[發(fā)明專(zhuān)利]一種馬鈴薯花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基及花培育種方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610086347.1
• 申請(qǐng)日: 2016-02-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105532480B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高吉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 斯柏化工新沂有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C12N5/04
• 分類(lèi)號(hào): C12N5/04;A01H4/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種馬鈴薯花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基及花培育種方法，具體涉及一種特異性針對(duì)馬鈴薯花藥培養(yǎng)要求的花藥誘導(dǎo)效率高、花培效果好的馬鈴薯花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基及花培育種方法，屬于農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）又名土豆、山藥蛋、洋芋、荷蘭薯等，為茄科茄屬多年生草本塊莖植物，起源于南美西海岸的智利及秘魯?shù)陌驳谒股絽^(qū)，500年前引入歐洲，16世紀(jì)下半葉傳入中國(guó)，在我國(guó)已有400年左右的栽培史。馬鈴薯性喜冷涼，生育期短，是一種糧菜飼兼用型作物。馬鈴薯具有豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性強(qiáng)、耐旱耐貧瘠、單位面積產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富且易消化吸收、用途廣泛、開(kāi)發(fā)利用價(jià)值較高的優(yōu)點(diǎn)，在世界上廣泛種植，并逐步成為人類(lèi)糧食、蔬菜、飼料和工業(yè)原料的主要來(lái)源。世界上有155個(gè)國(guó)家和地區(qū)種植馬鈴薯，面積達(dá)2000多萬(wàn)hm²，現(xiàn)在已是世界上僅次于水稻、小麥和玉米的第四大糧食作物。我國(guó)馬鈴薯常年種植面積在530萬(wàn)hm²左右，鮮薯總產(chǎn)量約為5500萬(wàn)噸以上，是世界上第一大馬鈴薯生產(chǎn)國(guó)。

隨著馬鈴薯加工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)育種的要求越來(lái)越高，育種方向從高產(chǎn)、抗病逐漸轉(zhuǎn)向優(yōu)良性狀加工性品質(zhì)育種。長(zhǎng)期以來(lái)馬鈴薯育種一直采用種間雜交為主，但由于馬鈴薯是同源四倍體作物，基因分離比二倍體復(fù)雜，且隱性基因表現(xiàn)頻率低，花粉育性低，雜交結(jié)實(shí)難，實(shí)生籽培養(yǎng)困難，生育期長(zhǎng)。另外我國(guó)從歐洲引入馬鈴薯栽培種育成的馬鈴薯品種都是用栽培品種做親本，基因庫(kù)非常狹窄，抗逆基因缺乏，基本處于近交水平，在品種培育上很難創(chuàng)新。馬鈴薯無(wú)性繁殖易導(dǎo)致病毒逐代積累，使得品性迅速退化。這些不利因素給馬鈴薯育種帶來(lái)了極大的困難。

馬鈴薯家族中有74%的二倍體野生種和近緣栽培種，是抗病蟲(chóng)、耐寒耐熱、高干物質(zhì)、低還原糖含量等優(yōu)良性狀的重要基因庫(kù)，但因與四倍體栽培種倍性不同、雜交不親和，常規(guī)雜交育種方法不能直接利用，嚴(yán)重限制了野生種中優(yōu)良基因在馬鈴薯育種中的應(yīng)用。而利用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行馬鈴薯花藥培養(yǎng)，產(chǎn)生的雙單倍體可直接與野生種二倍體雜交，可以將豐富的野生資源庫(kù)中有價(jià)值的性狀基因轉(zhuǎn)移到栽培種中，從而擴(kuò)大遺傳背景。馬鈴薯花藥培養(yǎng)可以培養(yǎng)出雙單倍體可直接與二倍體野生種雜交，將豐富的野生資源庫(kù)中有價(jià)值的性狀基因轉(zhuǎn)移到栽培種中，可以有效解決基因分離復(fù)雜、花粉育性低、雜交結(jié)實(shí)難、實(shí)生籽培養(yǎng)困難，生育期長(zhǎng)、基因庫(kù)狹窄、抗逆基因缺乏等一系列的問(wèn)題，也可以把獲得的單倍體植株加倍成純合體，這樣既可從中選出具有優(yōu)良性狀的個(gè)體，直接繁育成新品種，也可選出具有單一優(yōu)良性狀的個(gè)體，作為雜交育種的原始材料。因此，開(kāi)展馬鈴薯花培育種研究具有重要的理論與實(shí)踐意義。

我國(guó)把花培育種與常規(guī)育種有機(jī)結(jié)合起來(lái)，已先后育成小麥、水稻、玉米、油菜等作物花培新品種。馬鈴薯花藥培養(yǎng)研究始于80年代，我國(guó)學(xué)者在馬鈴薯花藥培養(yǎng)方面進(jìn)行了廣泛的研究，取得了一些重要的理論與實(shí)踐成果。華中農(nóng)大、甘肅農(nóng)大、中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉所等多家高校和科研機(jī)構(gòu)先后開(kāi)展了馬鈴薯花藥培養(yǎng)研究，成功的將普通四倍體栽培種誘導(dǎo)成雙單倍體植株，將雙單倍體植株和二倍體野生種誘導(dǎo)成一單倍體植株也獲得成功，獲得了一批優(yōu)良的馬鈴薯花培品系，并應(yīng)用于馬鈴薯品種培育中。然而花培技術(shù)目前仍然未能廣泛應(yīng)用于馬鈴薯育種工作中，其主要原因在于馬鈴薯花培的誘導(dǎo)率、綠苗分化率還比較低，尚未建立起完善的、高頻的花培再生體系，馬鈴薯花藥培養(yǎng)技術(shù)體系仍是制約馬鈴薯單倍體育種的主要因素。

要將花培技術(shù)廣泛應(yīng)用于馬鈴薯育種，還需要進(jìn)一步掌握花藥培養(yǎng)的影響機(jī)理，提高培養(yǎng)效率。研究表明，培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件、預(yù)處理?xiàng)l件、培養(yǎng)方式、接種時(shí)期、材料基因型等，均會(huì)對(duì)馬鈴薯愈傷組織的誘導(dǎo)產(chǎn)量和花粉植株的再生產(chǎn)生顯著的影響。在花藥程序中，愈傷組織的誘導(dǎo)培養(yǎng)是馬鈴薯花藥培養(yǎng)過(guò)程的第一步，也是重點(diǎn)和難點(diǎn)，而花藥愈傷組織誘導(dǎo)的頻率和質(zhì)量直接決定著花藥培養(yǎng)的成敗。因此，優(yōu)化培養(yǎng)基和花培育種方法，摸索出高效的花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基及高效的花培育種方法是建立高頻馬鈴薯花藥培養(yǎng)技術(shù)體系的關(guān)鍵。

通過(guò)多年馬鈴薯花藥培養(yǎng)的摸索和實(shí)踐，我們逐步優(yōu)化基本培養(yǎng)基配方，并且不斷加入一些提高馬鈴薯花藥誘導(dǎo)力的添加物并組合其種類(lèi)搭配及濃度比例，同時(shí)針對(duì)馬鈴薯花藥培養(yǎng)的影響因素，如培養(yǎng)條件、預(yù)處理?xiàng)l件、培養(yǎng)方式、接種時(shí)期等，進(jìn)行了大量的優(yōu)化組合和研究試驗(yàn)，最終摸索出了一種馬鈴薯花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)基及適用于該培養(yǎng)基的花培育種方法。我們的研究結(jié)果對(duì)進(jìn)一步推廣和應(yīng)用馬鈴薯花藥培養(yǎng)育種和理論研究具有較大的理論與實(shí)踐價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容