必须于每年与恢复系盐葵5号A严格隔离杂交制种获得，或者一次性制种保存于种质资源低温库以备后续应用。
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