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一种芦笋与长花天门冬种间杂交后代的获得方法

花匠小妙招
2024-12-29 03:27

本发明涉及生物技术育种领域，具体涉及一种芦笋与长花天门冬种间杂交后代的获得方法。

背景技术：

1、芦笋(asparagus officinalis)又名石刁柏，为天门冬科天门冬属(芦笋属)多年生草本植物，芦笋株高200～300cm，嫩茎为产品器官，拟叶簇生、针状、质地柔软、长2～3cm，是全球一种重要的经济作物，质嫩味美，营养丰富，风味独特，被誉为“蔬菜之王”。在国际市场久畅不衰，经济价值高，现为中国加工出口贸易额最大的单一蔬菜品种。它因富含皂甙、黄酮、植物多糖和天门冬氨酸等多种活性成分，具有很好的抗肿瘤、抗氧化和降血压等功效。芦笋种植与加工既具有高效农业的特征，又具有生态与健康产业的属性，已被广泛应用于农业、食品加工、医药保健、动物饲料、生态治理、休闲康养等多个领域，经济效益和生态社会效益也日渐显现。

2、因此开展芦笋育种工作，尤其是种间杂交，对我国芦笋育种体系进一步完善意义重大。国内部分学者已经开始对芦笋的种间杂交技术进行研究，取得一定的进展，授权公开号为cn113854154b的中国专利公开了一种芦笋与意大利野生种间杂交f1代再生植株的培养方法，该发明选取种间杂交f1代的适期花蕾，灭菌后剥取花药，培养后将子叶型胚转接至胚萌发培养基中，进行每天12～14h光照培养即可发育形成健壮丛生芽，再转入生根培养基诱导生根，最后得到可移栽植株,该发明采用蔗糖较高浓度，重点添加适当浓度的吲哚丁酸、萘乙酸和谷氨酰胺共同诱导生根及促进根的发育，并有效解决了芦笋与意大利野生种间杂交f1代花培苗生根困难问题，生根率为80％。授权公开号为cn103749293b的中国专利公开了一种芦笋栽培种与兴安天门冬种间杂交f1代花药诱导培养再生植株的方法，该发明选取芦笋种间杂交f1代的花蕾作为花药培养的供体、前处理、消毒花蕾、剥取、接种和培养花药、获得胚状体、接种到再生培养基中培养直接形成再生芽、切取丛生芽接种至生根培养基中进行生根培养、移栽得到再生植株、倍性鉴定等步骤。该发明首次公开了芦笋种间杂交后代花培再生植株的培养方法，首次培育出芦笋种间杂交后代小孢子来源的双单倍体群体，为后代快速稳定、纯化奠定基础。

3、尽管不少学者尝试芦笋杂交技术改善芦笋的抗茎枯病弱，抗倒伏能力较弱，但是尚未有学者研究芦笋与长花天门冬的杂交技术。

4、长花天门冬(asparagus longiflorus franch)，为天门冬科天门冬属多年生草本植物，嫩茎不可以食用，芦笋株高60～150cm，拟叶簇生、针状、质地较硬、长1～2cm。嫩茎分支少，留茎后的地上茎纤维化程度高，植株抗茎枯病能力强。长花天门冬植株较低，母茎纤维化程度较高，抗病性强，但可食用性差。因此有必要开发芦笋与长花天门冬的种间杂交，从而获得抗病性强，且食用和营养品质丰富的新种质。

5、有鉴于此，本发明提供一种芦笋与长花天门冬的杂交技术，通过人为控制，克服芦笋与长花天门冬远缘杂交不亲和的问题，将外源基因转移到栽培品种中，从而创制出优良的新种质。

技术实现思路

1、针对背景技术中出现的远缘杂交中常出现不亲和性，造成杂交结实率大幅度下降，极大地降低了育种效率且远缘杂交的问题并没有较好的解决手段，本发明提供了一种芦笋与长花天门冬种间杂交后代的获得方法，本发明的技术方案为：

2、一种芦笋与长花天门冬种间杂交后代的获得方法，

3、具体包括以下步骤：

4、s1.亲本的选培

5、母本选用栽培芦笋，父本选用长花天门冬，栽培至盛花期；

6、s2.花粉悬浮液的制备

7、将与母本相同品种的雄株花粉灭活和父本雄株花粉混合，加入水杨酸溶液混合制成花粉悬浮液保存；

8、s3.母本预处理及授粉

9、先将母本进行预处理，再将花粉悬浮液涂抹到父本雌花柱头上，随后用授粉袋套住进行隔离培养；

10、s4.胚挽救

11、将s3得到的幼胚经过幼胚预培养期、幼胚二次培养期、幼苗培养期得到芦笋与长花天门冬种间杂交后代；

12、优选的，s2中所述花粉灭活温度为50℃～60℃，灭活时间10min，所述母本相同品种的雄株花粉灭活与父本雄株花粉的体积比为1:1，所述水杨酸的质量分数为0.1％,所述水杨酸和混合花粉的，所述保存温度低于4℃；

13、优选的，s3中所述预处理的条件为，co2浓度为1000～1200ppm，光照强度为2500～3000lux，温度为35～40℃，时间0.5～1h；所述培养条件为，时间为6～8h，随后移至温室中管理，7～10d后摘除授粉袋；

14、优选的，所述幼胚预培养期的条件为，温度30～32℃，光周期12小时/天，光照强度500～800lux，时间7～10天，该阶段的培养基为3/4ms培养基，添加6-苄氨基嘌呤3～4mg/l，吲哚-3-乙酸0.5～1.0mg/l，嘧啶醇0.05～0.1mg/l，蔗糖30g/l，琼脂5g/l，培养基ph值5.8；

15、优选的，所述幼胚二次培养期的条件为，温度23～25℃，光周期12小时/天，光照1500～2000lux，时间10～15天，该阶段的培养基为1/2ms培养基，添加6-苄氨基嘌呤1.5～2.0mg/l，激动素0.1～0.2mg/l,吲哚-3-乙酸0.1～0.2mg/l，蔗糖30g/l，琼脂5g/l，培养基ph值5.8；

16、优选的，所述幼苗培养期的条件为，温度23～25℃，光周期12小时/天，光照1500～2000lux，时间40～50天，该阶段的培养基为ms培养基，添加6-苄氨基嘌呤1.5～2.0mg/l，1-萘乙酸0.5～1.0mg/l,吲哚-3-乙酸0.1～0.2mg/l，玉米素0.1～0.2mg/l，蔗糖30g/l，琼脂5g/l，培养基ph值5.8；

17、本发明的有益效果为：

18、(1)本发明选用的母本为栽培芦笋，笋株生长势比较旺盛，嫩茎比较粗大，大小均匀，笋条直顺，质地比较细嫩，笋尖鳞片抱合紧凑而不易散头，嫩茎色泽比较好，父本长花天门冬长势旺盛，抗茎枯病的能力强，两者杂交，可以保留母本的优良性能，得到性能较好的杂交后代，纤维程度降低，抗茎枯病能力增强；

19、(2)本发明选用的母本在人工气候室，进行预处理，在co2浓度为1000～1200ppm，温度为38～40℃，时间0.5～1h,减少芦笋柱头排异物质的产生，诱导促进父本花粉和母本柱头的融合，解决了授精前的障碍；

20、(3)本发明选用与母本相同品种的雄株花粉灭活与父本雄株花粉混合，利用通过让芦笋柱头首先识别将同一品种的灭活花粉，之后长花天门冬花粉侵入的原理，提高花粉识别率，可以提高母本柱头的可授性，进而促进父本花粉与母本的柱头融合，提高授精率；

21、(4)本发明利用适宜芦笋的胚挽救技术，改善幼胚发育条件，促进幼胚发育成植株，通过幼胚预培养期、幼胚二次培养期、幼苗培养期，从而克服授精后发育障碍；

22、(5)本发明在幼胚预培养期，将ms培养基中的营养成分适当减少为3/4ms培养基，并且在3/4ms培养基中加入6-苄氨基嘌呤和吲哚-3-乙酸、嘧啶醇，促进芦笋胚状体发生，同时协调细胞的生长和分裂；

23、(6)本发明在幼胚二次培养期，将基础培养基调整为1/2ms培养基，同时添加了激动素，诱导胚的生长和发育。

24、(7)本发明在幼苗培养期，在ms培养基中添加了1-萘乙酸和玉米素，促进胚状体向完整植株的生长发育，其中1-萘乙酸可以促进植物的生根,玉米素促进叶绿素形成，防止早衰，促进花芽分化和形成。