CN106900548A - 一种金枝玉叶彩叶品种的育种方法 - Google Patents

一种金枝玉叶彩叶品种的育种方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及植物组织培养技术领域，特别涉及一种金枝玉叶彩叶品种的育种方法。本发明将组织培养技术与秋水仙素化学诱变和辐射诱导两种诱变方式相结合，显著地提高了金枝玉叶的突变率，缩短了育种年限，同时扩大了植株的变异范围，减少了亲本对变异类型的限制，为金枝玉叶彩叶新品种选育提供了一套简便、高效的方法，丰富了卫矛属植物的种植资源。

Description

一种金枝玉叶彩叶品种的育种方法
技术领域
本发明属于植物组织培养技术领域，尤其涉及一种金枝玉叶彩叶品种的育种方法。
背景技术
金枝玉叶是卫矛属丝绵木的变种，是河南红枫种苗股份有限公司研发的卫矛属新品种，为彩色落叶乔木，高6-8米，树冠圆形或卵圆形，春季新叶嫩枝为金黄色，秋季经霜后转为红色，果实挂满枝梢，开裂后露出桔红色假种皮，甚是美观。金枝玉叶枝叶娟秀细致，姿态优美，可作为庭荫树、水边绿化。金枝玉叶喜光，稍耐阴；耐寒，耐干旱，也耐水湿；根系发达，能抗风；对二氧化硫、氟化氢、氯气的抗性和吸收能力较强，滞尘能力也较强。
辐射育种是利用物理诱变因素，诱发植物产生遗传变异，在较短时间内获得有利的突变体。辐射育种因其简单、安全、高突变率、变异谱扩大、实现基因重组且变异性状稳定、短时间内可培育出新品种等特点，成为作物改良的重要途径之一。许多园林植物通过辐射诱变技术，从中选出了大量的优良品种。
秋水仙素呈黄色针状结晶，剧毒，能抑制植物细胞有丝***，破坏纺锤体，使染色体停滞在***中期，不能形成两个子细胞，从而使染色体加倍，秋水仙素是诱变多倍体效果最好的药剂之一。自1937年美国学者布莱克斯利(A.F.Blakeslee)等，用秋水仙碱加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后，秋水仙碱就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种中。
目前，现有技术已报道了采用辐射育种技术选育茶树、桑、蕨类植物、马蹄莲等植物的新品种，如专利CN105052734A，提供了一种茶树的辐射育种选育方法，以茶树种子为辐射材料，从中选育出了12-04和13-04两个新品种。该专利中茶树种子播种成活率为16％-33％，且种子辐射敏感程度低，突变率低，要经过多代分离才能得到纯合的突变体，育种年限长。专利CN103875419B，提供了一种扦插用桑品种的培育方法，以斯里兰卡桑冬条为辐照材料，用60Co-γ射线辐照后，采用扦插和嫁接的方法获得变异株；该专利中采用的枝条辐射诱变具有随机性、嵌合型和单细胞事件的特点，大部分突变不能充分显现，伴随着“二倍体选择”和个体衰老等生物学过程而消失。专利CN103975961B，提供了蕨类植物绿色球状体60Co-γ射线辐射诱变方法，用60Co-γ射线辐射蕨类植物无菌苗诱导产生的绿色球状体，然后转到附加吲哚乙酸的培养基上，使其形成具有根、茎、叶的完整植株。专利CN103229717A，提供了一种提高马蹄莲组织培养丛生芽增殖率的方法，用60Co-γ射线辐射继代生长20d的丛生芽，生长恢复10d后接种到MS培养基上增殖培养。球状体或丛生芽辐射结束后再转接到培养基上培养，材料容易收到外界污染，致死率上升。
然而，现有技术还未有采用辐射育种技术选育金枝玉叶新品种的报道，采用上述专利所报道的辐射育种方法对金枝玉叶新品种进行选育时，突变率均较低，仅选育出1个新品种、育种周期也较长，达4年之久效果并不理想。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种金枝玉叶彩叶品种的育种方法，采用该方法选育金枝玉叶彩叶新品种，可显著提高突变率和成活率，缩短育种周期。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种金枝玉叶彩叶品种的育种方法，包括如下步骤：
步骤1：取金枝玉叶的幼嫩茎接种到含有秋水仙素的初代培养基上进行初代培养，然后依次进行继代培养和生根培养，获得金枝玉叶组培苗；
步骤2：选取所述金枝玉叶组培苗进行60Co-γ射线辐射处理，辐射剂量为10-70GY；
步骤3：辐射后的金枝玉叶组培苗经炼苗后移栽至苗床培养，筛选出与对照植株叶色明显不同的株系，获得金枝玉叶变异植株。
本发明采用组织培养、秋水仙素化学诱变和辐射育种相结合的育种方式，显著地提高了金枝玉叶的突变率和移栽成活率，缩短了育种年限，同时扩大了植株的变异范围，减少了亲本对变异类型的限制，为金枝玉叶彩叶新品种选育提供了一套简便、高效的方法，丰富了卫矛属植物的种植资源。
作为优选，初代培养基为：含有0.4-0.6mg/L 6-BA、0.03-0.07mg/L NAA、3-5mg/LSNP、0.5-1.0g/L秋水仙素、20～30g/L蔗糖和7～8g/L琼脂的MS培养基，pH值为5.80～6.0。
在本发明提供的具体实施例中，初代培养基为：含有0.5mg/L 6-BA、0.05mg/LNAA、5mg/L SNP、0.8g/L秋水仙素、30g/L蔗糖和7g/L琼脂的MS培养基，pH值为5.90。
作为优选，继代培养基为：含有0.4-0.8mg/L 6-BA、0.03-0.07mg/L NAA、3～5mg/LSNP、20～30g/L蔗糖和7～8g/L琼脂的MS培养基，pH值为5.80～6.0。
在本发明提供的具体实施例中，继代培养基为：含有0.6mg/L 6-BA、0.05mg/LNAA、4mg/L SNP、25g/L蔗糖和7.5g/L琼脂的MS培养基，pH值为5.80～6.0。
作为优选，所述生根培养基为：含有0.3-0.5mg/L 6-BA、0.01-0.05mg/L NAA、3～5mg/L SNP、20～30g/L蔗糖和7～8g/L琼脂的1/2MS培养基，pH值为5.9。
在本发明提供的具体实施例中，所述生根培养基为：含有0.4mg/L 6-BA、0.03mg/LNAA、4mg/L SNP、25g/L蔗糖和7.5g/L琼脂的1/2MS培养基，pH值为5.9。
作为优选，辐射处理采用的辐射剂量为10-70GY。
优选地，辐射处理采用的辐射剂量为20～50GY。
更优选地，辐射处理采用的辐射剂量为40～45GY。
在本发明提供的具体实施例中，辐射剂量为20GY、30GY、40GY、41GY、42GY、43GY、44GY、45GY、50GY。
作为优选，本发明提供的育种中，选择生根培养10-15d至根长为3～5cm的金枝玉叶组培苗进行辐射处理。
在本发明提供的实施例中，辐射后的金枝玉叶组培苗经炼苗后移栽至苗床培养，2个月后开始出现性状变异，筛选出与对照植株叶色明显不同的株系，获得金枝玉叶变异植株。其中，初代培养中培养基添加秋水仙素，同时进行辐射处理的植株为试验植株，对照植株在初代培养中不添加秋水仙素，也不进行辐射处理，其他培养条件与试验植株相同。
作为优选，为保持变异的稳定性，所述步骤3获得金枝玉叶变异植株后还包括扦插繁殖步骤。
在本发明提供的实施例中，扦插繁殖为：选取金枝玉叶变异植株上生长健壮且无病虫害的当年生半木质化枝条，剪成8-10cm，保留2节饱满芽眼，顶部留1片健康叶片的茎段，扦插，覆膜培养。
作为优选，扦插采用的基质为含有东北泥炭和珍珠岩的基质，所述扦插的深度为3-4cm。
作为优选，步骤1中所述金枝玉叶的幼嫩茎接种到含有秋水仙素的初代培养基前还包括消毒、灭菌的步骤。
在本发明提供的实施例中，消毒、灭菌步骤为：外植体流水冲洗45min，0.1％次氯酸钠浸泡15min，无菌水冲洗；75％酒精浸泡30s，无菌水冲洗；0.1％升汞浸泡8min，无菌水冲洗。
本发明首次在金枝玉叶育种上采用组织培养、秋水仙素化学诱变和辐射育种相结合的育种方式，显著地提高了金枝玉叶的突变率和移栽成活率，缩短了育种年限，同时扩大了植株的变异范围，减少了亲本对变异类型的限制，为金枝玉叶彩叶新品种选育提供了一套简便、高效的方法，丰富了卫矛属植物的种植资源。
具体实施方式
本发明公开了一种金枝玉叶彩叶品种的育种方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
本发明提供的金枝玉叶彩叶品种的育种方法中所用培养基组分均可由市场购得。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1本发明金枝玉叶彩叶品种的育种方法
1、获得金枝玉叶组培苗
将生长旺盛的金枝玉叶当年抽生的饱满的幼嫩茎，经过0.1％次氯酸钠、75％酒精、0.1％升汞消毒灭菌处理后接种到含有0.5mg/L 6-BA、0.05mg/LNAA、5mg/L SNP、0.8g/L秋水仙素、30g/L蔗糖和7g/L琼脂的MS培养基上进行初代培养，依次进行继代培养和生根培养，其中继代培养基为含有0.6mg/L 6-BA、0.05mg/L NAA、4mg/L SNP、25g/L蔗糖和7.5g/L琼脂的MS培养基，pH值为5.9，生根培养基为含有0.4mg/L 6-BA、0.03mg/L NAA、4mg/L SNP、25g/L蔗糖和7.5g/L琼脂的1/2MS培养基，pH值为5.9；生根培养10-15d，获得金枝玉叶组培苗。
试验中设置对照植株，对照植株在初代培养中不添加秋水仙素，继代培养和生根培养的条件与试验植株相同。
2.辐射
取金枝玉叶组培苗送往辐照中心进行60Co-γ射线辐射处理，设置6个剂量梯度(0GY、10GY、20GY、30GY、50GY、70GY)。每个剂量辐射60株组培苗。
3.辐射组培苗的移栽及观察
辐射处理后在组培室中进行培养，保证植株生长不受外界不良环境影响。培养4-5d后，将组培苗的封口膜去掉进行3d的炼苗处理。炼苗结束后，将苗上的培养基清洗干净转移到装有营养土的苗床中，20d后上盆，在温室中培养，温度25℃左右。每隔7d对幼苗的生长及变异情况进行记录。30d后统计移栽成活率。
表1不同剂量辐射对金枝玉叶组培苗成活率的影响
对表1中辐射剂量与死亡率进行分析，得出回归方程及相关系数。标准曲线方程为：Y＝0.0113x+0.0296，相关系数R2＝0.9671。从直线回归方程中可得，当y＝50％(致死率为50％)时，x＝41.63，即金枝玉叶组培苗的半致死剂量LD50＝41.63GY，约为42GY。进一步，设置40GY、41GY、42GY、43GY、44GY、45GY五个剂量梯度，研究发现，辐射处理后金枝玉叶组培苗的死亡率在48％～52％之间，因此，确定金枝玉叶组培苗辐射的最佳辐射剂量为40-45GY。
4.变异植株的筛选
筛选方法：在培育过程中，根据试验植株与对照植株的株型、叶色等差异，筛选出与对照植株叶色明显不同的株系。
组培苗在辐射处理2个月左右开始出现性状的变异。经过1年的培育从辐射剂量梯度中选出了3个与对照植株叶色明显不同的株系，分别命名为X1、X2、X3其辐射处理剂量分别为20GY、30GY、50GY，见表2。
表2辐射后植株叶色变异情况
5.扩繁
用枝剪剪取X1、X2、X3当年生半木质化枝条，枝条要求无病虫害，芽眼饱满，生长健壮。将采集的枝条剪成8-10cm，保留2节饱满芽眼，顶部留1片健康叶片，上部剪口平剪，下部剪口斜剪。将插条***含有东北泥炭和珍珠岩的基质中，扦插深度为3-4cm，密度为前后左后叶片互相不遮挡为宜，浇透水，加盖一层塑料薄膜，放于温室内，每天检查温室温湿度和基质干湿情况，温度保持在20-28℃，湿度保持在90-95℃。经过3代快繁后，选出3个性状稳定遗传的新品种。
实施例2本发明金枝玉叶彩叶品种的育种方法
将生长旺盛的金枝玉叶当年抽生的饱满的幼嫩茎，经过0.1％次氯酸钠、75％酒精、0.1％升汞消毒灭菌处理后接种到含有0.5mg/L 6-BA、0.05mg/LNAA、5mg/L SNP、0.5g/L秋水仙素、30g/L蔗糖和7g/L琼脂的MS培养基上。经过初代培养、继代培养和生根培养三个阶段(继代培养和生根培养的培养基同实施例1))。生根培养10-15d，获得金枝玉叶组培苗。
金枝玉叶组培苗的辐射处理、辐射组培苗的移栽及观察、变异植株的筛选和扩繁方法与实施例1均相同。
实施例3本发明金枝玉叶彩叶品种的育种方法
将生长旺盛的金枝玉叶当年抽生的饱满的幼嫩茎，经过0.1％次氯酸钠、75％酒精、0.1％升汞消毒灭菌处理后接种到含有0.5mg/L 6-BA、0.05mg/LNAA、5mg/L SNP、1g/L秋水仙素、30g/L蔗糖和7g/L琼脂的MS培养基上。经过初代培养、继代培养和生根培养三个阶段(继代培养和生根培养的培养基同实施例1)。生根培养10-15d，获得金枝玉叶组培苗。
金枝玉叶组培苗的辐射处理、辐射组培苗的移栽及观察、变异植株的筛选和扩繁方法与实施例1均相同。
实施例4不同秋水仙素浓度选育效果的比较
对比例1：初代培养基中不添加秋水仙素，辐射、辐射苗的移栽、变异植株的筛选方法以及扩繁方法与实施例1均相同。
对比例2：初代培养基添加0.2g/L的秋水仙素，辐射、辐射苗的移栽、变异植株的筛选方法以及扩繁方法与实施例1均相同。
对比例3：初代培养基添加2g/L的秋水仙素，辐射、辐射苗的移栽、变异植株的筛选方法以及扩繁方法与实施例1均相同。
选育结果见表3：
表3选育结果比较
实施例 半致死剂量 选育新品种时间 选育新品种个数
实施例1 42GY 2年 3
实施例2 42GY 2年 2
实施例3 42GY 2年 3
对比例1 42GY 4年 0
对比例2 42GY 4年 0
对比例3 42GY 4年 1
由表3可知，本申请通过在金枝玉叶的初代培养基中添加0.5-1.0g/L秋水仙素，相比没有添加秋水仙素的对照组1以及添加其他浓度秋水仙素的处理2和处理3更敏感，突变程度更高。由此可见，本申请经0.5-1.0g/L秋水仙素诱变的组培苗再经辐射诱变后突变率显著提高，为卫矛属植物提供了一套高效的新品种的选育技术，也为园林绿化提供了大量彩叶树种。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种金枝玉叶彩叶品种的育种方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：取金枝玉叶的幼嫩茎接种到含有秋水仙素的初代培养基上进行初代培养，然后依次进行继代培养和生根培养，获得金枝玉叶组培苗；
步骤2：选取所述金枝玉叶组培苗进行60Co-γ射线辐射处理，辐射剂量为10-70GY；
步骤3：辐射后的金枝玉叶组培苗经炼苗后移栽至苗床培养，筛选出与对照植株叶色明显不同的株系，获得金枝玉叶变异植株。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初代培养基为：含有0.4-0.6mg/L 6-BA、0.03-0.07mg/LNAA、3～5mg/L SNP、0.5-1.0g/L秋水仙素、20～30g/L蔗糖和7～8g/L琼脂的MS培养基，pH值为5.80～6.0。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述初代培养基为：含有0.5mg/L 6-BA、0.05mg/L NAA、5mg/L SNP、0.8g/L秋水仙素、30g/L蔗糖和7g/L琼脂的MS培养基，pH值为5.90。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述继代培养基为：含有0.4-0.8mg/L 6-BA、0.03-0.07mg/L NAA、3～5mg/L SNP、20～30g/L蔗糖和7～8g/L琼脂的MS培养基，pH值为5.80～6.0。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生根培养基为：含有0.3-0.5mg/L 6-BA、0.01-0.05mg/L NAA、3～5mg/L SNP、20～30g/L蔗糖和7～8g/L琼脂的1/2MS培养基，pH值为5.80～6.0。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辐射剂量为20-50GY。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生根培养为：生根培养10-15d至根长为3～5cm。
8.根据权利要求1至7任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤3获得金枝玉叶变异植株后还包括扦插繁殖步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述扦插繁殖具体为：选取金枝玉叶变异植株上生长健壮且无病虫害的当年生半木质化枝条，剪成8-10cm，保留2节饱满芽眼，顶部留1片健康叶片的茎段，扦插，覆膜培养。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述扦插繁殖采用的基质为含有东北泥炭和珍珠岩的基质，所述扦插的深度为3-4cm。
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