CN1675989A - 一种培育无花粉彩色向日葵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种培育无花粉彩色向日葵的方法。该方法是以向日葵G13－13为母本，以向日葵4340－180为父本，进行杂交，得到的F1代为无花粉彩色向日葵。本发明得到的无花粉彩色向日葵将会为花卉产业注入新的观赏素材，丰富花卉行业的花色品种，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种培育观赏向日葵的方法，特别涉及一种培育无花粉彩色向日葵的方法。
背景技术
向日葵(Helianthus annus L.)是双子叶植物，属于菊科，起源于北美，广泛分布于全世界。早在4000-5000年前印第安人将向日葵的野生形态训化为栽培形态。但直到1969年，法国人Leclercq Patrice发现向日葵的核质互作型不育性后，世界向日葵杂交种的大面积种植才成为现实。向日葵按其价值及用途，可以分为三种类型：第一种是专门用于炸油的油用向日葵类型，其特点是果实较小，含油率很高，在45％-55％之间，果皮较薄，果皮的颜色多为黑色或黑灰条纹，种仁十分饱满，果皮与种仁结合紧密，到1994年，向日葵发展成世界四大油料作物之一；第二种是食用向日葵，常用于炒食和点心业，其特点是果实大，含油率低(25％-30％)，皮厚，果皮多为黑白色花纹，或是纯白色，果皮与种子间空隙较大，容易喀食，其果皮缺少硬层；第三种是观赏向日葵，其特点是花色变异很大，种子一般都较小，种皮颜色有红、绿、黑、紫、白等，果皮一般较薄，果皮与籽粒间空隙小，耐贮存。观赏向日葵凭借它丰富的花形和花色以及独特的风姿，开始在园林建设和花卉产业中崭露头角，有望发展成一个独特的新兴产业。
观赏向日葵在中国的栽培历史悠久。向日葵自明朝引进后，长期以来就是作为观赏植物来点缀园林景观的。向日葵从出苗到显蕾，直到开花前，其顶部的生长点和上部的幼叶，始终追随着太阳转，是执着、向上、美好的象征。向日葵的总状花序呈圆盘状，隐含幸福圆满之意。著名画家梵高在法国所作的“向日葵”使普通的向日葵充满了无穷的活力。俄罗斯人民将向日葵定为国花，美国的堪萨斯把它选为洲花。观赏向日葵中的中、高杆品种主要点缀别墅庭院，特别是一株高大分枝的向日葵可以独成一景，中杆向日葵还常常用作鲜切花，而中、矮秆向日葵则是盆栽和花坛景观的优质材料。我国人们对向日葵有着特别的感情，从歌词“葵花朵朵向太阳”及大量的以向日葵为背景的媒体广告均可见一斑，还有随处点缀的人工制作的塑料“向日葵”花盘或“向日葵”绢花。
观赏向日葵中的珍品当属“无花粉型杂交种”，原因之一在于“杂交种”可以充分发挥向日葵这一异交植物的“杂种优势”，使植株生长发育健壮，抵抗外界不良环境(干旱、盐碱以及病虫)的侵害，从而获得茁壮健康的植株；原因之二是它的“无花粉”特点，“无花粉型杂交种”一般不产生花粉，这样可以减少向日葵的物质和能量损失，延长花的寿命，从而延长植株以及切花的使用价值；第三，当向日葵用作室内切花时，这种“无花粉”特点可以减少居室内花粉浓度，防止敏感人群对花粉的过敏反映；第四，利用不育机制繁殖观赏向日葵种子时可以防止其他利益集团或个人对优良品种的“恶意克隆”，从而达到保护产权所有人的利益。
发明创造内容
本发明的目的是提供一种培育无花粉彩色向日葵的方法。
本发明所提供的培育无花粉彩色向日葵的方法，是以向日葵G13-13为母本，以向日葵4340-180为父本，进行杂交，得到的F1代为无花粉彩色向日葵。
所述母本可通过下述方法获得：选用法国勒克莱尔型细胞质所配制的向日葵杂交种INRA74，在自然条件下种植并自交。收获的种子在大田播种，在开花期选择不育植株套袋。另外选择可育的法国勒克莱尔型细胞质保持型材料先进工作者在花期自交，同时收集花粉给上述已套袋的不育植株的小花进行授粉，然后重新套袋直至收获杂交种子(此处称为BCO代)。对保持型材料重复进行自交8代以上，获得稳定的自交系(此处称为G13-13B，即保持系)。使用G13-13B的花粉重复7次给BCO代的不育植株授粉可获得稳定的BC7新材料，其代号为G13-13(此处称为不育系)。
所述父本可通过下述方法得到：取法国遗传种质代号为4340的品种，通过7代自交，分离出具有红色舌状花的植株，对得到的植株进行8代自交，获得稳定可育的4340-180自交系。
所述母本G13-13的株高150-180厘米，单头不分枝或基部有少量分枝，舌状花金黄色，管状花黄色并完全不育。因其雄性不育，所述母本的繁殖需用相应的同型可育系进行授粉，所述相应的同型可育系为向日葵G13-13B。为获得最佳繁殖效率，栽培时，所述母本和可育系要相间种植，所述母本和可育系进行自然授粉的行数比例可为3∶1-1∶1，最好为2∶1。在自然授粉不足时要进行人工辅助授粉。
所述父本株高80-120厘米，分枝多头，舌状花红色，并且花瓣基部的色素比顶部浓重，管状花朱红色并完全可育。可自交繁殖。栽培时，要认真隔离，隔离距离至少3公里，也可以使用网室隔离。开花前要打掉下部过多的分枝，同时尽可能使同一个系内(4340-180自交系)的植株互相授粉，以提高结实率，获得种子的高产，在自然授粉不足时要进行人工辅助授粉。
上述父本和母本进行自然杂交的行数比例可为2∶4-10，优选为2∶6，上述父母本的田间布局可为2行父本+6行母本+2行父本的单元重复；母本间行距可为70-80厘米，父本间行距可为75-85厘米，父、母本间行距可为75-85厘米，种植密度可为2000-4500株/亩。
为了提高无花粉彩色向日葵的种子产量，在培育无花粉彩色向日葵的过程中，可分二或三期播种所述父本和母本的种子，优选为分三期播种；所述分二期播种可按下述方法进行：第一期播种父本，待第一期播种的父本苗生长到子叶展开期时，进行第二期播种，播种母本；所述分三期播种可按下述方法进行：第一期播种父本，待第一期播种的父本苗生长到子叶展开期时，第二期播种母本，当第二期播种的母本苗生长到子叶展开期时再播种第三期父本。
利用本发明的方法得到的无花粉彩色向日葵的特点如下：无花粉彩色向日葵植株高度140-190厘米，具有分枝。花盘总体呈圆盘形，总苞叶绿色心形。舌状花位于花盘的周缘，常有1-2行，花瓣的长度为3-8厘米，宽度为1-3厘米。舌状花的颜色大背景为桔黄色，但有铁红色小斑点镶嵌。铁红色小斑点的分布规律是，花瓣的中间多，而顶部和基部较少。舌状花属于无性花，其雌性和雄性器官均在早期退化，因此不产生可以受精的子房，也不会结实。舌状花鲜艳的颜色具有引诱昆虫前来采蜜的作用。花盘的中心部分(简称花心)直径约3-9厘米，其上着生管状花，所有管状花的萼片、花冠和花柱结构都发育正常，一般不发生舌状化。管状花在花心的排列整齐有序，一般按34/55、55/89、89/144、144/233的双螺线排列，具有特别的几何美和数学美。螺线数因花盘大小而异，一般为55/89、89/144。花托上着生700-1800朵管状花。管状花是完全花，它是由一个三齿状的鳞片、两个退化的萼片(呈鳞片状)、五个雄蕊和一个雌蕊(子房)构成，子房上着生萼片，花冠由五个花瓣联合组成，花瓣顶部裂开，花柱和蜜腺着生于花冠内侧基部。花药合生，花丝分离，属聚药雄蕊。花心的颜色主调为朱红色，来自于植物合成的花青苷色素，在小花的萼片、花冠和整个花柱中均有丰富的花青苷色素积累。花柱的顶部有二裂柱头，而且寿命维持较长，未受精的柱头能保持授粉能力7-14天。受精后柱头很快萎蔫，种子成熟后管状花花冠自然脱落。管状花的雄性器官的发育全部受到抑制，花丝大大缩短，在开花的中后期也不伸长，花药皱缩变小，内部没有花粉。
利用本发明的方法操作十分简单，繁殖成本较低，能有效地获得大量的商品种子，同时也可防止恶意克隆；得到的无花粉彩色向日葵具有良好的观赏和审美价值，将会为花卉产业注入新的观赏素材，丰富花卉行业的花色品种，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的无花粉彩色向日葵的花盘照片。
具体实施方式
实施例1、母本的不育性检验
使用母本G13-13和同型可育系G13-13B，夏季在北京地区种植了母本材料和相应的同型可育系，结果表明所有植株的生长和发育均正常。在观察的130株母本中没有发现正常花粉，即全是雄性不育植株。在观察的121株同型可育系植株中，全部为可育植株，每株都产生大量的花粉。冬季在海南岛种植了母本材料和相应的同型可育系，实验结果表明在观察的77株母本中没有发现可育植株，在观察的84株同型可育系中，全部为可育植株。这些结果说明母本和可育系的育性在温带和热带地区均十分稳定。
实施例2、父本的可育性检验
父本4340-180春夏季在北京地区的种植实验观察表明父本的花粉育性十分稳定，属于100％可育株系。其分枝性状也表现整齐一致。冬季在海南岛的种植实验取得了与北京一致的结果。说明气候和土壤环境不影响父本材料的育性。
实施例3、隔离距离测验
在河北坝上地区对制种的隔离距离进行了测验。结果说明，在500米之内如果有其他向日葵栽培，可以造成不育系母本G13-13上5-24％的混杂率；在500-1000米范围内如果有其他向日葵栽培，可以造成不育系母本G13-13上1-15％的混杂率；在1000-2000米之内如果有其他向日葵栽培，可以造成不育系母本G13-13上0.4-2.8％的混杂率；在2000-3000米之内如果有其他向日葵栽培，可以造成不育系母本G13-13上0.1-1.1％的混杂率；在3000以上如果有其他向日葵栽培，可以造成不育系母本G13-13上0-0.1％的混杂率。
实施例4、培育无花粉彩色向日葵
春-夏季在北京进行了制种实验，制种面积120平方米，采用天然隔离措施。播种时土壤施农家肥1000公斤和二氨15公斤，顺南北方向种植。母、父本行数比例为6∶2，母本间行距75厘米，父本间行距80厘米，父、母本间行距80厘米，种植密度为3500株/亩。父本和母本的田间布局为即2行父本+6行母本+2行父本…+6行母本+2行父本；母本间株距、父本间株距均相同为75-85cm。播种分三期进行：第一期播种1行父本(要为第二行父本和6行母本留好空位)；当第一期播种的父本苗生长到子叶展开期进行第二期播种，播种6行母本；当第二期播种的母本苗生长到子叶展开期时进行第三期播种，播种第二行父本。
苗高40厘米时进行一次中耕锄草、作垄。在整个生长期内自然降雨充分，因此不需人工增加灌溉。在小区内清除异株2次，在周边3公里内清除当地裸生向日葵。在开花季节清除母本行中的可育株。在授粉完成后全部铲除父本植株。收获后将种子风干，并在室内再烘干，使种子含水率降至12％以下。试验共收获杂交种种子22.4公斤，净度达到99％。
父、母本及杂交种种子特征：母本籽粒长0.6-1.3cm，宽0.2-0.4cm，籽粒颜色为黑灰色，百粒重在3.1-4.9克之间；父本籽粒长0.2-0.5cm，宽0.1-0.2cm，籽粒颜色为灰白条纹，百粒重在1.5-2.9克之间；F1代籽粒长0.7-1.7cm，宽0.2-0.4cm，籽粒颜色为黑灰色，百粒重在3.3-5.3克之间。
杂交种种子的纯度和发芽率测验表明得到的F1代种子，经过干燥处理后1个月的发芽率为95-98％，种子纯度为97-98％；放置一年后的发芽率为90-96％。
将得到的杂交种的种子按常规方法进行播种、培育至花期，得到无花粉彩色向日葵。其花盘照片如图1所示。
实施例5、杂交结实率测验
按照6∶2的母、父本行数比例在海南岛同时播种父母本，在开花期采取人工套袋隔离和人工杂交授粉措施，在母本花盘上收获了杂交种的种子，考种结果如表1所示，表明在一般情况下杂交制种的结实率平均达到42.26％。
表1.无花粉彩色向日葵杂交结实率
| 人工杂交的花盘标号 | 结实率(％) |
| 海南岛AXB1 | 58.23 |
| 海南岛AXB2 | 65.42 |
| 海南岛AXB3 | 40.81 |
| 海南岛AXB4 | 22.68 |
| 海南岛AXB5 | 37.16 |
| 海南岛AXB6 | 44.62 |
| 海南岛AXB7 | 39.04 |
| 海南岛AXB8 | 48.50 |
| 海南岛AXB9 | 21.63 |
| 海南岛AXB10 | 50.19 |
| 海南岛AXB11 | 36.59 |
| 平均后的结实率(％) | 42.26 |
Claims (10)
1、一种培育无花粉彩色向日葵的方法，是以向日葵G13-13为母本，以向日葵4340-180为父本，进行杂交，得到的F1代为无花粉彩色向日葵。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述母本G13-13的繁殖用相应的同型可育系进行授粉，所述相应的同型可育系为G13-13B。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述母本和可育系进行自然授粉的田间种植株数比例为3∶1-1∶1。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述母本和可育系进行自然授粉的田间种植株数比例为2∶1。
5、根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述父本和母本进行自然杂交的行数比例为2∶4-10。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述父本和母本进行自然杂交的行数比例为2∶6。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述父母本的田间布局为2行父本+6行母本+2行父本的单元重复。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述母本间行距为70-80厘米，父本间行距为75-85厘米，父、母本间行距为75-85厘米，种植密度为2000-4500株/亩。
9、根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述父本和母本的播种方式为：第一期播种父本，待第一期播种的父本苗生长到子叶展开期时，第二期播种母本。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于：在所述第二期播种的母本苗生长到子叶展开期时，第三期播种父本。
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|---|---|---|---|---|
| CN106417000A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-02-22 | 云南省农业科学院花卉研究所 | 一种无花粉百合品种的培育方法 |
| CN107182772A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-09-22 | 南京农业大学 | 一种高效选育无花粉污染菊花的方法及应用 |
| CN109452163A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-12 | 贵州省油料研究所 | 一种观赏型自交高结实率向日葵紫花新品系创制的方法 |
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2004
- 2004-03-31 CN CN 200410029892 patent/CN1675989A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106417000A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-02-22 | 云南省农业科学院花卉研究所 | 一种无花粉百合品种的培育方法 |
| CN106417000B (zh) * | 2016-09-27 | 2018-07-06 | 云南省农业科学院花卉研究所 | 一种无花粉百合品种的培育方法 |
| CN107182772A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-09-22 | 南京农业大学 | 一种高效选育无花粉污染菊花的方法及应用 |
| CN109452163A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-12 | 贵州省油料研究所 | 一种观赏型自交高结实率向日葵紫花新品系创制的方法 |
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