[發(fā)明專(zhuān)利]利用染色體加倍改良萬(wàn)壽菊基因型的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010103440.1
• 申請(qǐng)日: 2010-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101766119A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何燕紅;郭冬;胡燕;葉要妹;包滿(mǎn)珠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A01H1/08
• 分類(lèi)號(hào): A01H1/08;A01C1/00;A01G31/02;C12Q1/68
• 代理公司: 武漢宇晨專(zhuān)利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于花卉育種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用染色體加倍改良萬(wàn)壽菊基因型的方法。

背景技術(shù)

萬(wàn)壽菊屬植物共有56種，其中有27種為一年生植物。目前廣泛應(yīng)用的萬(wàn)壽菊屬植物主要有3種：孔雀草(Tagetespatula?L.)、萬(wàn)壽菊(Tagetes?erecta?L.)和三倍體萬(wàn)壽菊(Tagetes?erecta×Tagetespatula)(由二倍體的萬(wàn)壽菊和四倍體的孔雀草雜交而得到的三倍體不育品系)。萬(wàn)壽菊和孔雀草具有開(kāi)花早、花期長(zhǎng)、花型緊湊等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以露地栽培美化街景、庭院，而且可以盆栽布置花壇。同時(shí)富含葉黃素，是天然色素的重要來(lái)源。此外還均含有一些生物活性成分，其提取物被廣泛的運(yùn)用于制作殺蟲(chóng)劑和殺菌劑。

萬(wàn)壽菊屬植物具有菊科植物典型的頭狀花序，在雜交育種過(guò)程中，去雄非常困難。目前萬(wàn)壽菊主要通過(guò)雄性不育兩用系制種，但是孔雀草由于缺乏不育系，仍以常規(guī)育種為主，造成育成品種的權(quán)力保護(hù)困難。孔雀草與萬(wàn)壽菊是同屬近緣種，若能將萬(wàn)壽菊的不育性狀轉(zhuǎn)育到孔雀草中，即能實(shí)現(xiàn)孔雀草的雜交育種，為孔雀草育種開(kāi)辟新的領(lǐng)域。然而由于兩者的倍性不一致，雜交F1代為三倍體，不能結(jié)實(shí)，從而限制了育性的轉(zhuǎn)育進(jìn)程。因此當(dāng)務(wù)之急是建立一個(gè)穩(wěn)定、高效的萬(wàn)壽菊加倍技術(shù)體系，將雄性不育的二倍體萬(wàn)壽菊加倍成四倍體，再與四倍體孔雀草雜交，通過(guò)多代選育，人工創(chuàng)造出不育孔雀草。目前植物細(xì)胞加倍技術(shù)已在很多物種上得到應(yīng)用，但國(guó)內(nèi)有關(guān)萬(wàn)壽菊加倍的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。

自然界植物多倍體的發(fā)生均來(lái)自于細(xì)胞核內(nèi)染色體組的倍性變異，即體細(xì)胞分裂過(guò)程中偶然發(fā)生的染色體加倍以及減數(shù)分裂過(guò)程中產(chǎn)生未減數(shù)配子。人工誘導(dǎo)染色體加倍可采取秋水仙素溶液等化學(xué)誘導(dǎo)方法以及異常溫度等物理誘導(dǎo)方法。可誘導(dǎo)多倍體的化學(xué)藥劑很多，但使用最多、最有效的還是秋水仙素。秋水仙素是從百合科的秋水仙(Colchicum?autumnale?L.)的器官和種子中提取的一種藥劑，當(dāng)它接觸處于分裂期的細(xì)胞后，能使細(xì)胞核紡錘絲立即縮小，阻礙紡錘絲的形成和發(fā)展，使染色體不能移向兩極，停止在細(xì)胞分裂中期，從而產(chǎn)生染色體數(shù)加倍的核。利用秋水仙素處理分裂旺盛的組織均能獲得理想的多倍體，而萌發(fā)的種子和生長(zhǎng)點(diǎn)是最好的處理材料。

目前利用秋水仙素進(jìn)行植物染色體加倍的方法主要有浸種法、滴苗法、涂抹法、組織培養(yǎng)結(jié)合化學(xué)誘變等。申請(qǐng)人在利用組織培養(yǎng)結(jié)合秋水仙素化學(xué)誘變加倍萬(wàn)壽菊的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)對(duì)分化的芽點(diǎn)施加不同濃度的秋水仙素后，分化苗玻璃化現(xiàn)象非常嚴(yán)重，無(wú)法得到健壯的四倍體植株，且組織培養(yǎng)的操作過(guò)程也相對(duì)復(fù)雜，成本較高。滴苗法、涂抹法的具體操作技術(shù)及環(huán)境條件控制都較浸種法的要求高，且易出現(xiàn)嵌合體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種穩(wěn)定、簡(jiǎn)便、高效的萬(wàn)壽菊染色體數(shù)目加倍的方法，以改良萬(wàn)壽菊的基因型，為雜交育種提供基礎(chǔ)材料。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種利用染色體加倍改良萬(wàn)壽菊基因型的方法，采用秋水仙素溶液處理萬(wàn)壽菊雄性不育兩用系的種子或莖尖，使其染色體數(shù)目加倍，從而為萬(wàn)壽菊的基因型改良提供育種的起始材料。其步驟如下：

A、萬(wàn)壽菊種子染色體加倍：

①催芽處理：將萬(wàn)壽菊雄性不育兩用系的飽滿(mǎn)種子放入墊有用清水潤(rùn)濕的濾紙的培養(yǎng)皿中催芽處理，培養(yǎng)溫度為25℃，得到萌動(dòng)的種子；

②秋水仙素加倍處理：將步驟①的萌動(dòng)種子用0.05％濃度的秋水仙素溶液浸泡，浸泡時(shí)間為3～6小時(shí)，在浸泡過(guò)程中不斷攪拌，實(shí)現(xiàn)染色體加倍的目的；

③清水沖洗解除處理：倒出秋水仙素溶液，將處理過(guò)的萬(wàn)壽菊種子放入三角瓶中，用紗布綁扎瓶口，將三角瓶放在流水下沖洗30分鐘；

④栽培管理：將步驟③水洗后的萬(wàn)壽菊種子播于盛有栽培基質(zhì)的穴盤(pán)中，一穴一粒，兩個(gè)月后移栽到盛有盆土的瓦盆中，所述的栽培基質(zhì)為泥炭和珍珠巖按重量份的比例為3∶1混合，盆土為園土+腐葉土+黃沙按重量份的比例為3∶2∶1配制；

⑤染色體倍性鑒定：秋水仙素加倍處理的萬(wàn)壽菊植株開(kāi)花后分別用形態(tài)鑒定法、氣孔鑒定法和流式細(xì)胞儀鑒定法確定萬(wàn)壽菊染色體數(shù)目的倍性；或

B、萬(wàn)壽菊莖尖染色體加倍

①催芽處理：選取萬(wàn)壽菊雄性不育兩用系的飽滿(mǎn)種子放在墊有清水潤(rùn)濕的濾紙的培養(yǎng)皿中，于25℃下培養(yǎng)，待種子萌動(dòng)后，播種到穴盤(pán)，穴盤(pán)的栽培基質(zhì)為泥炭和珍珠巖，按重量份的比例為3∶1混合；

②秋水仙素加倍處理：待萬(wàn)壽菊的兩片子葉剛剛展開(kāi)，立即用脫脂棉球包裹幼苗的生長(zhǎng)點(diǎn)，每隔4小時(shí)用0.025％濃度的秋水仙素溶液滴定莖尖，連續(xù)處理2天，處理過(guò)程中在所述穴盤(pán)上方覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)，以保持脫脂棉球濕潤(rùn)；