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一种降低柑橘多胚程度进而提高杂交育种效率的方法

花匠小妙招
2024-12-15 11:45

本发明属于柑橘生物育种，具体涉及一种通过药剂处理降低柑橘多胚品种的多胚程度，进而提高杂交育种效率的处理方法。

背景技术：

1、柑橘种植面积广，栽培品种多，深受世界各地消费者喜爱，被誉为世界第一大水果。我国是柑橘重要的起源中心，拥有丰富的柑橘资源，为柑橘遗传育种和品种改良提供了众多宝贵材料。柑橘中，除柚、宜昌橙、枸橼外，柑橘属及其近缘属枳属、金柑属大部分种质为多胚类型，具有多胚性状的柑橘通常一个胚珠中形成多个(几个至几十个不等，多胚程度因品种而异)起源于珠心组织的无性胚，称为柑橘珠心胚。柑橘珠心胚在与合子胚的竞争发育时处于优势地位，这些珠心胚会抑制合子胚发育，导致有性胚败育。多胚柑橘品种往往很难获得有性胚，在杂交育种时需要对多胚母本进行大量授粉，再利用分子标记从大量后代中鉴定出极少数的有性杂种；或在种子发育早期采用胚挽救技术将合子胚与珠心胚离体保留下来，再利用分子标记从再生后代中鉴定有性杂种。多胚程度高的柑橘如椪柑、柳叶橘、四季橘等即使大量授粉或采用胚挽救技术仍然难以获得有性杂种。珠心胚干扰合子胚发育，严重降低了杂交育种效率，使得通过传统杂交育种改良柑橘品种十分困难。目前，柑橘杂交育种常选用单胚种质如柚、清见橘橙、克里曼丁橘作为母本来设计杂交授粉组合，但柑橘大部分种质具有多胚性，单胚柑橘品种数量有限，导致现有的杂交组合遗传背景狭窄，极大制约了柑橘品种改良空间。因此降低柑橘多胚品种的多胚程度同时提高有性胚比例，可拓展柑橘杂交育种的母本材料，丰富柑橘杂交育种组合，从而提高柑橘的杂交育种效率，获得更多的柑橘优良品种。

技术实现思路

1、本发明目的在于针对柑橘杂交育种母本选择限制问题，提供一种降低柑橘多胚程度进而提高杂交育种效率的方法，该方法通过二苯基氯化碘盐(dpi)或五氮胞苷处理降低柑橘多胚品种的多胚程度，提高多胚柑橘杂交有性后代的比例，提高杂交育种效率。本发明为利用多胚柑橘为母本进行杂交育种提供有效方法。本发明简便易操作，无需特殊仪器，可减少杂交组合的授粉量，有效获得杂交后代，大大提高了以多胚柑橘品种为母本的有性杂交育种效率。

2、本发明的目的通过下述技术方案实现：

3、一种降低柑橘多胚程度进而提高杂交育种效率的方法，包括以下步骤：

4、(1)柑橘多胚母本花前3-7天，用二苯基氯化碘盐(dpi)或五氮胞苷处理小花苞。

5、于柑橘多胚品种(杂交母本)胚囊发育阶段，使用二苯基氯化碘盐(dpi)或五氮胞苷处理柑橘花前3-7天的花苞。多胚母本柑橘品种胚囊发育阶段要根据所选柑橘品种花发育情况而定(可先进行切片观察)并视当地物候情况做细微调整。该时期的花苞一般处于珠心胚起始准备期，为其花前3-7天，具体处理时间可根据当地气候条件及柑橘品种的珠心胚起始发育动态做适当调整。

6、(2)多胚品种为母本自交或杂交。

7、经步骤(1)处理的柑橘多胚品种作母本进行自交(自然授粉)或与通过人工授粉与其它品种有性杂交。

8、(3)珠心胚起始时期，继续用二苯基氯化碘盐(dpi)或五氮胞苷处理幼果。

9、在柑橘多胚母本珠心胚起始时期，继续使用二苯基氯化碘盐(dpi)或五氮胞苷处理柑橘花苞。母本柑橘珠心胚起始的关键时期要根据所选柑橘品种花发育情况而定(可先进行切片观察)并视当地物候情况做细微调整。一般柑橘多胚品种珠心胚起始的关键时期为授粉后1天至授粉后7-10天期间，可根据气候条件及柑橘品种的发育动态做适当调整。

10、(4)果实成熟后，授粉果实种子多胚程度降低，杂种率得到提高。

11、步骤(1)中，所述的二苯基氯化碘盐的浓度优选为50-100μm，所述的五氮胞苷的浓度优选为1-4mm。所述的二苯基氯化碘盐或五氮胞苷的配制：可先用二甲亚砜配制成母液，待使用时再兑水并加入适量吐温20表面活性剂。

12、步骤(1)中，所述的处理柑橘花苞的方式包括灌根、喷施或维管注射等。其中，灌根优选每天一次，每棵柑橘每次灌根50-100μm的二苯基氯化碘盐或1-4mm的五氮胞苷100-1000ml，可根据树大小来设计灌根药剂的用量；喷施优选每天喷施一次50-100μm的二苯基氯化碘盐或1-4mm的五氮胞苷，喷施至花苞滴水；维管注射优选使用50-100μm的二苯基氯化碘盐或1-4mm的五氮胞苷注射柑橘枝干，流速为3-4秒/滴。灌根及喷施时间优选于早晨(9:00前)或傍晚(17:00后)进行；维管注射时应控制注射器的流速，避免流速太快浪费药品，挂瓶中药品消耗后应及时补充。

13、步骤(2)中，所述的人工授粉的操作为：授粉前(多胚母本柑橘品种开花前1-2天)先去雄，用毛笔或其它工具蘸取父本柑橘品种的花粉，涂抹于经药剂处理的多胚母本柑橘品种的柱头，完成授粉。其中母本去雄时雄蕊要去干净，授粉时不能伤到柱头和子房，否则会影响授粉效率；授粉后可酌情喷施一次保花保果剂，以提高授粉的坐果率。父本柑橘品种花粉优选通过包括如下步骤的方法获得：采集父本柑橘品种的花药，通过干燥使花粉散出，将花粉密封避光低温保存。进一步的，父本柑橘品种花粉优选通过包括如下步骤的方法获得：采集父本柑橘品种的刚要开放的花，用镊子或其它工具取出花丝上的花药，通过干燥使花粉散出，将花粉密封避光低温保存。所述的干燥优选28℃烘箱干燥或加干燥剂存于28℃进行干燥。

14、步骤(3)中，使用二苯基氯化碘盐或五氮胞苷处理柑橘花苞的操作同步骤(1)。

15、本发明方法适用的柑橘多胚品种包括四季橘、本地早橘、椪柑、柳叶橘、多胚山金柑、日辉橘等。

16、本发明建立了一种降低柑橘多胚程度进而提高杂交育种效率的方法，可从柑橘多胚品种果实中有效获得有性杂交后代，为柑橘杂交育种提供了更广阔的母本选择范围，拓宽了柑橘杂交育种的杂交组合。与现有的提高杂交育种效率的技术相比，本发明的优点在于：

17、(1)针对问题，科学高效。准确抓住柑橘杂交育种中母本选择限制因素，针对柑橘多胚品种难以作为杂交母本的根本原因，利用化学药剂合理地降低了柑橘多胚品种的多胚程度，从而高效地达到了提高杂交效率的目的。

18、(2)本发明简单易操作，无需配备大型仪器或专业人员。与传统授粉过程相比，本发明仅增加了一个药剂处理过程，只需准备喷壶、水、毛笔等常规可替代工具，操作条件简单，实施起来也简单易行。

19、(3)适用性广，应用性强。柑橘大部分种质为多胚品种，对于多胚程度相对低的柑橘材料，本发明可提高其有性胚的占比，增加杂种后代的获得率，提高杂交效率；对于多胚程度高的柑橘材料，本方法可降低其多胚程度，增加有性胚的竞争优势，增加有性胚获得的概率，提高杂交效率。目前已在包括山金柑、柳叶橘、四季橘和本地早橘等类型的柑橘品种中成功应用。

技术特征：

1.一种降低柑橘多胚程度进而提高杂交育种效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高柑橘多胚品种杂种率的方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的提高柑橘多胚品种杂种率的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的处理柑橘花蕾的方式包括灌根、喷施或维管注射；

4.根据权利要求3所述的提高柑橘多胚品种杂种率的方法，其特征在于：灌根、喷施时间于早晨或傍晚进行。

5.根据权利要求1所述的提高柑橘多胚品种杂种率的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的人工授粉的操作为：授粉前先去雄，将父本柑橘品种的花粉涂抹于经药剂处理的多胚母本柑橘品种的柱头，完成授粉。

6.根据权利要求5所述的提高柑橘多胚品种杂种率的方法，其特征在于：所述的父本柑橘品种花粉通过包括如下步骤的方法获得：采集父本柑橘品种的花药，通过干燥使花粉散出，将花粉密封避光低温保存。

7.根据权利要求6所述的提高柑橘多胚品种杂种率的方法，其特征在于：所述的干燥为28℃烘箱干燥或加干燥剂于28℃进行干燥。

8.根据权利要求1所述的提高柑橘多胚品种杂种率的方法，其特征在于：步骤(3)中，使用二苯基氯化碘盐或五氮胞苷处理柑橘子房的操作同步骤(1)。

9.根据权利要求1所述的提高柑橘多胚品种杂种率的方法，其特征在于：步骤(4)中，果实成熟后，种子多胚程度降低，授粉果实有性胚种子增多，杂种率得到提高。

10.根据权利要求1所述的提高柑橘多胚品种杂种率的方法，其特征在于：所述的柑橘多胚品种包括四季橘、本地早橘、椪柑、柳叶橘、多胚山金柑、日辉橘等。

技术总结
本发明公开了一种降低柑橘多胚程度进而提高杂交育种效率的方法，属于柑橘生物育种技术领域。本发明方法包括如下步骤：于多胚母本柑橘品种胚囊发育阶段，使用二苯基氯化碘盐或五氮胞苷处理柑橘花苞；经处理的多胚母本柑橘品种通过自交或自然授粉或人工授粉；在母本柑橘珠心胚起始的关键时期，继续使用二苯基氯化碘盐或五氮胞苷处理柑橘花苞；果实成熟后，授粉果实种子的杂种率得到提高。本发明可降低柑橘多胚品种的多胚程度，增强有性胚胎发育的竞争优势，进而提高以多胚柑橘品种为母本有性杂交的育种效率。本发明处理简单，操作方便，无特殊设备要求，适应性广，可节约时间和人力成本高效获得柑橘有性杂交后代。

技术研发人员：伍小萌,卿美,杨佳铭,贾慧慧,解凯东,郭文武
受保护的技术使用者：华中农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16