一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，該方法包括：(1)優(yōu)選出抗逆性好、生長(zhǎng)快、莖稈粗、莖高長(zhǎng)、分蘗多、纖維含量低、藥效成分含量高的不同產(chǎn)地的霍山石斛品種作為三倍體培育原植株親本；(2)在上述親本的花蕾形成并未開(kāi)放時(shí)，用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)其花蕾，使花器官染色體增倍，使之產(chǎn)生含兩組染色體的配子；(3)將誘導(dǎo)后花蕾在開(kāi)花時(shí)與正常的花蕾授粉雜交，植株結(jié)實(shí)后得到雜交種子；(4)將雜交種子無(wú)菌播種培養(yǎng)成幼苗，檢測(cè)出三倍體植株；(5)將三倍體植株進(jìn)行無(wú)性繁殖獲得大量三倍體幼苗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蘭科石斛屬藥用植物生物育種方法，特別涉及一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]霍山石斛(學(xué)名:Dendrobiumhuoshanense C.Z.Tang et S.J.Cheng)在國(guó)際上有“藥界大熊貓”之稱(chēng)的野生霍山石斛，史稱(chēng)霍石斛，俗稱(chēng)米斛，距今已有200多年的歷史。原產(chǎn)于我國(guó)安徽大別山等地，是國(guó)家現(xiàn)代中藥重大專(zhuān)項(xiàng)200多個(gè)瀕危稀缺品種中首位保護(hù)品種。是藥用石斛中的極品，也是霍山縣獨(dú)有的、擁有原產(chǎn)地地理標(biāo)志的名貴中藥材，歷史上被譽(yù)為“中華九大仙草之首”、“健康軟黃金”?！渡褶r(nóng)本草》、《本草綱目》均有記載?；羯绞械亩嗵恰⑸飰A類(lèi)物質(zhì)有清咽利嗓，保肝明目、降糖降脂、延年益壽之功效。本品能大幅度提高人體內(nèi)SOD(延緩衰老的主要物質(zhì))，在增強(qiáng)免疫力、抗疲勞、延緩衰老和促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡等方面有明顯作用，從而達(dá)到保健的功效。
[0003]多倍體育種是植物新品種培育的重要手段，多倍體育種起源于20世紀(jì)初，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于植物新品種的培育中。多倍體由于基因組倍性的增加，往往表現(xiàn)出形態(tài)上的巨大性和抗性增強(qiáng)等特點(diǎn)。其中三倍體還具有不育特點(diǎn)，即可作為永久雜種，也有利于商業(yè)保護(hù)。
[0004]通過(guò)基因組三倍化，可以獲得具有多倍體和雜交種雙重優(yōu)勢(shì)的三倍體，其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)出具有巨大性和不可替代性，可以提高霍山石斛藥材產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性。三倍體霍山石斛則具有產(chǎn)量和質(zhì)量上的雙重優(yōu)勢(shì)。
[0005]國(guó)家“十一五”和“十二五”計(jì)劃均提出“種質(zhì)資源的挖掘、保存、創(chuàng)新和新品種的定向培育”的任務(wù)。為貫徹、落實(shí)這項(xiàng)任務(wù)，我們倡導(dǎo)應(yīng)用“基因組多倍化與融合雜交相結(jié)合”的方法，實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源的創(chuàng)新和新品種的定向培育的目的。目前僅有三倍體鐵皮石斛和春石斛蘭的培育方法已公開(kāi)并授權(quán)，迄今為止，三倍體霍山石斛(染色體核型指數(shù)為2n=3x=57)及培育方法還未見(jiàn)有公開(kāi)報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，該方法培育出的三倍體霍山石斛與二倍體霍山石斛相比，其主要形態(tài)性狀基本相同，但其莖、葉、花表現(xiàn)出明顯的增大，產(chǎn)量與多糖含量顯著提高，抗逆性增強(qiáng)。本發(fā)明產(chǎn)生的三倍體霍山石斛具有多倍體和雜交種的雙重優(yōu)勢(shì)。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，包括以下步驟:
(I)優(yōu)選出抗逆性好、生長(zhǎng)快、莖桿粗、莖高長(zhǎng)、分蘗多、纖維含量低、藥效成分含量高的不同產(chǎn)地的霍山石斛品種作為三倍體培育源植株親本； (2)在上述親本的花蕾形成并未開(kāi)放時(shí)，用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)其花蕾，使花器官染色體增倍，使之產(chǎn)生含兩組染色體的配子；
(3)在開(kāi)花時(shí)將誘導(dǎo)后花蕾與正常的花蕾授粉雜交，植株結(jié)實(shí)后得到雜交種子；
(4)將雜交種子無(wú)菌播種培養(yǎng)成幼苗，檢測(cè)篩選出三倍體植株；
(5)將三倍體植株進(jìn)行無(wú)性繁殖獲得大量三倍體幼苗。
[0008]步驟(I)中所述霍山石斛為分布在大別山山系的不同產(chǎn)地具有優(yōu)良性狀的品種，其中高緯度、高海拔地區(qū)的品種具有抗逆性強(qiáng)、藥效成分含量高的特點(diǎn)，低緯度、低海拔地區(qū)的品種具有生長(zhǎng)速度快、莖高長(zhǎng)、分蘗多、纖維含量低的特點(diǎn)。
[0009]步驟(2)中所述化學(xué)誘導(dǎo)劑優(yōu)選秋水仙素，其質(zhì)量濃度為1.2-1.5%，誘導(dǎo)的方法為:原始親本的花蕾未開(kāi)放時(shí)，用三層脫脂棉紗布將整個(gè)花蕾包裹，每天秋水仙素溶液浸透脫脂棉紗布，保持濕潤(rùn)，連續(xù)2-3天，去掉包裹脫脂棉紗布。
[0010]步驟(3)中所述雜交的方法為:選擇經(jīng)秋水仙素誘導(dǎo)后開(kāi)花的花朵與未經(jīng)誘導(dǎo)的花朵按常規(guī)方法，可互為父本和母本進(jìn)行授粉。
[0011]步驟(4)中所述培養(yǎng)為固體培養(yǎng)基培養(yǎng)，適合蘭科植物的培養(yǎng)基均可，優(yōu)選MS培養(yǎng)基，在不同生長(zhǎng)階段添加不同比例的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；所述培養(yǎng)溫度在25-18 °C的晝夜溫差范圍內(nèi)，光照時(shí)間10-12 h，光照強(qiáng)度2000-3000 lux，色溫在4500-5500 k。
[0012]步驟(4)中所述檢測(cè)染色體倍數(shù)為常規(guī)染色鏡檢辦法，選取染色體數(shù)目2n=3x=57的幼苗，是培育成功的三倍體。
[0013]本發(fā)明包括上述任何一項(xiàng)培育方法得到的三倍體霍山石斛。
[0014]本發(fā)明有益效果:
本發(fā)明方法在霍山石斛的花蕾期，利用化學(xué)試劑誘導(dǎo)花蕾染色體組數(shù)倍增，再把誘導(dǎo)花和非誘導(dǎo)花相互授粉結(jié)實(shí)，該三倍體霍山石斛培育方法操作簡(jiǎn)便易行，且顯著縮短育種時(shí)間。由這種方法培育出的三倍體霍山石斛與二倍體霍山石斛相比，其主要形態(tài)性狀基本相同，但其莖、葉、花表現(xiàn)出明顯的增大，產(chǎn)量與多糖含量顯著提高，抗逆性增強(qiáng)，具有多倍體和雜交種的雙重優(yōu)勢(shì)。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的技術(shù)特征所作的等同替換，或相應(yīng)的改進(jìn)，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0016]為方便描述，以下實(shí)施例中用“品種A”表示高緯度、高海拔地區(qū)的染色體核型指數(shù)為2n=2x=38的霍山石斛品種，該品種具有抗逆性強(qiáng)、莖桿粗、藥效成分含量高的特點(diǎn)；用“品種B”表示低緯度、低海拔地區(qū)的染色體核型指數(shù)為2n=2x=38的霍山石斛品種，該品種具有生長(zhǎng)速度快、莖高長(zhǎng)、分蘗多、纖維含量低的特點(diǎn)。
[0017]實(shí)施例1
(1)將品種A和品種B的植株按常規(guī)方法種植栽培；
(2)在上述親本植株的花蕾形成并未開(kāi)放時(shí)，用三層脫脂紗布將整個(gè)花蕾包裹，每天1.5%秋水仙素溶液浸透，并保持濕潤(rùn)，連續(xù)2-3天，去掉包裹的脫脂紗布；
(3)在開(kāi)花時(shí)，將誘導(dǎo)后的花朵為父本，與正常的花朵為母本，雜交授粉，植株結(jié)實(shí)后得到雜交種子；
(4)將雜交種子在MS固體培養(yǎng)基中無(wú)菌播種培養(yǎng)成幼苗，培養(yǎng)溫度在25-18V的晝夜溫差范圍內(nèi)，光照時(shí)間10-12 h，光照強(qiáng)度2000-3000 lux，色溫在4500-5500 k。取莖尖染色壓片，鏡檢檢測(cè)出三倍體(2n=3x=57)植株；
(5)將三倍體植株進(jìn)行無(wú)性繁殖獲得大量三倍體幼苗，幼苗培育成成株，成株具有抗逆性強(qiáng)、莖桿粗、莖高長(zhǎng)、分蘗多、生長(zhǎng)速度快、纖維含量低、藥效成分含量高的特點(diǎn)，其中總多糖含量達(dá)22%。
[0018] 實(shí)施例2
(1)將品種A和品種B的植株按常規(guī)方法種植栽培；
(2)在上述親本植株的花蕾形成并未開(kāi)放時(shí)，用三層脫脂紗布將整個(gè)花蕾包裹，每天用1.2%硫酸二乙酸溶液浸透，連續(xù)2-3左右，去掉包裹的脫脂紗布；
(3)在開(kāi)花時(shí)，將誘導(dǎo)后花蕾為母本，與正常的花蕾為父本，雜交授粉，植株結(jié)實(shí)后得到雜交種子；
(4)將雜交種子在MS固體培養(yǎng)基中無(wú)菌播種培養(yǎng)成幼苗，培養(yǎng)溫度在25-18V的晝夜溫差范圍內(nèi)，光照時(shí)間10-12 h，光照強(qiáng)度2000-3000 lux，色溫在4500-5500 k。取莖尖染色鏡檢檢測(cè)出三倍體(2n=3x=57)植株；
(5)將三倍體植株進(jìn)行無(wú)性繁殖獲得大量三倍體幼苗，幼苗培育成成株，成株具有抗逆性強(qiáng)、莖桿粗、莖高長(zhǎng)、分蘗多、生長(zhǎng)速度快、纖維含量低、藥效成分含量高的特點(diǎn)，其中總多糖含量達(dá)21%。
【權(quán)利要求】
1.一種利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)優(yōu)選出抗逆性好、生長(zhǎng)快、莖桿粗、莖高長(zhǎng)、分蘗多、纖維含量低、藥效成分含量高的不同產(chǎn)地的霍山石斛品種作為三倍體培育源植株親本； (2)在上述親本的花蕾形成并未開(kāi)放時(shí)，用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)其花蕾，使花器官染色體增倍，使之產(chǎn)生含兩組染色體的雌雄配子； (3)在開(kāi)花時(shí)將誘導(dǎo)后花蕾與正常的花蕾授粉雜交，植株結(jié)實(shí)后得到雜交種子； (4)將雜交種子無(wú)菌播種培養(yǎng)成幼苗，檢測(cè)出三倍體植株； (5)將三倍體植株進(jìn)行無(wú)性繁殖獲得大量三倍體幼苗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特征在于:步驟(I)中所述霍山石斛為分布在大別山山系的不同產(chǎn)地具有優(yōu)良性狀的品種，其中高緯度、高海拔地區(qū)的品種具有抗逆性強(qiáng)、藥效成分含量高的特點(diǎn)，低緯度、低海拔地區(qū)的品種具有生長(zhǎng)速度快、莖高長(zhǎng)、分蘗多、纖維含量低的特點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特征在于:步驟(2)中所述化學(xué)誘導(dǎo)劑優(yōu)選秋水仙素，其質(zhì)量濃度為1.2-1.5%，誘導(dǎo)的方法為:原始親本的花蕾未開(kāi)放時(shí)，用三層脫脂棉紗布將整個(gè)花蕾包裹，每天秋水仙素溶液浸透脫脂棉紗布，保持濕潤(rùn)，連續(xù)2-3天，去掉包裹脫脂棉紗布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特征在于:步驟(3)中所述雜交的方法為:選擇經(jīng)秋水仙素誘導(dǎo)后開(kāi)花的花朵與未經(jīng)誘導(dǎo)的花朵，按常規(guī)方法，可互為父本和母本進(jìn)行授粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特征在于:步驟(4)中所述培養(yǎng)為固體培養(yǎng)基培養(yǎng)，適合蘭科植物的培養(yǎng)基均可，優(yōu)選MS培養(yǎng)基；所述培養(yǎng)為溫度在25-18 °C的晝夜溫差范圍內(nèi)，光照時(shí)間10-12 h，光照強(qiáng)度 2000-3000 lux，色溫在 4500-5500 k。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用倍增染色體的配子雜交育種法培育三倍體霍山石斛的方法，其特征在于:步驟(4)中所述檢測(cè)染色體倍數(shù)為常規(guī)染色鏡檢辦法檢測(cè)，選取染色體數(shù)目2n=3x=57的幼苗，是培育成功的三倍體。
7.權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述培育方法得到的三倍體霍山石斛。
【文檔編號(hào)】A01H4/00GK104429916SQ201410343414
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】鄧輝, 陳乃富, 陳存武, 韓邦興, 韋傳寶 申請(qǐng)人:皖西學(xué)院