[发明专利]一种石刁柏全雄育种方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业高新技术领域，尤其涉及一种通过石刁柏高效花培途径培育二倍体超雄株和雌株，筛选农艺性状优良的石刁柏超雄株和雌株，杂交获得优良F1代全雄系的石刁柏全雄育种方法。

背景技术

石刁柏（Asparagus officinalis L.），又名芦笋、龙须菜、露笋，是百合科天门冬属的多年生宿根性草本植物，雌雄异株植物，其食用部位以抽生的嫩茎为主。芦笋嫩茎质地细腻，纤维柔软可口，风味鲜美，有独特的芳香味，是一种营养价值极高的保健蔬菜，已被列为世界“十大名菜”之一，在国际市场上享有“蔬菜之王”的美称。

芦笋嫩茎中有丰富的蛋白质、维生素、人体所需的微量元素和多种活性成分，如活性酶、芦笋多糖、皂角苷、脂肪酸、氨基酸等。芦笋嫩茎中维生素含量是一般蔬菜的2~5倍。芦笋嫩茎中还含有丰富的黄酮类化合物-芦丁。芦丁是维生素P的重要组成成分，具有提高心血管系统活性、抗炎镇痛性、保肝活性等药理作用。因此，芦笋具有抗癌、提高免疫功能、抗疲劳、保肝、降血脂等作用。石刁柏作为高级的营养蔬菜和保健食品，深受消费者的欢迎。

石刁柏原产于欧洲地中海沿岸和小亚细亚一带，最早把石刁柏作为蔬菜食用的是古希腊人。到约16世纪，荷兰人首先驯化出石刁柏的栽培品种，此后，欧洲大陆各国便开始大量栽培。约在17世纪，石刁柏随欧洲移民传入美洲，接着便向许多国家和地区传播。19世纪末引种到我国并迅速得以传播。目前我国栽培面积已逾十万公顷，成为世界上石刁柏生产第一大国和第一出口国，广泛分布于浙江、江苏、安徽、山东、福建、山西、河北、四川、河南、湖北等20多个省份。

石刁柏作为一种品味兼优药食兼用的营养保健名贵蔬菜，目前在国际市场上备受人们喜爱，畅销美、欧洲国家及日本、东南亚地区。据报道，石刁柏国际年需求量逾7万吨，我国作为最大的生产和出口国，开发出了多种石刁柏产品出口，有很大的发展潜力。此外，我国内销市场也非常巨大，为石刁柏生产、加工和综合利用的发展提供了可能。充分利用石刁柏的优良特性及其本身所含有的活性物质，开发保健产品，加强芦笋及其枝叶、茎干的综合利用，增加石刁柏的附加值，未来发展石刁柏产业，具有广泛的市场前景。

美、德、法、荷、日等国的石刁柏育种工作开展较早，已有100余年历史。美国在1900年后培育出的抗锈病、综合性状优良的石刁柏品种“玛丽华盛顿”，至今仍是一些地区的芦笋主栽品种。我国引种栽培石刁柏历史短，育种工作滞后，生产用种基本上是从国外引入。

石刁柏的性别遗传特点是雌雄异株，雌株纯合型，雄株杂合型。石刁柏雌株细小，而雄株枝繁叶茂、光合面积大、同化产物多、不结籽、消耗养分少、植株寿命长、早熟、高产，雄株的产量一般比雌株高20%~30%。在石刁柏育种实践中，主要是应用“全雄系”制种法生产全雄种子。因此培育全雄系品种己成为国内外石刁柏育种的重要目标。目前市面上全雄杂交种有西德全雄、西班牙全雄、荷兰全雄等，其中以荷兰全雄“吉利木”、“硕丰”较为突出，抗病性和产量比常规品种高60%左右，但因制种困难，种子价格昂贵，每公斤种子价格往往达到几万元。

利用石刁柏雄性雌雄株培育超雄株纯系，需要连续自交 6 代以上，耗时耗力，而采用雄株花药培养，培育二倍体超雄株和雌株，一代就可纯合，可以大大节约了选育时间。我国相关的研究机构从1990年代开始对石刁柏花药培养开展了广泛的研究，在花培程序、培养基类型及组分和培养条件等方面取得了重大的进展，并获得少量的花培植株，但近年来研究处于半停滞状态，相关的报道较少。整体上，目前石刁柏花药培养的效率并不高，愈伤组织诱导率低、绿苗分化率低、体细胞干扰严重、再生植株发根困难等问题仍然有待克服。近年来由于出口需求的增加，国内种植面积不断扩大，对于种苗的需求也逐年扩大，石刁柏育种相关研究重新得到重视。

本研究团队在前人工作的基础上，针对石刁柏全雄育种的关键限制因素，在提高石刁柏花药诱导率、愈伤分化率、单倍体加倍效率、幼苗生根方面着手，多年来不断测验培养基组分，并在培养基活性添加物的筛选、培养条件的优化上进行广泛的试验，最终将石刁柏花培效率进行了极大的提高，建立起了优良的石刁柏花培体系，可以高效培育二倍体超雄株和雌株，进而筛选农艺性状优良的石刁柏超雄株和雌株，杂交获得了高产优质、长速快、抗病性强的F1代全雄系。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供了一种通过石刁柏高效花培途径培育二倍体超雄株和雌株，筛选农艺性状优良的石刁柏超雄株和雌株，杂交获得优良F1代全雄系的石刁柏全雄育种方法。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：