CN102405826B - 一种利用甘薯特异材料选育自交系的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用甘薯特异材料选育自交系的方法，包括特异材料的选择、隔离方法、人工辅助自交、自交后代测交选择。以自然开花结实且具广亲和性的甘薯特异资源为亲本材料，同时建立遗传背景不同的几个***，严格进行自交，采取隔离措施避免杂交。对自然开花结实及目标农艺性状进行连续选择，培育在我国北方地区能稳定自然开花结实并且具有优良目标性状的自交系材料，利用自交系材料测交鉴定杂种优势，通过利用优良自交系开展杂交育种工作。

Description

一种利用甘薯特异材料选育自交系的方法

技术领域

本发明涉及一种利用特异材料选育自交系的方法，特别涉及一种利用甘薯特异材料选育自交系的方法，属于作物遗传育种领域。

背景技术

甘薯(I.batatas.6x)起源于南美洲热带地区，属短日照作物，在北纬23度以北地区不能自然现蕾开花，要通过嫁接和短日照处理促进开花。另外甘薯是严格的异交作物，自交不育，且亲缘关系近的品种形成***群，***群内品种难以杂交结实，而***群之间可行杂交。这种特性可保持甘薯种自身的杂交优势及生活力，但是给杂交育种工作带来种种障碍，严重限制了甘薯育种中资源利用和亲本的自由组合，也不能象其它杂交作物通过培育自交系累加有益基因淘汰不良基因来提高杂交优势，通常用高度杂合的品种或材料做亲本开展有性杂交，限制了甘薯育种水平的提高，难以像玉米那样用自交系配置杂交种大幅度提高产量。

为了利用自交累加有益基因，20世纪50年代开始，国内外的育种家对甘薯自交做过探索研究，日本的坂井和广崎认为甘薯近交可以积累淀粉等有利基因，从而育成高淀粉品种，藤赖一马等60年代发现了少量自交亲和性品种，但是未见有关成功的报道。徐州甘薯研究中心朱崇文盛家廉等20世纪70年代研究了甘薯自交结实率、自交退化程度、自交后代分离等，终因自交后代生活力严重退化不能结实、工作量浩大进展缓慢而中止。但是探索一直未停止，重要的技术创新往往是应用了合适的试验材料，杂交水稻的成功就是如此。在育种实践中我们曾经育成自然开花并且自交结实高的甘薯品种“河北351”，并且鉴定出几个同类型品种，简化了诱导开花的繁杂程序，又可高效率的实现连续自交结实，便于筛选鉴定甘薯自交系。另外改进了防虫网隔离昆虫传粉自交方法，方便多个自交系的培育。自交系经过三代相对纯化之后即可用于杂交制种，不追求严重退化的纯系，使之保持有性繁殖能力。

发明内容

本发明的甘薯自交系种质材料的选育方法，包括特异材料选择、隔离方法、人工辅助自交、自交后代的选择。以自然开花结实且具广亲和性的特异资源为亲本材料，同时建立遗传背景不同的几个***，严格进行自交，采取隔离措施避免杂交。对自然开花结实及目标农艺性状进行连续选择，培育在我国北方地区能稳定自然开花结实并且具有优良目标性状的自交系材料。再利用自交系材料测交鉴定杂种优势，选择利用优良自交系开展杂交育种工作。

本发明的目的在于提供一种利用甘薯自然开花自交结实特异材料选育优良自交系的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

自交系的选育：

(1)选择在我国北方能自然开花结实的特异材料，标记为S₀；

(2)采用人工自交或防虫网隔离虫媒辅助授粉，使自然开花材料进行自交，收获自交1代种子，标记为S₁；

(3)次年将步骤(2)中收获的种子种植实生苗，选择其中能自然开花的单株，种植在田间，种植密度为1.5米间隔，现蕾后开花前单株进行隔离，采用步骤(2)中的方法自交，收获自交2代种子，标记为S₂；

(4)采用步骤(3)中的方法，收获自交3代种子，标记为S₃；

(5)将S3代种子处理发芽，种植实生苗，选择其中能自然开花、自交结实率高，花器及薯块发育正常、且具有目标性状的单株即为测交用自交系；

自交系的测交鉴定：

自选甘薯单交种以利用步骤(5)中所得的自交系做亲本配置测交组合，田间种植杂交F1代进行鉴定，选择能在北方稳定自然开花结实且主要农艺性状优良的高配合力自交系，同时保留F1群体中的优良单株培育成优良品种。

其中，所述的人工自交法是指授粉前一天用发夹夹在花蕾的顶端，第二天上午10点钟前用同一朵花的花药涂抹同朵花的柱头，然后扎线隔离挂牌标记；或

所述的防虫网隔离虫媒辅助授粉是指用防虫网罩住待授粉植株，放入清洁的授粉昆虫，用同一株的花粉给同一株的柱头授粉。

其中，所述的目标性状指加性遗传控制的性状，包括干物率、抗病性、蔓长、薯肉颜色。

其中，优选的，所述特异材料包括河北351、三合薯或秦薯5号。

更优选的，所述特异材料为河北351，其自交系的选育包括以下步骤：

(1)选择在我国北方能自然开花结实的特异材料河北351，标记为S₀；

(2)采用人工自交或防虫网隔离虫媒辅助授粉，使自然开花材料进行自交，收获自交1代种子，标记为S₁；

(3)次年将步骤(2)中收获的种子种植实生苗，选择其中能自然开花的单株，种植在田间，种植密度为1.5米间隔，现蕾后开花前单株进行隔离，采用步骤(2)中方法自交，收获自交2代种子，标记为S₂；

(4)采用步骤(3)中的方法，收获自交3代种子，标记为S₃；

(5)将S3代种子处理发芽，种植实生苗，选择其中能自然开花、自交结实率高，花器及薯块发育正常、且具有目标性状的单株即为测交用自交系，命名为河北351-43；

自交系的测交鉴定：

自选甘薯单交种以利用步骤(5)中所得的自交系河北351-43做父本与其亲本材料冀21-2做母本配置杂交组合，田间种植杂交F1代进行生产力和性状鉴定，对自交系进行选育，同时选择F1群体中的优良单株培育优良品种；

品种标准为(即F1代进行生产力和性状鉴定所依据的标准)：顶叶淡紫或绿色，叶色为绿色，叶脉紫色，紫茎，心形叶，叶片大小中等，中长蔓，分枝多，长势壮；结薯较分散，薯形纺锤形，薯皮红色，薯肉淡黄，单株结薯3-7块，干物率22％-30％，单株产量0.5-1.5kg。

其中，所述的人工自交法是指授粉前一天用发夹夹在花蕾的顶端，第二天上午10点钟前用同一朵花的花药涂抹同朵花的柱头，然后扎线隔离挂牌标记；

所述的防虫网隔离虫媒辅助授粉是指用防虫网罩住待授粉植株，放入清洁的授粉昆虫，用同一株的花粉给同一株的柱头授粉。

其中，所述的河北351-43的目标性状为：自然开花自交结实，顶叶和叶片均为绿色，叶脉淡紫，心形叶，叶片大小中等，中长蔓，分枝多，长势壮；结薯较集中，薯形纺锤形，薯皮红色，薯肉白色，单株结薯4-6块，干物率20-30％，单株产量0.7-1kg。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该方法打破了常规甘薯杂交育种中***群的遗传障碍，简化了诱导甘薯开花的繁杂程序及杂交制种环节，应用经过优良基因纯化累加的自交系用于杂交育种，开发甘薯高效简化育种程序。

具体实施方式

下面通过实验并结合实施例对本发明做进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。

实施例1：

自交系的选育：

(1)选择在我国北方能自然开花结实的特异材料河北351作为亲本材料，标记为(S₀)；

(2)在2005年5月15号隔离种植河北351，于8月1号至9月1号采用人工辅助强制自交授粉，使河北351材料进行自交，收获自交1代种子。人工强制自交法：授粉前一天用发夹夹在花蕾的顶端，第二天上午10点钟前用同一朵花的花药涂抹同朵花的柱头，然后扎线隔离挂牌标记。11月初待籽粒成熟后单株收获保存，标记为(S₁)；

(3)2006年3月12号将S₁代种子种植实生苗，选择其中能自然开花的单株，5月15号种植在田间。种植密度为1.5米间隔，7月份现蕾后开花前单株采用防虫网进行隔离，8月1号至9月1号采用步骤(2)中的方法自交，11月初待籽粒成熟后收获自交2代自交种子，标记为(S₂)；

(4)2007年采用步骤(3)中的方法(具体操作时间相同)，收获自交3代自交种子，标记为(S₃)；

(5)2008年将S3代种子种植实生苗，选择其中能自然开花、自交结实率高，花器及薯块发育正常、且具有目标性状的单株河北351-43即为测交用自交系。河北351-43具有如下特征特性：

顶叶和叶片均为绿色，叶脉淡紫，心形叶，叶片大小中等，中长蔓，分枝多，长势壮；结薯较集中，薯形纺锤形，薯皮红色，薯肉白色，单株结薯4-6块，干物率26％，单株产量0.7-1kg。

自交系的测交鉴定：

(6)2009年利用河北351-43做父本与当前表现优异的亲本材料冀薯21-2做母本配置杂交组合，5月13号分别栽植于不同花盆中，其中冀薯21-2需要用大牵牛做砧木，冀薯21-2的带有2片展开叶的茎尖做接穗，嫁接成功后，在6月1号到7月20号之间每天短日照8h处理诱导开花，待开花后停止短日照处理，并于8月2号至9月1号采用人工辅助杂交，具体做法如下：授粉前一天用发夹夹在花蕾的顶端，第二天上午10点钟前用河北351-43的花药涂抹到冀薯21-2花的柱头，然后扎线隔离挂牌标记。11月初待籽粒成熟后收获杂交种子，标记为F1；

(7)2010年田间种植步骤(6)中获得的杂交F1代实生苗进行鉴定，选择能自然开花结实且主要农艺性状优良的自交系作为杂交育种的亲本，同时选择F1群体中的优良单株培育成优良品系。目前已经得到了几个品系，具体如下：

冀自34：顶叶淡紫，叶色为绿色，叶脉紫色，紫茎，叶形心齿，叶片大小中等，中长蔓，分枝中等，长势壮；结薯较集中，薯形纺锤形，薯皮红色，薯肉淡黄，单株结薯5-7块，干物率29％，单株产量1-1.4kg。

冀自116：顶叶和叶色均为绿色，叶脉紫色，紫茎，心形叶，叶片大小中等，中长蔓，分枝多，长势壮；结薯较分散，薯形长纺锤形，薯皮红色，薯肉淡黄，单株结薯3-4块，干物率22.6％，单株产量0.5-1kg。

以上所述仅为本发明的优选实施例，对本发明而言仅是说明性的，而非限制性的；本领域普通技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种利用甘薯特异材料选育自交系的方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴选择在我国北方能自然开花结实的特异材料河北351，标记为S₀；

⑵采用人工自交或防虫网隔离虫媒辅助授粉，使自然开花材料进行自交，收获自交1代种子，标记为S₁；

⑶次年将步骤⑵中收获的种子种植实生苗，选择其中能自然开花的单株，种植在田间，种植密度为1.5米间隔，现蕾后开花前单株进行隔离，采用步骤⑵中方法自交，收获自交2代种子，标记为S₂；

⑷采用步骤⑶中的方法，收获自交3代种子，标记为S₃；

⑸将S3代种子处理发芽，种植实生苗，选择其中能自然开花、自交结实率高，花器及薯块发育正常、且具有目标性状的单株即为测交用自交系，命名为河北351-43；

所述的目标性状为：顶叶和叶片均为绿色，叶脉淡紫，心形叶，叶片大小中等，中长蔓，分枝多，长势壮；结薯较集中，薯形纺锤形，薯皮红色，薯肉黄白色，单株结薯4-6块，干物率20-30%，单株产量0.7-1kg；

自交系的测交鉴定：

自选甘薯单交种以利用步骤⑸中所得的自交系河北351-43做父本与冀21-2做母本配置杂交组合，田间种植杂交F1代进行生产力和性状鉴定，对自交系进行选育，同时选择F1群体中的优良单株培育优良品种；

品种标准为：顶叶淡紫或绿色，叶色为绿色，叶脉紫色，紫茎，心形叶，叶片大小中等，中长蔓，分枝多，长势壮；结薯较分散，薯形纺锤形，薯皮红色，薯肉淡黄，单株结薯3-7块，干物率22%-30%，单株产量0.5-1.5kg。

2.如权利要求1所述的选育自交系的方法，其特征在于所述的人工自交法是指授粉前一天用发夹夹在花蕾的顶端，第二天上午10点钟前用同一朵花的花药涂抹同朵花的柱头，然后扎线隔离挂牌标记；

所述的防虫网隔离虫媒辅助授粉是指用防虫网罩住待授粉植株，放入清洁的授粉昆虫，用同一株的花粉给同一株的柱头授粉。