專利名稱：芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法
技術領域：
本發明屬于蔬菜育種技術，特別涉及一種芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交
制種的方法。
背景技術：
芹菜是傘形科旱芹屬二年生蔬菜，含有豐富的蛋白質、維生素、礦質元素等營養成 分，還具有降壓、降脂、利尿、健胃、防癌等多種保健功效。芹菜原產于地中海沿岸地區，漢代 開始在我國進行人工栽培，發展到現在，已經成為我國非常重要的蔬菜作物之一，其種植面 積遠遠超過其它國家。不過，在長期的芹菜生產中人們只能使用常規品種，而沒有雜交種， 其主要原因是由于芹菜種株花小量大、花期分散，人工去雄極為困難，無法進行人工雜交制 種。利用雄性不育系進行雜交制種現在已成為許多農作物新品種選育的重要途徑。有關芹 菜雄性不育系的研究報道，到目前為止，只有兩例， 一例是美國加州大學Quiros等人1986 年首次報導的一例野生芹菜的雄性不育材料，由于這一材料結籽能力較差，其育種價值也 就大大降低，至今沒有真正應用于芹菜育種。另外一例就是本發明申請人最近發表的一例 從一個優良自交系中發現的雄性不育材料，其農藝性狀優良，結籽性能正常，不育性由核隱 性基因控制，在此基礎之上選育出世界首例芹菜雄性不育兩用系，并于2005年申請了發明 專利"利用雄性不育兩用系選育芹菜雜交種的方法"，申請號為200510013213. 9，該專利公 開的技術方案是利用雄性不育兩用系中的不育株為母本，與多個自交系父本分別配制雜交 組合，開花之初及時識別并拔除兩用系中的可育株，授粉結束后再拔除父本植株，最后從母 本株上采收的種子，即為100%純度的雜交種，經過品比試驗、區域試驗和生產試驗等過程， 篩選獲得具有明顯雜種優勢的目標新雜交種。應用該發明已育成兩個芹菜一代雜種品種 "津奇1號"和"津奇2號"。不過，該發明存在明顯的不足之處，一是在雜交制種時必須在 開花初期根據以往經驗進行不育株和可育株的識別，這就增加了技術難度，限制了該技術 的應用推廣范圍；二是必須根據育性識別結果，及時將所有可育株拔除，這就需要投入較多 的人工成本；三是如果可育株拔除不及時、不徹底，就會影響母父本之間的雜交率，降低雜 交種的純度。
發明內容
本發明的目的在于提供一種芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法。 它是通過無性繁殖方式繁殖芹菜隱性核基因雄性不育系并進行雜交制種的方法，該方法雜 交制種程序簡單，成本低，雜交率高。
本發明的技術方案是 芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法 本發明首先采取植株調控和化學調控措施促使芹菜雄性不育株發生腋芽；利用腋 芽扦插進行不育株擴繁，冬季完成低溫春化過程，春季按照l : 3比例定植父本和不育系母 本，經過開花、結籽、種子成熟等過程，從不育株母本上采收種子，即為所需繁制的一代雜交種。具體技術方案如下 —、芹菜隱性核基因雄性不育無性系繁殖 1、開花初期，在原種圃內從已選育出的芹菜雄性不育兩用系群體中，根據花器雄蕊育性表現識別雄性不育株和正常可育株，將可育株全部拔除，同時選擇那些花藥暗褐、干癟、不能散粉的雄性不育植株，將其主干花枝用修枝剪在地表之上1 2厘米處逐一剪掉，之后使用噴霧器近距離對殘株噴施500mg/l的BA溶液，每株藥液用量掌握在有明顯藥液順殘株流下為止。經過15 20天時間，在不育株根莖部位發出10 15個不等數量的腋芽，其中外圍發生的腋芽基部已長出少量新根。 2、用鋒利刀具將腋芽從母株上切下，并剪掉腋芽所帶過大的展開葉片，之后用2000mg/l的NAA溶液快速浸蘸芽基部切口 ，并將其插入預先準備好的苗床上促發新根。苗床修建在由塑料大棚改造的防雨棚內，防雨棚上面覆蓋塑料薄膜，四邊保持通風，周圍做好排水，苗床畦內鋪設20cm厚的育苗基質土，基質土為草炭、蛭石和過篩園田土充分混合配
制而成，混合的體積比為i:i:i。 3、生根期間需要做好溫濕度調控，為秧苗生長發育提供較好環境條件。措施之一是在插后5 7天覆蓋遮陽網進行遮陰保濕，7天后撤掉。措施之二是保持苗床經常濕潤，可用噴壺經常灑水，也可結合苗期病蟲害防治，噴施殺蟲劑和殺菌劑溶液。措施之三是調整塑料薄膜四周巻邊的上下位置，使通風順暢，降低棚內溫度。經過25 30天時間，秧苗陸續生根。生根后加強肥水管理，培育壯苗。可進行根外追肥，葉面噴施0.2%磷酸二氫鉀。
4、生根后20 30天，用刀具從地表之上1厘米處剪切掉植株上部葉柄葉片，繼續利用BA溶液剌激腋芽發生，重復將腋芽從母株上切下，扦插生根，培育壯苗的繁殖過程，擴大繁殖系數。 二、利用芹菜雄性不育無性系雜交制種技術要點 1、雙親種株的培育與低溫春化在天津及周邊地區，父本于8月底至9月初播種，每平方米苗床的播種量掌握在lg左右。出苗后注意除草，間苗，保持土壤經常濕潤。當苗子長到二葉一心至三葉一心時，在陽畦內分苗，分苗密度約為200株/m2。低溫來臨后加蓋塑料薄膜進行保溫，當最低溫度降到_3°C _4°〇以后，白天加蓋草苫，防止過低溫度傷害。經過冬季低溫階段，秧苗可完成春化過程。在父本分苗之前，將不育株母本腋芽按大致相同的密度扦插到陽畦內生根育苗，后期管理與父本相同。 2、嚴格隔離芹菜屬于異花授粉作物，自然雜交率很高，在雜交制種過程中必須與其它芹菜品種及親緣關系較近的其它植物如胡蘿卜、香菜等嚴格隔離，防止發生自然雜交。一般平原地區要求保持1000m以上的間隔距離。如有較高障礙物(樹林、高棵作物等)，也要保證間隔500m以上。 3、父母本定植4月初在雜交制種田定植父母本。制種田地塊一定避免重茬。定植前深翻土地，施足底肥，做成1. 2m寬的長畦，雙行定植，行間距60cm，行內株距50cm。父本與母本的定植比例為l : 3。定植后馬上澆一次小水，避免大水漫灌，以防早春地溫降幅較大，影響緩苗。 4、調整雙親花期相遇如果雙親開花期不一致，就需要采取調整父本播種時間、修剪花枝等措施，將雙親花期盡量調節一致。 5、田間管理在整個雜交制種過程中，及時做好病蟲草害預防工作，主要包括前期可能發生的軟腐病、后期可能發生的灰霉病以及蚜蟲和紅蜘蛛等病蟲的防治；發現疑似雜 株及時拔除；采取培土、搭架等措施防止種株倒伏；授粉結束后將父本株拔除。
6、適時從母本種株上收獲雜交種當種子已經變黃時，及時將母本株收割，集中運 到曬場進行晾曬、脫粒、風選、包裝。 本發明的有益效果是利用芹菜難以通過組織培養方式進行擴繁而容易通過腋芽 扦插方式進行無性繁殖的特點，繁殖建立雄性不育無性系進行芹菜雜交制種，從而免除了 利用芹菜雄性不育兩用系雜交制種過程中人工拔除可育株的工作環節，使芹菜雜交制種程 序簡化，降低了技術難度，有利于芹菜雜交制種生產的推廣，而且還減少了雜交制種的人工 成本，同時，排除了由于拔除兩用系中的可育株不及時或不徹底而造成的雜交率低的隱患，
保證了雜交種子的高純度。
圖1是芹菜雄性不育株基部自然發生腋芽圖
圖2是芹菜雄性不育株基部受剌激后發生大量腋芽圖
圖3是芹菜雄性不育株切下的腋芽生出新根圖
圖4是芹菜雄性不育株切下的腋芽進行扦插育苗圖
圖5是利用芹菜雄性不育無性系進行雜交制種圖
具體實施例方式
下面結合實例對本發明具體實施方式
加以說明
實施例1 ^菜雄性不育兩用系08-S2AB是利用在"頂峰"品種采種田中發現的隱性核基 因雄性不育材料，經過測交與兄妹交相結合方法得到的農藝性狀穩定的優良兩用系。在 08-S2AB兩用系開花初期，根據雄蕊育性表現，選擇那些花藥暗褐、干癟、不能散粉的雄性 不育植株，將其主干花枝在近地面處剪掉，之后對準殘株噴施500mg/l的BA溶液，直到有 藥液流下為止。20天以后，每株不育株可平均發生12.2個腋芽，將腋芽從母株上切下，用 2000mg/l的NAA溶液快速浸蘸基部切口，然后插入苗床。隨即覆蓋遮陽網，7天后撤掉。同 時用噴壺經常灑水以保持苗床濕潤。發現蚜蟲及時噴施5000倍吡蟲啉等殺蟲劑進行防治。 30天后加強肥水供應，培育壯苗。50 60天后，用刀具在地上1厘米處切掉所有葉柄葉 片，并噴施500mg/l的BA溶液以剌激腋芽發生，等腋芽發出后繼續從母株上切下，進行下 一代不育株繁殖過程。冬季將繁殖得到的不育株安排在陽畦內越冬春化，可作為雜交制種 的母本。父本選用"文圖拉"，按照常規方法播種育苗、越冬春化。4月初在雜交制種田定植 父母本，父本與母本的定植比例為1 : 3，授粉結束后將父本株拔除。當種子變黃時，及時 將母本株收割，運到曬場進行晾曬、脫粒、風選，這樣就得到了一代雜交種"D08-H6"，其株高 89. 4cm，開展度28. 4cm，最大葉柄長52. 6cm，寬1. 73cm，厚1. 37cm，葉片數10. 5cm，平均單株 重470g，比"頂峰"平均增產43. 1%，比父本"文圖拉"增加22. 4%，同時還具有植株緊湊， 葉柄縊痕明顯，實心，粗纖維含量少，生長快，抗葉斑病的特點。
實施例2 芹菜雄性不育兩用系08-S18AB是利用在"加州王"品種采種田中發現的隱性核基因雄性不育材料，經過測交與兄妹交相結合方法得到的農藝性狀穩定的優良兩用系。用實施例1的方法繁殖08-S18AB無性系，作為雜交制種的母本。父本選用"意大利夏芹"，按照常規方法播種育苗、越冬春化。再按照實施例1的方法進行雜交制種，就得到了一代雜交種"J08-H21"，其株高90. 8cm，開展度38. 3cm，最大葉柄長54. 5cm，寬1. 73cm，厚1. 48cm，葉片數10. 7cm，孽芽數4. 9，平均單株重630g，比"加州王"平均增產18. 1%，比父本"意大利夏^"增加46. 2%，同時還具有植株直立，葉柄縊痕不明顯，實心，粗纖維含量少，較耐熱的特點。
權利要求
一種芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法，其特征在于首先采取植株調控和化學調控措施促使芹菜雄性不育株發生腋芽；利用腋芽扦插進行不育株擴繁，冬季完成低溫春化過程，春季按照1∶3比例定植父本和不育系母本，經過開花、結籽、種子成熟等過程，從不育株母本上采收種子，即為所需繁制的一代雜交種；具體技術方案如下(一)芹菜隱性核基因雄性不育無性系繁殖1)、開花初期，在原種圃內從已選育出的芹菜雄性不育兩用系群體中，根據花器雄蕊育性表現識別雄性不育株和正常可育株，將可育株全部拔除，同時選擇那些花藥暗褐、干癟、不能散粉的雄性不育植株，將其主干花枝用修枝剪在地表之上1～2厘米處逐一剪掉，之后使用噴霧器近距離對殘株噴施500mg/l的BA溶液，每株藥液用量掌握在有明顯藥液順殘株流下為止；經過15～20天時間，在不育株根莖部位發出10～15個不等數量的腋芽，其中外圍發生的腋芽基部已長出少量新根；2)、用鋒利刀具將腋芽從母株上切下，并剪掉腋芽所帶過大的展開葉片，之后用2000mg/l的NAA溶液快速浸蘸芽基部切口，并將其插入預先準備好的苗床上促發新根；苗床修建在由塑料大棚改造的防雨棚內，防雨棚上面覆蓋塑料薄膜，四邊保持通風，周圍做好排水，苗床畦內鋪設20cm厚的育苗基質土，基質土為草炭、蛭石和過篩園田土充分混合配制而成，混合的體積比為1∶1∶1；3)、生根期間需要做好溫濕度調控，為秧苗生長發育提供較好環境條件；措施之一是在插后5～7天覆蓋遮陽網進行遮陰保濕，7天后撤掉；措施之二是保持苗床經常濕潤，可用噴壺經常灑水，也可結合苗期病蟲害防治，噴施殺蟲劑和殺菌劑溶液；措施之三是調整塑料薄膜四周卷邊的上下位置，使通風順暢，降低棚內溫度；經過25～30天時間，秧苗陸續生根；生根后加強肥水管理，培育壯苗；可進行根外追肥，葉面噴施0.2％磷酸二氫鉀；4)、生根后20～30天，用刀具從地表之上1厘米處剪切掉植株上部葉柄葉片，繼續利用BA溶液刺激腋芽發生，重復將腋芽從母株上切下，扦插生根，培育壯苗的繁殖過程，擴大繁殖系數；(二)利用芹菜雄性不育無性系雜交制種技術要點1)、雙親種株的培育與低溫春化在天津及周邊地區，父本于8月底至9月初播種，每平方米苗床的播種量掌握在1g左右；出苗后注意除草，間苗，保持土壤經常濕潤；當苗子長到二葉一心至三葉一心時，在陽畦內分苗，分苗密度約為200株/m2；低溫來臨后加蓋塑料薄膜進行保溫，當最低溫度降到-3℃～-4℃以后，白天加蓋草苫，防止過低溫度傷害；經過冬季低溫階段，秧苗可完成春化過程；在父本分苗之前，將不育株母本腋芽按大致相同的密度扦插到陽畦內生根育苗，后期管理與父本相同；2)、嚴格隔離芹菜屬于異花授粉作物，自然雜交率很高，在雜交制種過程中必須與其它芹菜品種及親緣關系較近的其它植物如胡蘿卜、香菜等嚴格隔離，防止發生自然雜交；一般平原地區要求保持1000m以上的間隔距離；如有較高障礙物樹林、高棵作物，也要保證間隔500m以上；3)、父母本定植4月初在雜交制種田定植父母本；制種田地塊一定避免重茬；定植前深翻土地，施足底肥，做成1.2m寬的長畦，雙行定植，行間距60cm，行內株距50cm；父本與母本的定植比例為1∶3；定植后馬上澆一次小水，避免大水漫灌，以防早春地溫降幅較大，影響緩苗；4)、調整雙親花期相遇如果雙親開花期不一致，就需要采取調整父本播種時間、修剪花枝等措施，將雙親花期盡量調節一致；5)、田間管理在整個雜交制種過程中，及時做好病蟲草害預防工作，主要包括前期可能發生的軟腐病、后期可能發生的灰霉病以及蚜蟲和紅蜘蛛等病蟲的防治；發現疑似雜株及時拔除；采取培土、搭架等措施防止種株倒伏；授粉結束后將父本株拔除；6)、適時從母本種株上收獲雜交種當種子已經變黃時，及時將母本株收割，集中運到曬場進行晾曬、脫粒、風選、包裝。
全文摘要
芹菜隱性核基因雄性不育系繁殖和雜交制種的方法，首先采取植株調控和化學調控措施促使芹菜雄性不育株發生腋芽；利用腋芽扦插進行不育株擴繁，冬季完成低溫春化過程，春季按照1∶3比例定植父本和不育系母本，經過開花、結籽、種子成熟等過程，從不育株母本上采收種子，即為所需繁制的一代雜交種。本方法免除了利用芹菜雄性不育兩用系雜交制種過程中人工拔除可育株的工作環節，使芹菜雜交制種程序簡化，降低了技術難度，有利于芹菜雜交制種生產的推廣，而且還減少了雜交制種的人工成本，同時，排除了由于拔除兩用系中的可育株不及時或不徹底而造成的雜交率低的隱患，保證了雜交種子的高純度。
文檔編號A01H1/02GK101779596SQ20101030077
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月27日 優先權日2010年1月27日
發明者朱鑫, 靳力爭, 高國訓 申請人:天津市農業高新技術示范園區管理中心