一種結縷草屬植物新品種的種間雜交育種方法
【專利摘要】一種結縷草屬新品種的種間雜交育種方法涉及結縷草屬植物種間人工雜交育種【技術領域】。以結縷草(Zoysiajaponica)和中華結縷草(Z.sinica)為母本，以溝葉結縷草(Z.matrella)和細葉結草(Z.tenuifolia)為父本進行人工雜交，獲得兼具雙親優良特征的結縷草屬植物種間雜交新品種。本發明充分利用結縷草屬植物的開花習性，即雄蕊剛剛外露時，花藥并不散粉這一特征，在雄蕊剛剛外露、花藥散粉前輕松將雄蕊去掉，既保證了雜交后代的純度，又提高了育種效率。該雜交育種體系的建立對于培育結縷草屬植物新品種，促進我國草坪事業的發展將發揮重要作用。
【專利說明】一種結縷草屬植物新品種的種間雜交育種方法
一、【技術領域】
[0001]本發明屬于植物人工雜交育種【技術領域】,具體涉及以結縷草(Zoysiajaponica)和中華結縷草(Zoysia sinica)為母本，以溝葉結縷草(Zoysia matrella)和細葉結縷草(Zoysia tenuifolia)為父本的結縷草屬植物種間雜交育種方法。

二、【背景技術】
[0002]結縷草屬(Zoysia Willd.)植物具有適應性廣、抗性強、養護費用低、耐磨、耐踐踏和壽命長等優良特征，被世界公認為是優良的暖季型草坪草。我國是全球結縷草資源分布最廣泛，儲蓄量最大的國家，然而，由于我國對草坪草的研究起步較晚，至使現在所培育的新品種極少。
[0003]隨著我國草坪業的迅速發展以及國內外對結縷草的大量需求，近些年來我國的一些研究部門與育種專家們也越來越對充分利用我國的結縷草資源，推出國產草種加以重視，先后有‘青島’結縷草、‘蘭引3號’結縷草、‘上?！Y縷草等育成。江蘇省中國科學院植物研究所從1993年起從國內外廣泛收集結縷草種質資源，到目前為止已經收集了結縷草屬資源6種I變種共178份種源，并對這些資源從外部性狀，坪用價值，形態類型，結實性，抗逆性等方面進行了一系列綜合評價，研究結果發現，結縷草和中華結縷草雖然抗寒性強，成坪快，但其具有質地較粗糙，密度較低以及綠期較短等缺點；溝葉結縷草和細葉結縷草雖然質地較細，綠期較長，然而具有抗寒性較差，生長速度慢，容易起球等缺點。因此通過結縷草(Z.japonica)、中華結縷草(Z.sinica)與溝葉結縷草(Z.matrella)、細葉結縷草(Z.tenuifolia)雜交，有望培育出密度較高、色澤喜人、質地柔韌細致、綠期長、均一性高、抗寒性較強且生長速度快的雜交結縷草新品種。
[0004]結縷草的開花習性為雌蕊先出，雄蕊后出，先出間隔5?7天，并且雌蕊和雄蕊的開花次序均為從上到下(即從花序的頂部到基部逐漸開放)，當雄蕊外露散粉時，花序上部的雌蕊大部分已經萎蔫，但也有少量底部的雌蕊會與頂部的雄蕊進行自交，統計結果表明，自交結實率為16.15%。因此，要進行雜交育種，去雄是非常必要的，但結縷草屬于一種低矮型的草坪草，花序長度只有3-5cm，而小穗長度只有0.2-0.4cm，如果像小麥一樣，撥開外稃和內稃進行去雄，是非常困難的事情， 申請人:在多年開展結縷草屬植物雜交育種的過程中發現，結縷草的雄蕊剛剛外露時，花藥并不散粉，只要這時將雄蕊去掉，即可避免自交的發生?；诖?， 申請人:總結出一套有效可行的雜交育種技術體系，該體系的建立對于培育結縷草屬植物新品種，促進我國草坪事業的發展將發揮重要作用。

三、
【發明內容】

[0005]技術問題:本發明的目的在于提供一種以結縷草(Z.japonica)和中華結縷草(Z.sinica)為母本，以溝葉結縷草(Z.matrella)和細葉結縷草(Z.tenuifolia)為父本的雜交育種方法，通過雜交，獲得兼具雙親優良特征的結縷草屬種間雜交新品種。
[0006]技術方案:為了實現本發明的目的，本發明提供了如下技術方案:在4月中下旬結縷草和中華結縷草孕穗期間，對其花序進行套袋。套袋I周后，當雌蕊外露2/3以上時，在晴天上午的9:00-11:00用口徑為2cm，高度為3cm的小燒杯收集父本溝葉結縷草和細葉結縷草的花粉，然后將待授粉的母本花序伸入小燒杯中，人工輔助轉動生殖枝，使雌蕊充分蘸取花粉，直到白色的雌蕊顯示微黃色，完成授粉。授粉后繼續套袋，2-3天后頂端雄蕊開始外露，在上午8:00之前，花藥開裂前用小鑷子將雄蕊去掉，繼續觀察，在每天早上8:00之前去掉逐漸外露的雄蕊，直到底部雌蕊萎蔫。繼續套袋40-45天后，種子變為黃色，將生殖枝剪斷，把套在花序上的袋子連同花序一起帶回實驗室進行種子收集并貯藏，于來年5月播種，獲得結縷草屬種間雜交后代新品種。
[0007]有益效果:
[0008]本發明提供的結縷草屬植物種間雜交新品種的雜交育種方法，其有益效果在于:本發明在國際上首次公開了一套結縷草屬的種間雜交育種技術體系，通過該技術體系進行雜交育種可以不需要分離小穗的外稃和內稃而輕松去雄，既保證了雜交后代的純度，又提高了效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0009]圖1: ‘蘇植I號’雜交結縷草(31-3)及其親本(Z004和Z059)葉片特征
[0010]圖2: ‘蘇植I號’雜交結縷草(31-3)及其親本(Z004和Z059)匍匐莖特征
[0011]圖3: ‘蘇植I號’雜交結縷草(Z31-3)及其親本(Z004和Z059)花序特征
[0012]圖4: ‘Z22-2’雜交結縷草及其親本(Z042和ZO14)的葉片特征
[0013]圖5: ‘Z22-2’雜交結縷草及其親本(Z042和ZO14)的匍匐莖特征
[0014]圖6: ‘Z22-2’雜交結縷草及其親本(Z042和ZO14)的花序特征

四、【具體實施方式】
[0015]實施例1:結縷草(Z.japonica)與細葉結縷草(Z.tenuifolia)的雜交育種
[0016]以結縷草(Z.japonica)Z004為母本，細葉結縷草(Z.tenuifolia)Z059為父本進行雜交育種(其中Z004和Z059為親本材料編號，均種植于江蘇省中國科學院植物研究所苗圃地內)，在2000年的4月中旬當結縷草Z004孕穗時，用直徑1.5cm,長度為1cm的硫酸紙袋對其進行套袋。套袋I周后雌蕊外露，用小燒杯收集父本Z059的花粉，然后將待授粉的母本花序伸入小燒杯中，人工輔助轉動生殖枝，使雌蕊充分蘸取花粉，完成授粉后繼續套袋。授粉后3天頂端雄蕊開始外露，在其花藥散粉前用小鑷子將雄蕊去掉，此后，每天去掉新長出的雄蕊直到雌蕊全部萎蔫沒有授粉能力，6月上旬種子成熟進行收種。2001年5月將收獲的種子用30%的NaOH處理80分鐘后，在花盆內進行播種，之后進行常規管理，2001年8月對后代進行分株，2002年8月將雜交后代從花盆移栽到苗圃地，并從資源圃采集適量的親本同時移栽于苗圃地，小區面積50cmX60cm。2003-2004年對獲得的雜交后代進行雜種真實性鑒定和坪用價值綜合評價，結果獲得了兼具雙親優良特征的新品系Z31-3，Z31-3表現為密度高，質地柔韌細致，彈性好，葉色宜人，均一性高，匍匐莖發達，生長速度快等優良特征。據此，2005-2007年以本地廣為栽培的‘蘭引3號’結縷草為對照在江蘇省中國科學院植物研究的試驗苗圃地設置品比試驗。從2006年起，在江蘇江寧、廣西北海以及北京小湯山(以該地主栽品種‘青島’結縷草為對照)開展了區域試驗。在品比試驗和區域試驗過程中Z31-3的表現均優于對照品種。從2007年起，以‘蘭引3號’結縷草為對照，在江蘇江寧、廣西北海開展了生產試驗。該品系已于2010年獲得國家草坪草審定委員會審定，新品種命名為‘蘇植I號’雜交結縷草。目前，該品系已在南京等地的公共綠地上進行了推廣應用。蘇植I號雜交結縷草與親本的葉片，匍匐莖和花序的對比照片見附圖1-3。
[0017]實施例2:中華結縷草(Z.sinnica)與溝葉結縷草(Z.matrella)的雜交育種
[0018]以中華結縷草(z.sinnica) Z042為母本，溝葉結縷草(Z.matrella) Z014為父本進行雜交育種(其中Z042和Z014為親本材料編號，均種植于江蘇省中國科學院植物研究所苗圃地內)，在2000年的4月中旬當中華結縷草Z042孕穗時，用直徑1.5cm，長度為1cm的硫酸紙袋對其進行套袋。套袋I周后雌蕊外露，用小燒杯收集父本Z014的花粉，然后將待授粉的母本花序伸入小燒杯中，人工輔助轉動生殖枝，使雌蕊充分蘸取花粉，完成授粉后繼續套袋。完成授粉后第二天頂端雄蕊開始外露，在其花藥散粉前用小鑷子將雄蕊去掉，此后，每天去掉新長出的雄蕊直到雌蕊全部萎蔫沒有授粉能力，6月上旬種子成熟進行收種。2001年5月將收獲的種子用30%的NaOH處理80分鐘后，在花盆內進行播種，之后進行常規管理，2001年8月對后代進行分株，2002年8月將雜交后代從花盆移栽到苗圃地，并從資源圃采集適量的親本同時移栽于苗圃地，小區面積50cmX60cm。2003-2004年對獲得的雜交后代進行雜種真實性鑒定和坪用價值綜合評價，結果獲得了兼具雙親優良特征的新品系Z22-2，該新品系表現為密度高，葉色深綠，均一性高，青綠期長，抗寒性強，彈性好，匍匐莖發達，抗病性強等特性。據此，2005-2007年期間以本地廣為栽培的‘蘭引3號’結縷草為對照，開展了連續三年的品比試驗，三年的評價結果表明Z22-2明顯優于對照品種，該品系已于2012年進入國家草坪草區域試驗。Z22-2雜交結縷草新品系與親本的葉片，匍匐莖和花序的對比照片見附圖4-6。
【權利要求】
1.一種結縷草屬植物新品種的種間雜交育種方法，其特征在于以結縷草(Zoysiajaponica)和中華結縷草(Zoysia sinica)為母本，以溝葉結縷草(Zoysia matrella)和細葉結草(Zoysia tenuifolia)為父本的雜交育種方法。在4月中旬結縷草和中華結縷草孕穗期間，對其花序進行套袋。套袋I周后，當雌蕊外露2/3以上時，在晴天上午的9:00-11:00用口徑為2cm，高度為3cm的小燒杯收集父本溝葉結縷草和細葉結縷草的花粉。然后將待授粉的母本花序伸入小燒杯，人工輔助轉動生殖枝，使雌蕊充分蘸取花粉，直到白色的雌蕊顯示微黃色，完成授粉。授粉后繼續套袋，2-3天后頂端雄蕊開始外露，在上午8:00之前花藥開裂前用小鑷子將雄蕊去掉，繼續觀察，在每天早上8:00之前去掉逐漸外露的雄蕊，直到底部雌蕊萎蔫。繼續套袋40-45天后，種子變為黃色，將生殖枝剪斷,進行種子收集并貯藏，于來年5月播種，獲得雜交新品種。
2.根據權利要求1所述的用小燒杯收集父本的花粉，其特征在于將雄蕊已外露并且花藥開裂的父本花序伸入小燒杯，并且人工輔助抖動父本花序，使花粉充分抖落在小燒杯內。
3.根據權利要求1所述的授粉結束后，繼續套袋40-45天，其特征在于繼續套袋期間要觀察雄蕊的外露情況，并在花藥開裂前將雄蕊去掉。
4.根據權利要求1所述的將生殖枝剪斷，進行種子收集，其特征在于結縷草種子成熟時，一部分會掉落在袋子里，收取種子時，套在花序上的袋子連同花序一起帶回實驗室進行收種。
【文檔編號】A01H1/02GK104429926SQ201410631293
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】郭海林, 劉建秀, 郭愛桂, 宗俊勤, 陳靜波 申請人:江蘇省中國科學院植物研究所