专利名称：繁殖韭菜母本和杂交种的方法
技术领域：
本发明涉及一种用植物组织培养方法繁殖多年生蔬菜——韭菜的雄性不育系母本和杂交种的方法。
韭菜是我国的重要多年生叶用蔬菜，生产中为一次种植多年收获，植株因品种而异具有较强的分蘖能力。韭菜是以营养体叶为商品，故此其杂交优势理应是明显的。然而，直至八十年代末期，我国仍没有韭菜的杂交种在生产中应用。原因是，在韭菜品种田中找到雄性不育单株是可能的，而要从不育单株建立起不育系则必须找到对应保持系，但是要找到对应保持系是十分困难，因为具有对应保持系基因的植株在品种群体中是极少的。要从群体中找到具有对应保持系基因的植株，只能使用大量的父本与不育株经人工授粉做测交。实践证明，人工授粉几乎不能得到种子，因此也就难以找到保持系。更不用说要在数年中在多个品种中建立起不育系和对应保持系了。
本发明的目的是根据韭菜分蘖力强，在生产中可一次播种多年收获的特点，选择利用植物组织培养技术，建立韭菜不用保持系的雄性不育无性系，生产杂交种。
该发明的技术方案是将韭菜的雄性不育单株扩繁为雄性不育无性系，用雄性不育无性系与用种子繁殖的其它韭菜品种，配制并选育出优良的杂交种。在制种田，用组织培养技术及田间分株法繁殖不育系，逐步扩大制种田面积，在杂交种生产田，用组织培养技术及田间分株法逐步扩大杂交种生产田面积，利用杂交种自交获得杂种二代，从中找到新的不育单株，再用组织培养技术将新的不育株建立成不育系的无性系。往返循环，就可以不断获得新的韭菜杂交种。具体步骤如下首先依据雄蕊花药的颜色浅，用镊子挑不出花粉的外观表现，找到雄性不育单株。将整个不育单株连同根系一起从田间取回，从每一朵花中取花药，用醋酸洋红染色法将花药中挤压出的花粉进行染色，用显微镜做镜检。所镜检的成熟花粉均为死花粉，由此确认找到雄性不育单株。然后将雄性不育单株的鳞茎部位除去表层鳞片，用水冲洗干净，在无菌条件下的超净工作台上，经70％酒精浸泡数秒，用1-2％升汞液消毒5-7分钟，无菌水冲洗3-4次后，将鳞茎接种在培养基上(培养基组份见表一韭菜分株培养专用培养基)。在日温22-28℃，夜温10-15℃，光照1500-2000勒克斯的培养室条件下培养，使其产生侧芽。待侧芽长到一定大小时，将侧芽由母株上切割分株培养。从接种到每次分株大约需30天，以后每隔20天左右可分株一次。将侧芽转移到附加0.25％活性碳的培养基上，进行生根培养，培养条件与分株培养条件相同，培养20-30天左右可产生根系。(培养基组分见表二韭菜生根培养基)，将具有根系的不育株组培苗，移栽到装有田园土的花盆中，待生长出新根，新叶后，即可移栽到田间。由一株雄性不育株，扩繁成雄性不育系的无性系。由于只有雄性器官不育而雌性器官可育的不育系才可作为母本，因此要做田间鉴定。具体方法为将雄性不育株两两种在一起，同时还要将雄性不育株和异品种的雄性可育株双双种在一起。开花前，要用硫酸纸袋将两株雄性不育株和雄性不育株与可育株分别套在袋中。盛花期，要辅以人工授粉。只有雄性不育株套在一起的均无种子，而与可育株套在一起的不育株有种子时，才最终确认此雄性不育系可用作母本。同时用田间芬株及组培扩繁加快繁殖。以此不育系作为母本，以生产中使用的韭菜优良品种为父本，培育出杂交种。具体做法与一般蔬菜的杂交种选育相同。
表一韭菜分株培养专用培养基(mg/l)CaC12·2H2O400-480KNO31600-2100MgSO4·7H2O320-395NH4NO31470-1990KH2PO4145-190MnSO4·4H2O21-27
ZnSO4·7H2O 7.9-11.2H3BO35.8-10.9KI 0.7-0.89Na2MoO4·2H2O 0.18-0.30CuSO4·5H2O 0.020-0.028COC12·6H2O 0.02-0.028Na2·EDTA36.50-38.5FeSO4·7H2O 27-28.5VB10.40-0.45VB60.45-0.55烟酸 0.45-0.55甘氨酸 1.95-2.10肌醇 1006BA2.5-4.5NAA0.25-1.0蔗糖 30000PH 5.8表二韭菜生根培养基(mg/l)CaC12·2H2O 400-480KNO31600-2100MgSO4·7H2O 320-395NH4NO31470-1990KH2PO4145-190MnSO4·4H2O 21-27ZnSO4·7H2O 7.9-11.2H3BO35.8-10.9KI 0.7-0.89Na2MoO4·2H2O 0.18-0.30CuSO4·5H2O 0.020-0.028COC12·6H2O 0.02-0.028
Na2·EDTA 36.50-38.5FeSO4·7H2O 27-28.5VB10.40-0.45VB60.45-0.55烟酸0.45-0.55甘氨酸 1.95-2.10肌醇1006BA 2.5-4.5NAA 0.25-1.0蔗糖30000活性碳 1250-3000PH 5.8将选出的优良杂交种繁种。具体做法为选择与异品种韭菜的空间隔离距离在1000米以上的隔离区，按3-5行母本，和1行父本的比例种植，每年从母本上采收的种子就是杂交种种子。
实践证明，用新的技术方案建立韭菜雄性不育无性系和生产杂交种是可行的，对其3-5年内，连续做雄性不育系的花粉镜检，每年镜检从始花期至终花期多次取样，证明其雄性不育特性遗传稳定，不受光照及温度因素影响。新的技术方案也比原有的方法具有更快的育种速度，二者主要区别为原有的方法是在发现雄性不育单株后，开始以同品种的许多可育株的花粉分别向不育株授粉，然后按授粉父本编号播种所获得的种子，培育至开花期，如能在其中出现高不育率株系时，其授粉父本株系就是不育系的保持系。不难看出，原有的方法存在着单株授粉难，建成不育系和保持系所需时期长等问题，而更重要的是找到保持系的机率极低，因此限制了不育系的应用。而本发明能在发现不育株后快速建成不育系的无性系，不用为不育系找保持系，能在不育系群体不大的情况下，提前试配杂交种。能在多品种中快速建成不育系群体，以适应不断变化的市场需求，可在韭菜生产中更快地利用杂交种。经过对杂交种的测产，平均比母本增产39.79％，比父本增产18.19％。
实施例1在“小黄苗”品种韭菜生产田中，依据雄蕊花药颜色浅，用镊子挑不出花粉的外观表现，找到雄性不育单株。将整个不育单株连同根系一起从田间取回，从每朵花取花药，以醋酸洋红染色法对花药中挤压出的花粉进行染色，用显微镜做镜检。所镜检的成熟花粉均为死花粉，由此找到雄性不育单株。然后将雄性不育单株的鳞茎部位除去表层鳞片，用自来水冲洗干净，在超净工作台的无菌条件下，经70％的酒精浸泡数秒钟，用2％的高锰酸钾消毒7分钟，用0.2％升汞液消毒5分钟，无菌水冲洗4次，将鳞茎接种在韭菜分株专用培养基上，培养基各组份量取表一韭菜分株专用培养基中的上限量。在日温22℃，夜温10℃，光照1500勒克斯的培养室条件下培养，使其产生侧芽，从接种至30天后，侧芽长到一定大小时，将侧芽由母株上切割分株培养。以后每隔20天分株一次，测试数据为由44株非菜组培苗经过4个月零20天繁殖为1072株，即每株苗在5个月内繁殖为24株。将侧芽转移到附加0.25％活性碳的培养基上，进行生根培养，培养条件同分株培养。培养基各成份量取表二韭菜生根培养基中的上限量。20-30天产生根系。将具根系的不育株组培苗，移载到装有园田土的花盆中，待生长出新根，新叶后，即可移载到田间。将雄性不育株两两种在一起，同时将雄性不育株和异品种的雄性可育株双双种在一起，开花前用硫酸纸袋将两株雄性不育株或雄性不育株与可育株分别套在袋中。盛花期辅以人工授粉。用两株雄性不育株套在一起无种，而与可育株套在一起的不育株有种来证明此雄性不育可作为母本。经过3-5年连续做雄性不育系的花镜检，每年镜检从始花期至终花期多次取样，证明其雄性不育遗传稳定和不受光照及温度因素影响。以此韭菜雄性不育无性系为母本，以生产中使用的优良品种“汉中冬韭”为父本，试配并筛选出优良的杂交种。具体做法与一般蔬菜的杂交利选育相同。该杂交种比母本“小黄苗”增产58.73％，比父本“汉中冬韭”增产16.90％。
实施例2
用实施例1的方法，在“淄博韭菜”品种中选择出雄性不育单株。将此雄性不育单株的鳞茎部位除去表层鳞片，然后在无菌条件下，经70％酒精浸泡数秒，用1％的高锰酸钾消毒15分钟，用0.2％升汞液消毒7分钟，无菌水冲洗4次，将鳞茎接种在韭菜分株专用培养基上。培养基各组份量取表一韭菜分株专用培养基中的下限量。在日温28℃，夜温5℃，光照2000勒克斯的培养室条件下培养，使其产生侧芽。经过与实施例1相同的分株过程后，将侧芽转移到附加活性碳的培养基上，进行生根培养，培养条件同分株培养。培养基各成份量取表二韭菜生根培养基中的下限量。用与实施例1同样的方法获得雄性不育系的无性系，将其作为母本，与791韭菜为父本，试配并筛选出优良杂交种。该杂交种与母本“淄博韭菜”增产34.10％，比父本“791韭菜”增产12.51％。在3-5年的连续做雄性不育的花粉镜检，证明其雄性不育特性遗传稳定和不受光照及温度因素影响。
实施例3用实施例1的方法分别从“山东农大杂交种”，“寿光马蔺韭”和“大金沟”等品种中选择出雄性不育单株，然后用与实施例1相同的条件和培养基对其单株进行分株培养和根系培养，建立起雄性不育无性系。同时用组培法和田间分株法繁殖韭菜的雄性不育系，使不育系群体不断扩大。分别将“山东农大杂交种”、“寿光马蔺韭”、“大金沟”的雄性不育系作为母本，将“汉中冬韭菜”、“平韭菜”、“791韭菜”作为父本进行杂交繁种，其杂交种比母本增产24.58-46.75％，比父本增产14.63-28.24％。
权利要求
1．一种繁殖韭菜母本和杂交种的方法，其特征在于利用植物组织培养法将韭菜的雄性不育单株扩繁为雄性不育无性系，用雄性不育无性系与用种子繁殖的其它韭菜品种配制并选育出优良的杂交种；
2．根据权利要求1所述的一种繁殖韭菜母本和杂交种的方法，其特征在于首先依据花蕊花药的颜色线，用镊子挑不出花粉的外观表现找到雄性不育单株，然后用醋酸洋红染色法将花药中挤压出的花粉进行染色，用显微镜检查成熟花粉均为死花粉，由此确认找到了雄性不育单株
3．根据要求1所述的一种繁殖韭菜母本和杂交种的方法，其特征在于将雄性不育单株的鳞茎部位除去鳞片在无菌条件下经70％酒精浸泡，用1-2％的高锰酸钾消毒，用0.2％升汞液消毒后再接种在培养基上；
4．根据权利要求1所述的一种繁殖韭菜母本和杂交种的方法，其特征在于将韭菜雄性不育单株扩繁为雄性不育无性系所用的韭菜分株培养专用培养基是由下面成份构成(mg/l)CaC12·2H2O400-480KNO31600-2100MgSO4·7H2O320-395NH4NO31470-1990KH2PO4145-190MnSO4·4H2O21-27ZnSO4·7H2O7.9-11.2H3BO35.8-10.9KI 0.7-0.89Na2MoO4·2H2O 0.18-0.30CuSO4·5H2O0.020-0.028COC12·6H2O0.02-0.028Na2·EDTA 36.50-38.5FeSO4·7H2O27-28.5VB10.40-0.45VB60.45-0.55烟酸 0.45-0.55甘氮酸 1.95-2.10肌醇 1006BA 2.5-4.5NA A0.25-1.0蔗糖 30000PH 5.8
5．根据权利要求1所述的一种繁殖韭菜母本和杂交种的方法，其特征在于将韭菜雄性不育单株扩繁为雄性不育无性系所用的韭菜生根培养基是由下面成份构成(mg/l)CaC12·2H2O400-480KNO31600-2100MgSO4·7H2O320-395NH4NO31470-1990KH2PO4145-190MnSO4·4H2O21-27ZnSO4·7H2O7.9-11.2H3BO35.8-10.9KI 0.7-0.89Na2MoO4·2H2O 0.18-0.30CuSO4·5H2O0.020-0.028COC12·6H2O0.02-0.028Na2·EDTA 36.50-38.5FeSO4·7H2O27-28.5VB10.40-0.45VB60.45-0.55烟酸 0.45-0.55甘氨酸 1.95-2.10肌醇1006BA 2.5-4.5NAA 0.25-1.0蔗糖30000活性碳 1250-3000PH 5.8
6．根据权利要求1所述的一种繁殖韭菜母本和杂交种的方法，其特征在于将韭菜雄性不育单株扩繁为雄性不育无性系，分株和生根的培养条件为在日温22-28℃，夜温10-15℃，光照1500-2000勒克斯的培养室条件下培养；
7．根据权利要求1所述的一种繁殖韭菜母本和杂交种的方法，其特征在于作为母本的雄性不育无性系的单株是雄性不育，雌性可育。
全文摘要
本发明涉及一种用植物组培法繁殖多年生韭菜的雄性不育系母本和杂交种的方法,其特点是利用植物组织培养法,将韭菜的雄性不育单株扩繁为雄性不育无性系,用雄性不育无性系与用种子繁殖的其它韭菜品种,配育出优良的杂交种,此方法能在发现不育株后快速建成不育系的无性系,不用为不育系找保持系,雄性不育遗传稳定,能在多品种中快速建成不育系群体。
文档编号A01H1/00GK1216678SQ9810277
公开日1999年5月19日 申请日期1998年7月7日 优先权日1998年7月7日
发明者李春玲, 蒋钟仁, 邢永平, 李春林 申请人:北京市海淀区植物组织培养技术实验室