一种提高百合自交亲和性的方法
阅读：378发布：2024-01-08
专利汇可以提供一种提高百合自交亲和性的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种提高百合自交 亲和性 的方法，涉及百合种植技术领域，所述方法包括：取百合待 授粉 花序的同株或不同株但基因型相同的花粉，在花粉培养基中培养，得到授粉花粉；待授粉花序开放前1d，以 锡 箔纸包住柱头；当包住的柱头有黏液分泌时，以得到的授粉花粉对柱头进行第一次授粉；第一次授粉后20～28h后进行第二次授粉；第二次授粉后2～3d，对授粉后的柱头喷施0.5～5mmol/L GABA溶液；第一次授粉后45～60d，得到百合自交 种子 。本发明所述方法针对配子体自交不亲和的百合进行授粉前和授粉后适当培养，促进授粉后花粉管的生长进而促使其受精，通过本发明所述方法可以实现百合自交结实进而得到纯合的百合遗传群体。，下面是一种提高百合自交亲和性的方法专利的具体信息内容。
1.一种提高百合自交亲和性的方法，包括以下步骤：
(1)取百合待授粉花序的同株或不同株但基因型相同的花粉，在花粉培养基中培养，得到授粉花粉；
所述花粉培养基包括蔗糖50～150g/L、H3BO3 10～35mg/L和CaCl2 10～35mg/L；
(2)待授粉花序开放前1d，以锡箔纸包住柱头；
(3)当步骤(2)所述包住的柱头有黏液分泌时，以步骤(1)得到的授粉花粉对柱头进行第一次授粉；
(4)第一次授粉后20～28h后进行第二次授粉；
(5)第二次授粉后2～3d，对授粉后的柱头喷施0.5～5mmol/L GABA溶液；
(6)第一次授粉后45～60d，得到百合自交种子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述花粉培养基包括蔗糖80～
120g/L、H3BO3 15～30mg/L和CaCl2 18～25mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述培养的时间为15～
24h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，在培养后对花粉进行干燥得到授粉花粉。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为40～50℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述第一次授粉后，去除未授粉的花蕾和花序。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述GABA溶液的喷施量为0.5～1mL/朵。
一种提高百合自交亲和性的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及百合种植技术领域，尤其涉及一种提高百合自交亲和性的方法。
背景技术
[0002] 百合为百合科百合属植物，是重要的球根花卉，全世界共有110余种，我国约有47种和18个变种。英国皇家园艺学会和北美百合学会根据百合的各个栽培品种和其原始亲缘种与杂种的遗传衍生关系将现有的百合分为9类，其中亚洲百合、东方百合和麝香百合是目前栽培最广泛的类型。具有广泛的种植面积和重要的市场份额。
[0003] 受精不亲和性是指拥有正常功能的雌雄胚子在特定的组合下不能受精的现象，发生在两个不同物种之间的称为种间的不亲和性，发生在同一物种内的称为种内的不亲和性(也称自交不亲和性)。虽然所有自交不亲和性(SI)的植物都依赖个体固有能力来排斥自我花粉与其他与之具有相同自交不亲和表现型的花粉，但是其表现方式也存在较大差异，大部分可依据三个标准进行花粉，即花粉表型的遗传控制、花的形态和所涉及的遗传位点数量。大部分植物的自交不亲和遗传上受具有复等位基因的单一位点或基因座控制，即单因子自交不亲和型，此外还有双因子和多因子的SI。单因子SI又可根据划分不亲和表型的遗传控制方式不同而分为两类，一类为花粉的表型由本申请的单倍体基因型决定，即配子体自交不亲和性(GSI)；另一类是孢子体自交不亲和性，即花粉表型由产生花粉的植物即孢子体基因型决定，并根据其两个S基因的相互作用方式分为显性、隐性和共显性三种。
[0004] 自交不亲和在百合属内是一个常见的现象，例如L.longiflorum等的一些种是自交不亲和的。百合自交不亲和的机理以麝香百合研究的较多，也较为清楚些，研究表明麝香百合表现的是配子体自交不亲和。通常配子体自交不亲和植物的不亲和花粉可在柱头表面萌发，花粉管生长的抑制发生在花柱的引导组织中，在此导致不亲和花粉的花粉管生长抑制。
[0005] 目前，在国外，很多研究者曾采用一些方法试图克服百合的自交障碍，取得了一定成果；而国内对其仅有零星研究，而结果各不一致。
发明内容
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
[0008] 本发明提供了一种提高百合自交亲和性的方法，包括以下步骤：
[0009] (1)取百合待授粉花序的同株或不同株但基因型相同的花粉，在花粉培养基中培养，得到授粉花粉；
[0010] 所述花粉培养基包括蔗糖50～150g/L、H3BO3 10～35mg/L和CaCl210～35mg/L；
[0011] (2)待授粉花序开放前1d，以锡箔纸包住柱头；
[0012] (3)当步骤(2)所述包住的柱头有黏液分泌时，以步骤(1)得到的授粉花粉对柱头进行第一次授粉；
[0013] (4)第一次授粉后20～28h后进行第二次授粉；
[0014] (5)第二次授粉后2～3d，对授粉后的柱头喷施0.5～5mmol/L GABA溶液；
[0016] 优选的，步骤(1)中，所述花粉培养基包括蔗糖80～120g/L、H3BO315～30mg/L和CaCl2 18～25mg/L。
[0017] 优选的，步骤(1)中，所述培养的时间为15～24h。
[0018] 优选的，步骤(1)中，在培养后对花粉进行干燥得到授粉花粉。
[0019] 优选的，所述干燥的温度为40～50℃。
[0020] 优选的，步骤(4)中，所述第一次授粉后，去除未授粉的花蕾和花序。
[0021] 优选的，步骤(5)中，所述GABA溶液的喷施量为0.5～1mL/朵。
[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0023] (1)本发明在自交授粉前，以花粉培养基对花粉进行培养以得到授粉花粉，花粉培养基中的Ca2+离子和硼离子能够有效促进百合花粉的花粉管伸长，克服配子体自交不亲和植物在花粉管延伸时受阻的问题；
[0024] (2)本发明在两次自交授粉后采用GABA对授粉的柱头进行处理，GABA(γ-氨基丁酸)对花粉管生长具有显著的调节作用，可激活渗透性钙离子通道而引起钙离子内流和钾离子外流，进而调控花粉管极性生长，以确保花粉管能够延伸并与胚珠接触，进而成功受精。
[0025] (3)采用本发明所述的方法能够很好的实现百合自交结实，通过自交方法获得纯合的栽培百合遗传群体。
具体实施方式
[0026] 本发明提供了一种提高百合自交亲和性的方法，包括以下步骤：
[0027] (1)取百合待授粉花序的同株或不同株但基因型相同的花粉，在花粉培养基中培养，得到授粉花粉；
[0028] 所述花粉培养基包括蔗糖50～150g/L、H3BO3 10～35mg/L和CaCl210～35mg/L；
[0029] (2)待授粉花序开放前1d，以锡箔纸包住柱头；
[0030] (3)当步骤(2)所述包住的柱头有黏液分泌时，以步骤(1)得到的授粉花粉对柱头进行第一次授粉；
[0031] (4)第一次授粉后20～28h后进行第二次授粉；
[0032] (5)第二次授粉后2～3d，对授粉后的柱头喷施0.5～5mmol/L GABA溶液；
[0033] (6)第一次授粉后45～60d，得到百合自交种子。
[0034] 本发明首先选取百合待授粉花序的同株或不同株但基因型相同的花粉，在花粉培养基中培养，得到授粉花粉。百合为雌雄异花的植物，本发明所述百合待授粉花序为雌花，为了实现自交选择待授粉花序的同株或不同株但是基因型相同的雄花花粉进行授粉。在本发明中，所述百合的品种优选为麝香百合或其他属于配子体自交不亲和的百合品种。
[0035] 在本发明中，所述花粉培养基包括蔗糖50～150g/L、H3BO3 10～35mg/L和CaCl2 10～35mg/L；优选的包括蔗糖80～120g/L、H3BO3 15～30mg/L和CaCl218～25mg/L；更优选的包括蔗糖100g/L、H3BO3 20mg/L和CaCl2 20mg/L。本发明所述花粉培养基在授粉前培养，能够激活百合花粉中精子活力，促进花粉管的生长。本发明对所述花粉培养基的配制方法无特殊限定，采用本领域技术人员已知的培养基配制方法即可。本发明所述花粉培养基优选的制成固体培养基，以便分离花粉进行后续的授粉。
[0036] 在本发明中，花粉在花粉培养基中培养的时间优选为15～24h，更优选为18～20h。在本发明中，所述培养温度优选为24～28℃，更优选为25～26℃；所述培养湿度优选为50～
80％，更优选为65～70％。
80％，更优选为65～70％。
[0037] 在本发明中，培养结束后分离花粉和花粉培养基，并将花粉干燥，得到授粉花粉。在本发明中，所述干燥的温度优选为40～50℃，更优选为45℃。
[0038] 在本发明中，所述授粉花粉的制备应在授粉前完成。
[0039] 本发明在待授粉花序开放前1d，以锡箔纸包住柱头。本发明在开放前用锡箔纸包裹柱头的目的是为了保证其不被其他花粉所污染，确保收获的种子为纯合的百合种子。
[0040] 得到授粉花粉并以锡箔纸包住柱头后，本发明待观察到所述包住的柱头有黏液分泌时，以授粉花粉对柱头进行第一次授粉。在本发明中，所述第一次授粉的方式优选为柱头授粉，具体的是蘸取授粉花粉在柱头上轻轻涂抹，并再次用锡箔纸包住授粉后的柱头。本领域有采用切割花柱授粉的方式克服百合自交不亲和的问题，但是这种方式较为复杂、耗时耗力，花朵受损严重。本发明仅需要在授粉前对花粉进行培养，在授粉后施加GABA即可，对花朵伤害小，简单方便。
[0041] 在本发明中，所述第一次授粉结束后，优选的去除未授粉的花蕾和花序，以免混淆。
[0042] 第一次授粉结束后的20～28h后，本发明对第一授粉后的花序进行第二次授粉。本发明进行第二次授粉的目的是为了加强授粉量，提高授粉成功率。在本发明中，所述第一次授粉与第二次授粉的时间间隔优选为22～26h，更优选为24h。本发明所述第二次授粉优选的也采用柱头授粉的方式，具体与第一次授粉的操作相同，在此不再赘述。
[0043] 第二次授粉结束后的2～3d，本发明对授粉后的柱头喷施0.5～5mmol/L GABA溶液。具体的，本发明所述GABA溶液的浓度优选为1～4mmol/L，更优选为2～3mmol/L。本发明喷施GABA溶液是为了促进花粉管极性生长，改善配子体自交不亲和情况下花粉管无法延伸到胚珠的问题。本发明对所述喷施方法没有特殊限定，采用本领域技术人员已知的喷施方法即可。在本发明中，所述GABA溶液的喷施量优选的为0.5～1mL/朵，更优选为0.6～0.8mL/朵。
[0044] 第一次授粉结束后的45～60d，本发明即可得到百合自交种子。具体的，在第一次授粉结束后的45～60d时，破开授粉的花序，取出其中的百合种子进行干燥即可。
[0045] 在本发明中，第二次授粉结束后至收获百合自交种子前对授粉后的百合花序进行常规管理，集中营养以促进种子的发育。
[0046] 采用本发明所述的方法进行百合自交，能够有效克服百合自交不亲和的问题，快速大量的获得纯合的百合遗传群体，并且采用的方法省时省力，简便易得。
[0047] 下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0048] 实施例1
[0049] 选取麝香百合Snow Queen作为试验对象，其中雌花作为待授粉花序，收集同株的雄花花粉：
[0050] 花粉培养基的配制：蔗糖100g/L、H3BO3 20mg/L、CaCl2 20mg/L和琼脂15g/L，共配制1000ml。
[0051] 将收集到的20株麝香百合的花粉分别在花粉培养基中培养20h后，取出花粉，在45℃下干燥，得到授粉花粉。
[0052] 在待授粉花序开放的前一天以锡箔纸包住柱头。36h后，见柱头上有黏液分泌，将授粉花粉分别涂抹在同株的柱头上，并用锡箔纸包好，完成第一次授粉；之后去除未授粉的花序和花蕾。24h后再涂抹依次，以见方的锡箔纸包好，完成第二次授粉，并挂以标签标明授粉时间。
[0053] 第一次授粉后的第3d，按照0.8mL/朵的喷施量对授粉后的柱头喷施2.5mmol/L GABA溶液。授粉后进行常规管理，集中营养以促进百合种子发育。第一次授粉结束后50d，用剪刀剪取授粉的花序，取出种子置于通风处晾干、考种，得到百合自交种子。
[0054] 实施例2
[0055] 选取麝香百合Snow Queen作为试验对象，其中雌花作为待授粉花序，收集同株的雄花花粉：
[0056] 花粉培养基的配制：蔗糖150g/L、H3BO3 22mg/L、CaCl2 18mg/L和琼脂20g/L，共配制1000ml。
[0057] 将收集到的20株麝香百合的花粉分别在花粉培养基中培养18h后，取出花粉，在50℃下干燥，得到授粉花粉。
[0058] 在待授粉花序开放的前一天以锡箔纸包住柱头。32h后，见柱头上有黏液分泌，将授粉花粉分别涂抹在同株的柱头上，并用锡箔纸包好，完成第一次授粉；之后去除未授粉的花序和花蕾。20h后再涂抹依次，以见方的锡箔纸包好，完成第二次授粉，并挂以标签标明授粉时间。
[0059] 第一次授粉后的第2d，按照0.5mL/朵的喷施量对授粉后的柱头喷施3mmol/L GABA溶液。授粉后进行常规管理，集中营养以促进百合种子发育。第一次授粉结束后45d，用剪刀剪取授粉的花序，取出种子置于通风处晾干、考种，得到百合自交种子。
[0060] 实施例3
[0061] 选取麝香百合Snow Queen作为试验对象，其中雌花作为待授粉花序，收集同株的雄花花粉：
[0062] 花粉培养基的配制：蔗糖75g/L、H3BO3 16mg/L、CaCl2 25mg/L和琼脂18g/L，共配制1000ml。
[0063] 将收集到的20株麝香百合的花粉分别在花粉培养基中培养24h后，取出花粉，在45℃下干燥，得到授粉花粉。
[0064] 在待授粉花序开放的前一天以锡箔纸包住柱头。38h后，见柱头上有黏液分泌，将授粉花粉分别涂抹在同株的柱头上，并用锡箔纸包好，完成第一次授粉；之后去除未授粉的花序和花蕾。24h后再涂抹依次，以见方的锡箔纸包好，完成第二次授粉，并挂以标签标明授粉时间。
[0065] 第一次授粉后的第3d，按照1.0mL/朵的喷施量对授粉后的柱头喷施4mmol/L GABA溶液。授粉后进行常规管理，集中营养以促进百合种子发育。第一次授粉结束后60d，用剪刀剪取授粉的花序，取出种子置于通风处晾干、考种，得到百合自交种子。
[0066] 对比例1
[0067] 选取麝香百合Snow Queen作为试验对象，其中雌花作为待授粉花序，收集同株的雄花花粉：
[0068] 将收集到的20株麝香百合的花粉分别在45℃下干燥，得到授粉花粉。
[0069] 在待授粉花序开放的前一天以锡箔纸包住柱头。36h后，见柱头上有黏液分泌，将授粉花粉分别涂抹在同株的柱头上，并用锡箔纸包好，完成第一次授粉；之后去除未授粉的花序和花蕾。24h后再涂抹依次，以见方的锡箔纸包好，完成第二次授粉，并挂以标签标明授粉时间。
[0070] 授粉后进行常规管理，集中营养以促进百合种子发育。第一次授粉结束后50d，用剪刀剪取授粉的花序，取出种子置于通风处晾干、考种，得到百合自交种子。
[0071] 对比例2
[0072] 选取麝香百合Snow Queen作为试验对象，其中雌花作为待授粉花序，收集同株的雄花花粉：
[0073] 将收集到的20株麝香百合的花粉分别在45℃下干燥，得到授粉花粉。
[0074] 在待授粉花序开放的前一天以锡箔纸包住柱头。36h后，见柱头上有黏液分泌，在待授粉花序的花柱基部以上3～5mm处割断，并在横断面中间纵切1/2深，将花柱纵裂撑开，以授粉花粉进行授粉。授粉后用2～3cm长的铝箔小帽将花柱罩起，并挂以标签标明授粉时间。授粉7d后摘除小帽。
[0075] 授粉后进行常规管理，集中营养以促进百合种子发育。第一次授粉结束后50d，用剪刀剪取授粉的花序，取出种子置于通风处晾干、考种，得到百合自交种子。
[0076] 分别统计实施例1～3以及对比例1～2的授粉花序数量以及能够获得百合种子的花序数量，结果如表1所示：
[0077] 表1 不同处理下百合种子的自交得率
[0078]组别 授粉花序总数(朵) 子房膨大数(朵) 坐果率
实施例1 27 13 48％
实施例2 25 15 60％
实施例3 26 11 42％
对比例1 26 0 0
对比例2 28 25 89％
实施例1 27 13 48％
实施例2 25 15 60％
实施例3 26 11 42％
对比例1 26 0 0
对比例2 28 25 89％
[0079] 可以看出，对比例1为空白对照组，此时麝香百合自交不亲和，其坐果率为0％，无法获得自交的百合种子。实施例1～3采用了本发明所述方法相对于对比例1显著提高了百合的自交亲和性，坐果率可以达到42～60％。对比例2采用了切割花柱授粉的方式克服百合的自交不亲和问题，但是该方法费时费力，并且对花朵损伤大，并且对试验人员要求高，没有本发明所述方法简便。
[0080] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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