CN117730772A - 一种快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本申请是关于一种快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法，包括以下步骤：（1）将色素万寿菊雄性不育两用系种子于太阳下晾晒后，挑选出质地饱满的种子进行消毒，无菌水冲洗，备用；（2）将步骤（1）中得到的备用种子在超净工作台中平铺于萌发培养基上，密封后移入培养室培养；种子在第二天部分萌发，在第30d时出现花骨朵，部分植株35d开始绽放；（3）对已开花雄性不育两用系进行观察鉴别，雄蕊败育即为雄性不育株，雄蕊不败育即为雄性可育株。该方法快速简单，能够较好地提高选择效率，对于色素万寿菊雄性不育两用系中育性鉴别时长由100d缩短至40d左右，提高了育种进程。
Description
技术领域
本申请涉及植物育种技术领域，尤其涉及一种快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法及应用。
背景技术
万寿菊（Tageteserecta L.）是菊科万寿菊属一年生草本植物。万寿菊原产墨西哥，中国各地均有栽培。色素万寿菊含有丰富的叶黄素，叶黄素可作为食品、饲料、医药的原料，同时色素万寿菊通常为头状花序，花色以橙色为主，花朵较大，花瓣层次分明，形状独特，因而具有很高的观赏和药用价值。
雄性不育是一种植物性状，其中植株的雄蕊发育不正常，不能产生有功能的精子。这使得这类植物不能通过自交产生种子，但可以与其他可育植物进行杂交。在育种过程中，雄性不育系可以作为一种非常有用的工具。通过利用雄性不育系，育种者可以更容易地获得杂交种子，因为它们可以消除自交产生的种子。这使得育种过程更加高效，因为不需要担心自交污染。在自然环境中，雄性不育的存在通常是由于基因突变或环境因素导致的。
自上世纪60年代Towner等人发现雄性不育株起，三系育种策略就在色素万寿菊中广泛应用，因为不育系的参与，使整个育种过程降低了自交污染，简化育种程序，降低了人工去雄的工作量。然而在实际生产中雄性不育株与雄性可育株在开花前存在难以鉴别的问题，需等到开花后才能鉴别并剔除，此工作大约需要花费100d左右，不仅极大的浪费了人力、物力，而且已经成为大面积利用雄性不育两用系制种的重要限制因子。
发明内容
为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法，该鉴别方法快速简单，能够较好地提高选择效率，对于色素万寿菊雄性不育两用系中育性鉴别时长由100d缩短至40d左右，提高了育种进程。
本申请第一方面提供快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法，包括以下步骤：
（1）将色素万寿菊雄性不育两用系种子于太阳下晾晒后，挑选出质地饱满的种子进行消毒，无菌水冲洗，备用；
（2）将步骤（1）中得到的备用种子在超净工作台中平铺于萌发培养基上，密封后移入培养室培养；种子在第二天部分萌发，在第30d时出现花骨朵，部分植株35d开始绽放；
（3）对已开花雄性不育两用系进行观察鉴别，雄蕊败育即为雄性不育株，雄蕊不败育即为雄性可育株。
可选的，在第一方面的一些实施方式中，所述步骤（1）中晾晒具体操作为：晾晒的时间为3d，种子摊铺厚度不超过0.5mm，晾晒温度为18-28℃。
可选的，在第一方面的一些实施方式中，所述步骤（1）中消毒的具体操作为用2%次氯酸钠震荡消毒10min，再用0.1%升汞震荡消毒10min。
可选的，在第一方面的一些实施方式中，所述步骤（2）中在培养室中培养的条件为：培养温度24±2℃、光照强度为2500-3000lx、光照时间为12-24h/d，相对湿度为65%-75%。
可选的，在第一方面的一些实施方式中，所述萌发培养基配方为：MS粉末4.4g/L、6-BA 1mg/L、NAA 0.1mg/L、琼脂8g/L、糖30g/L。
本申请第二方面提供一种上述鉴别方法在色素万寿菊组织培养快速繁殖中的应用。
可选的，在第二方面的一些实施方式中，所述色素万寿菊组织培养快速繁殖方法包括以下步骤：
（1）将鉴别得到的雄性不育株或者是雄性可育株分开备用；
（2）将雄性不育株或者是雄性可育株的叶片分切后移入不定芽诱导培养基，密封后移入培养室进行诱导培养以分化形成不定芽；
（3）将诱导的不定芽在超净台内切下接种至增殖培养基，密封后移入培养室培养至多数组培苗生根，将其移至自然环境下炼苗后即可移栽。
可选的，在第二方面的一些实施方式中，所述不定芽诱导培养基的配方为：MS粉末4.4g/L、6-BA 5mg/L、IAA 3mg/L、硝酸银2mg/L、琼脂8g/L、糖30g/L；所述诱导培养的条件为：温度为25±1℃，光照强度为2500-3000lx，光照时间为16h/d，培养30天左右。
可选的，在第二方面的一些实施方式中，所述炼苗时间为3d。
本申请鉴别的核心机理是：在色素万寿菊雄性不育两用系收集的种子分为雄性不育株和雄性可育株，性状分离比例约为1：1，但这两种种子无论是种子还是幼苗都无法进行表观层面的鉴别，只有等到植株开花后进行鉴别和剔除，但在常规的大田育苗中，从播种到开花约花费100d左右，此外两种性状在实际生产中所需的数量并不是1：1，势必导致种子的浪费，人力的浪费，和地力的浪费。我们采用将种子在组培瓶内进行培养至开花并进行鉴别，大大缩短了鉴别所需时间，还能根据实际的生产进行所需比例进行生产，降低实际生产中的浪费现象。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
（1）利用本申请中的方法，使得色素万寿菊雄性不育两用系中育性鉴别由传统的100d缩短至40d左右，大大缩短了鉴别时间，加快了育种过程，且降低了育种过程中非必要的人力、物力、财力的消耗，还避免了不确定的天气因素对育苗的影响。
（2）色素万寿菊雄性不育两用系基因型得以统一，所得种子纯度更高，避免了因为不能完全鉴别育性而导致的种子污染。
（3）色素万寿菊雄性不育两用系品种保护程序进一步完善，因可育株与不育株的完全分离，可使不育株进行下放于农户，因为可育株的管控而不担心品种窃取。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请中接种好叶片的培养基在不同培养条件下培养得到的出愈率、再生率及不定芽个数统计结果图；
图2是本申请中对比例3中不同再生激素组合下培养得到的出愈率、再生率及不定芽个数统计结果图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1
本实施例中的快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法，包括以下步骤：
（1）将色素万寿菊雄性不育两用系种子于太阳下暴晒3d，种子厚度不超过0.5mm，温度18-28℃，挑选出质地饱满的种子，用2%次氯酸钠震荡消毒10min，再用0.1%升汞震荡消毒10min，使用无菌水冲洗4次，备用；
（2）将已灭菌的种子在超净工作台中平铺于萌发培养基上，封口后移入培养室，培养室条件为24±2℃、光照强度为2500-3000lx、光照时间为16h/d，相对湿度为65%-75%，萌发培养基配方为；MS粉末4.4g/L、6-BA 1mg/L、NAA 0.1mg/L、琼脂8g/L、糖30g/L，种子在第二天部分萌发，在第30d时出现花骨朵，部分植株35d开始绽放。
（3）对组培瓶内已开花雄性不育两用系进行观察鉴别，雄蕊败育即为雄性不育株，雄蕊不败育即为雄性可育株，根据育性将其分开备用。
实施例2
将实施例1中鉴别区分开的雄性可育珠叶片进行组织培养快速繁殖，其具体包括以下步骤：
（1）将雄性可育珠叶片分切后移入不定芽诱导培养基中进行诱导培养以分化形成不定芽，每皿10个外植体，不定芽诱导培养基配方为：MS粉末4.4g/L、6-BA 5mg/L、IAA 3mg/L、硝酸银2mg/L、琼脂8g/L、糖30g/L。将接种好叶片的培养基经密封后移入培养室培养，培养室培养条件为： 温度24±2℃、微光环境（500lx）培养一周，一周以后移入光照环境（2500-3000lx）下培养，光照时间为16h/d，相对湿度为65%-75%；
（2）将诱导的不定芽在超净台内切下接种至增殖培养基，增殖培养基的配方为：MS粉末4.4g/L、琼脂8g/L、糖30g/L，密封后移入培养室培养，培养室培养条件为：温度24±2℃、微光环境（500lx）培养一周，一周以后移入光照环境（2500-3000lx）下培养，光照时间为16h/d，相对湿度为65%-75%，培养至多数组培苗生根，将其移至自然环境下炼苗3d后移栽；
（3）移栽后的苗在开花后经鉴别均为雄性可育珠，且花色基本一致，准确率为100%。
实施例3
将实施例1中鉴别区分开的雄性不育株叶片进行组织培养快速繁殖，其具体包括以下步骤：
（1）将雄性可育珠叶片分切后移入不定芽诱导培养基中进行诱导培养以分化形成不定芽，每皿10个外植体，将接种好叶片的培养基经密封后移入培养室，不定芽诱导培养基配方为：MS粉末4.4g/L、6-BA 5mg/L、IAA 3mg/L、硝酸银2mg/L、琼脂8g/L、糖30g/L。
（2）将诱导的不定芽在超净台内切下接种至增殖培养基，密封后移入培养室，培养至多数组培苗生根，将其移至自然环境下炼苗3d后移栽；
（3）移栽后的苗在开花后经鉴别均为雄性不育株，且花色基本一致，准确率为100%。
对比例1
对比例1与实施例2的区别在于将接种好叶片的培养基经密封后移入直接置于光照环境下培养；统计组织出愈率、再生率及不定芽个数。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于将接种好叶片的培养基经密封后置于黑暗环境下，一周后再进行光照培养；统计组织出愈率、再生率及不定芽个数。
实施例2、对比例1、对比例2的结果如图1中所示，从图中可以看出，实施例2中将接种好叶片的培养基经密封后先进行一周的微光（500lx）培养，一周以后移入光照环境下培养，然后其余条件相同，得到的结果中不定芽的个数以及再生率均高于对比例1和对比例2在其他培养环境条件下的数据。
对比例3
针对雄性可育株再生激素进行探索，将细胞分裂素选择6-BA（1、3、5、10mg/L），生长素选择IAA（0.1、0.5、1、3、5mg/L）共计20种激素组合（如下表，合计20个对比例，编号为1-20），其他条件同不定芽诱导培养基；
将雄性可育珠叶片分切后分别接入上述20个对比例中设置的培养基中培养，每皿10个外植体，将接种好叶片的培养基经密封后移入培养室，先进行一周的微光培养，再进行光照培养。统计组织出愈率、再生率及平均芽点数，具体结果如图2所示。
经探索发现在上述20种激素组合中19号组合最为合适：该组合的培养基配方为MS粉末4.4g/L、6-BA 10mg/L、IAA 3mg/L、硝酸银2mg/L、琼脂8g/L、糖30g/L。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将色素万寿菊雄性不育两用系种子于太阳下晾晒后，挑选出质地饱满的种子进行消毒，无菌水冲洗，备用；
（2）将步骤（1）中得到的备用种子在超净工作台中平铺于萌发培养基上，密封后移入培养室培养；种子在第二天部分萌发，在第30d时出现花骨朵，部分植株35d开始绽放；
（3）对已开花雄性不育两用系进行观察鉴别，雄蕊败育即为雄性不育株，雄蕊不败育即为雄性可育株。
2.根据权利要求1所述的一种快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法，其特征在于：所述步骤（1）中晾晒具体操作为：晾晒的时间为3d，种子摊铺厚度不超过0.5mm，晾晒温度为18-28℃。
3.根据权利要求1所述的一种快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法，其特征在于：所述步骤（1）中消毒的具体操作为用2%次氯酸钠震荡消毒10min，再用0.1%升汞震荡消毒10min。
4.根据权利要求1所述的一种快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法，其特征在于：所述步骤（2）中在培养室中培养的条件为：培养温度24±2℃、光照强度为2500-3000lx、光照时间为12-24h/d，相对湿度为65%-75%。
5.根据权利要求1所述的一种快速鉴别色素万寿菊雄性不育两用系中育性的方法，其特征在于：所述萌发培养基配方为；MS粉末4.4g/L、6-BA 1mg/L、NAA 0.1mg/L、琼脂8g/L、糖30g/L。
6.如权利要求1-5中任一项所述方法在色素万寿菊组织培养快速繁殖中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述色素万寿菊组织培养快速繁殖方法包括以下步骤：
（1）将鉴别得到的雄性不育株或者是雄性可育株分开备用；
（2）将雄性不育株或者是雄性可育株的叶片分切后移入不定芽诱导培养基，密封后移入培养室进行诱导培养以分化形成不定芽；
（3）将诱导的不定芽在超净台内切下接种至增殖培养基，密封后移入培养室培养至多数组培苗生根，将其移至自然环境下炼苗后即可移栽。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述不定芽诱导培养基的配方为：MS粉末4.4g/L、6-BA 5mg/L、IAA 3mg/L、硝酸银2mg/L、琼脂8g/L、糖30g/L；所述诱导培养的条件为：温度为25±1℃，光照强度为2500-3000lx，光照时间为16h/d，培养30天。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述增殖培养基的配方为：MS粉末4.4g/L、琼脂8g/L、糖30g/L。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述炼苗时间为3d。
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| CN117898209A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 云南省农业科学院花卉研究所 | 一种色素万寿菊制种过程中快速收集花粉的方法 |
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2023
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