[发明专利]四倍体矮牵牛的有性多倍化育种方法

说明书

技术领域

本发明属于园艺植物育种领域，具体涉及到一种四倍体矮牵牛的有性多倍化育种方法。 

背景技术

植物多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组，因具有巨大性、抗逆性强、结实性低和营养成分高等特点而得到广泛应用，多倍体育种在现代育种中具有广阔前景，目前人工诱导植物多倍体主要有无性多倍化和有性多倍化二种方法。 

(1)无性多倍化(Somatic polyploidization)，染色体加倍发生在有丝分裂过程中，即由染色体加倍的体细胞发育成多倍体植株。常见的诱导方式是物理和化学方式。物理方式有温度激变、机械创伤、电离辐射、非电离辐射、离心力、热冲击、X和γ射线等；化学方式多为药剂诱导，主要有秋水仙素、吲哚乙酸、萘骈乙烷、芫荽脑、苯及其衍生物、有机砷制剂、有机汞制剂(富民隆)等。秋水仙素是最为有效的化学诱导剂，它与正在有丝分裂的细胞接触后，即可抑制微管的聚合过程，不能形成纺锤丝，使染色体不能排在赤道板上，也不能分向细胞的两极，从而产生染色体加倍的细胞核，常处理种子、子叶、幼苗生长点等部位，一般为浸种和滴涂生长点。目前已在许多园艺植物种中通过秋水仙素诱变获得了人工多倍体，培养出多倍体苹果、柑橘、葡萄、金丝小枣、西瓜、白菜、黄瓜、番茄、不结球白菜、花椰菜、芹菜、萝卜、金鱼草、百合、香石竹、君子兰等。本申请第一发明人曾于2005年利用秋水仙素化学诱导二倍体矮牵牛，通过无性多倍化途径经过多年选择鉴定，培育出同源四倍体新品种‘红霞’，该品种于2012年10月通过江苏省农作物品种审定委员会鉴定通过(证书编号：2012-2-9)。与原有二倍体植株相比较，具有花期延长、花瓣增大和边缘褶皱等观赏性增强的特点，同时植株叶片增厚、长势增强，抗逆境能力也增加，显示了矮牵牛多倍体育种具有较好的生产实践利用前景和研究价值。 

但是通过无性多倍化途径形成的多倍体植株往往存在着混倍体、嵌合体等现象，诱变后代与母本的遗传特性差异小后代变异率低，对优良单株选择不利，此外由于无性多倍化后结实率显著降低对于结籽率低的有性繁殖品种不宜采用。 

(2)有性多倍化(Sexual polyploidization)。有性多倍化是相对无性有丝分裂过程染色体加倍而言的，其途径是诱导二倍体减数分裂紊乱产生2n配子参与受精而形成多倍体。有研究表明2n配子在植物进化过程中起着非常重要的作用，在传递杂合性和上位性中具有特殊的价值。但对一年生草本花卉矮牵牛尚无有性多倍化的发明专利报道。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种四倍体矮牵牛的有性多倍化育种方法，采用该方法能得到遗传多样性、结籽率高的四倍体矮牵牛。 

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种四倍体矮牵牛的有性多倍化育种方法，该方法包括如下步骤： 

(1)二倍体矮牵牛减数分裂前期I时花蕾大小的确定； 

(2)当花蕾长度为2.5-3.0mm时进行2n雄配子的诱导，得到的含有2n花粉的二倍体矮牵牛作为父本；其中父本2n花粉的染色体数为2x＝14； 

(3)有性多倍化杂交：以四倍体矮牵牛为母本，并对母本进行去雄处理，去雄处理后的母本与步骤(2)中的父本进行授粉杂交；得到F₁； 

(4)杂交后代F₁倍性的鉴定：第二年春季播种F₁种子，成株后进行农艺性状、解剖学鉴定，鉴定后选取配子染色体数目2x＝14的植株即为通过有性多倍化途径获得的新四倍体种质。 

有益效果：采用本发明育种方法，所获得的有性多倍化杂交F₁不但具有母本多倍体器官巨大性的特点，还具有一些来自二倍体父本的遗传性状，与无性多倍化途径获得的同源四倍体相比，具有更广泛的遗传多样性、更高的观赏性和结籽率。 

附图说明

图1为未诱变处理的二倍体父本‘梦幻’的n花粉； 

图2为2n与n花粉同时存在于经秋水仙素诱导的二倍体父本‘梦幻’花粉； 

图3F₁花粉母细胞减数分裂后期II中一极(箭头示)染色体数目2x＝14； 

图4叶片比较图；左为二倍体父本‘梦幻’，右为杂交后代四倍体F₁； 

图5花药和柱头比较(左为未经秋水仙素诱变处理二倍体父本‘梦幻’对照，中为杂交后代四倍体F₁，右为四倍体母本‘红霞’)；