[發明專利]一種誘導培育雜種楓香四倍體的方法

有效

• 申請號: 201710239758.4
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN108719046B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 張金鳳;張炎;趙健;王澤偉;范英明;康向陽;胡冬梅
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/08;A01H4/00
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 喻蓉

本發明公開了一種誘導培育雜種楓香四倍體的方法，包括對雜種楓香離體無菌植株的葉片、葉柄分別進行芽原基預分化培養處理，然后再對預分化培養處理后的葉片、葉柄分別進行秋水仙堿誘導培養。本發明方法的雜種楓香四倍體誘導率高，獲得雜種楓香四倍體的比率高，而且采用本發明方法首次誘導獲得雜種楓香人工異源四倍體，異源的兩份染色體數量被復制，兼具雜交效應和倍性效應，能在更大程度上產生變異，這為進一步提高楓香遺傳增益和良種選育提供可能。

技術領域

本發明涉及一種植株多倍體的誘導培育方法，特別涉及一種雜種楓香植株的四倍體的誘導培育方法，屬于林業行業中的細胞工程誘變育種技術領域。

背景技術

楓香(Liquidambar spp)適應性強，生長快，成林早，樹體高大，樹干通直，樹冠寬闊，葉色優美，是名符其實的多目標用途樹種。楓香樹屬共約4種，產于北美和亞洲，應用最為廣泛的是北美楓香(Liquidambar styraciflua)和中國楓香(L.formosana)。北美楓香廣泛地分布于美國南部以及墨西哥、中美洲至洪都拉斯的高海拔山區，是美國最為重要的商業化闊葉樹種之一，可用作木材、造紙、做成膠合板、燃料棒等；為美國林業生產做出突出貢獻。

北美楓香在我國南方多個地區引種取得成功，特別是在華中地區生長良好。中國楓香天然林廣泛地分布于我國南方地區，北至秦嶺大別山，南至海南，西至四川、貴州川藏邊界，東至臺灣。木材紋理通直細致，易加工，抗壓耐腐，是建筑業的上好用材,楓香還有重要的醫用價值，全株均可藥用，有祛風濕、行氣、解毒之功效；它抗風、耐貧瘠、抗SO₂耐火燒，具有較高的生態價值；因其秋葉鮮紅，樹體優美，自古以來被眾多文人墨客所歌頌，同時中國楓香在我國栽培歷史悠久，特別是在園林和寺院中，它的自然美與其散發的人文之美為眾多古跡增添了濃墨重彩的一筆。

雜交育種是林木改良中應用最為廣泛的育種途徑，是新品種選育基礎，在眾多樹種中取得成功。Santamour(1972)和Vendrame等(2001)研究認為，楓香種間(L.formosana與L.styraciflua)的雜交可配性強，能生產高產量的優質雜交種子。美國喬治亞大學((University of Georgia,UGA)的Merkle教授用北美楓香(L.styraciflua)與中國楓香(L.formosana)雜交，已選出了明顯優于親本的優良雜種，使得楓香的遺傳育種工作又有了新的突破。但在我國尚未開展楓香種間雜交工作。

倍性育種在林木育種中同樣取得成功，因多倍體普遍具有生物量大、抗性強、木材品質高等特點，倍性育種已成為林木改良的重要手段。

異源四倍體的基因組來自于兩個基因型不同的兩個親本，并且兩份染色體數量被復制。兼具雜交效應和倍性效應，能在更大程度上產生變異，這為進一步提高楓香遺傳增益和良種選育提供可能。與同源多倍體相比，人們更加青睞于進行異源多倍體的工作。目前，未見有關于楓香多倍體誘導成功的報道，同時尚未發現天然楓香多倍體。

人工多倍體誘導可分為減數分裂多倍化和有絲分裂多倍化，也稱作有性多倍化和無性多倍化，有性加倍是利用植物小孢子、大孢子、胚囊、合子等為材料，在特定時期對其進行物理和化學誘導；天然多倍體多是由于有性加倍產生的。無性加倍的方法有，以種子、莖尖為材料經處理后直接長成多倍體植株、原生質體融合、嫁接后培養接口愈傷、器官離體再生加倍。無性加倍更多地使用化學試劑進行誘導。

離體染色體加倍是利植物器官如子葉、下胚軸、莖段、葉片、葉柄、愈傷和胚性愈傷為誘導材料進行離體加倍，之后再生成多倍體的方法，具有加倍效率高、混倍體獲得率低、條件可控性高等特點。相比有性加倍途徑，離體再生加倍途徑不受季節影響，這為木本植物染色體加倍提供極大的方便。但是，離體再生加倍能夠實現的前提是該物種擁有一整套高效離體再生體系，隨著人們的不斷努力，木本植物離體再生技術得到飛速發展，越來越多的樹種可通過離體染色體加倍的方法獲得多倍體，如柑橘(Wu和Mooney，2002)、毛泡桐(Tang等2010)、楊樹(Cai和Kang，2011；Xu等，2015)等。