一种槭属植物获得基因重组的远缘杂交方法

摘要

本发明适用于植物杂交技术领域，提供了一种槭属植物获得基因重组的远缘杂交方法，主要步骤包括，按育种目标确定母本和父本，母本为野外自然生长的五角槭，父本为公园人工栽种的槭亚属桐状槭组的元宝槭或槭树科槭属的红花槭，取父本花粉，母本去雄后进行杂交，授粉后立即用事先准备好的硫酸纸包裹母本柱头，硫酸纸与柱头间留有空隙，并将父本和母本信息，授粉天气及授粉日期进行标记；本发明使用的杂交方法、能够高效创制新种质，且本发明所用父母本的花色、花期较接近，但是花香、叶形、叶色等方面有很大差异，它们的杂交属于种间远缘杂交的范畴，杂交成功率较高，易于产生新的基因组合，形成创新种质资源。

说明书

技术领域

本发明属于植物杂交技术领域，尤其涉及一种槭属植物获得基因重组的远缘杂交方法。

背景技术

五角槭(学名：Acer pictum subsp.mono(Maxim.)H.Ohashi)是槭树科、槭属落叶乔木。树皮粗糙，常纵裂，灰色，稀深灰色或灰褐色。小枝细瘦，当年生枝绿色或紫绿色，多年生枝灰色或淡灰色。翅果嫩时紫绿色，成熟时淡黄色；小坚果压扁状。五角槭的主要价值为：观赏价值，五角槭树姿优美，叶形秀丽，秋叶红艳，可广泛用做庭院树、行道树，也可配植于建筑物附近，或在针叶林中点缀，或营造小片林与其它树种块状混交，则秋色更为壮观；经济价值，木材质坚致密，为优良的家具、车辆、胶合板及细木工用材，树液可制糖；药用价值，枝、叶入药。夏季采收，鲜用或晒干，味辛、苦，性温，祛风除湿，活血止痛，主治偏正头痛，风寒湿痹，跌打瘀痛，湿疹，疥癣。基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。远缘杂交就是不同种间属间甚至亲缘关系更远的物种之间的杂交。远缘杂交在育种上的意义主要是：研究物种演化，创造新物种、改良旧物种、创造和利用杂种优势。

五角槭分布于中国黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、河南、安徽、江苏、浙江、湖北、湖南、四川、云南等省(自治区)，分布较广且价值较高，各地公园有栽培。如何更好的将五角槭发挥出更高的价值就是我们需要研究的课题，将五角槭进行远缘杂交就可以进一步挖掘五角槭的价值。目前，国内外关于槭属植物远缘杂交育种的研究不多，本发明提出了一种槭属植物获得基因重组的远缘杂交方法，特别是五角槭的远缘杂交方法填补了槭属植物远缘杂交育种的空白。

发明内容

本发明提供一种槭属植物获得基因重组的远缘杂交方法，旨在解决背景技术提出的问题。

本发明是这样实现的，一种槭属植物获得基因重组的远缘杂交方法，包括以下步骤：

S1：确定母本和父本，母本为野外自然生长的五角槭，父本为槭亚属桐状槭组的元宝槭或槭树科槭属的红花槭；

S2：花粉的收集和储藏，将所选父本品种，剪取初开期元宝槭花，收集花粉粒，干燥后低温储藏；

S3：母本人工去雄，在野外选取生长健硕的五角槭植株，选取植株上发育正常、将要开放的花蕾，用工具剥开花瓣，用镊子去除雄蕊；

S4：配置授粉液，把蔗糖和萘乙酸放入纯水之中搅拌均匀，配制成授粉液；

S5：取花粉，取干燥花粉粒，先用棉签在授粉液中浸蘸，然后再用棉签去沾取干燥花粉粒；

S6：人工授粉，用蘸过父本元宝槭花粉的棉签去涂抹母本五角槭的柱头，用棉签在柱头上轻轻刷动多次；

S7：母本花柱套袋，授粉完成后将母本五角槭的授粉柱头套上硫酸纸，再用网纱袋将硫酸纸套上；

S8：标记，在标牌上标记父本和母本信息，授粉天气及授粉日期，将标牌挂在网纱袋上做为标记；

S9：施肥，授粉后给每株母本的根部施入200g的缓释复合肥；

S10：果实的采收与播种，于次年初代果实变黄成熟时采收，果实放于实室温条件下自然干燥，自然开裂后收集种子，贮藏于4℃冰箱，于下一年播种育苗。

优选的，所述步骤S1中选取能结实且符合育种目标性状的母本，选择具有明显优良性状、同母本性状互补、配合力高的品种做父本。

优选的，所述步骤S2中父本花粉粒采集过程为：父本开花期间，于早晨6-7 点选取花药已成熟但尚未散粉的花朵，将整个花序采下，在阴凉干燥且不通风的实验室内，将采集的花序平展在硫酸纸上，24小时后待花药充分散粉后，得到的花粉粒，将花粉粒装入冻存管投入液氮中保存。

优选的，所述步骤S4配置的授粉液，其中每40-50mL纯水加入2-3g蔗糖及0.05g萘乙酸。

优选的，所述步骤S4配置的授粉液需现配现用。

优选的，所述步骤S6中人工授粉的时间为上午7:30-9:30。

优选的，所述步骤S7中母本花柱套袋方法为：将硫酸纸袋剪成3×3cm的小方块，再折成套筒，将套筒套在母本花柱头上，套筒内部留有空隙。

优选的，所述步骤S10中挑选的种子为：将得到的种子放入清水中，饱满的种子颗粒下沉，而瘪籽、病籽以及菌核之类的却瓢浮在水面，将饱满的种子收集，将浮在水面的种子剔除，饱满的种子干燥后贮藏于4℃冰箱备用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种槭属植物获得基因重组的远缘杂交方法，

1、本发明配置有授粉液，其中蔗糖可以促进植物生长，萘乙酸是促进植物根系生长的植物生长调节剂，用棉签去代替传统的直接授粉或是用毛笔授粉，为五角槭的杂交提供了一个好的授精过程及胚胎发育的正常环境条件，提高了杂交的成功率和坐果率；

2、本发明的母本为野外自然生长的五角槭，父本为槭亚属桐状槭组的元宝槭或槭树科槭属的红花槭，通过母本和两个不同的父本杂交进行对比，找到母本五角槭的最佳杂交模式，为进一步提高五角槭的观赏价值、经济价值和药用价值提供途径；

3、本发明在野外利用野生五角槭就地进行杂交，可以大大节约野生资源栽培利用的时间和成本，具有简捷高效、可操作性强的特点，提高了五角槭远缘杂交授粉的效率。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

(1)父本和母本的选择：为获得观赏价值、经济价值和药用价值更高的五角槭新品种，选择野外自然生长的五角槭作为母本，主要性状为：雄花与两性花同株，多数常成无毛的顶生圆锥状伞房花序，长与宽均约4厘米，生于有叶的枝上，花序的总花梗长1-2cm；萼片5，黄绿色，长圆形，顶端钝形，长2-3mm；花瓣5，淡白色，椭圆形或椭圆倒卵形，长约3mm；雄蕊8，无毛，比花瓣短，位于花盘内侧的边缘，花药黄色，椭圆形；子房无毛或近于无毛，在雄花中不发育，花柱无毛，很短，柱头2裂，反卷；花梗长1cm，细瘦，无毛。父本为槭亚属桐状槭组的元宝槭，花粉采自公园。主要性状为：花黄绿色，杂性，雄花与两性花同株，常成无毛的伞房花序，长5cm，直径8cm；总花梗长1-2cm；萼片 5，黄绿色，长圆形，先端钝形，长4-5mm；花瓣5，淡黄色或淡白色，长圆倒卵形，长5-7mm；雄蕊8，生于雄花者长2-3mm，生于两性花者较短，着生于花盘的内缘，花药黄色，花丝无毛；花盘微裂；子房嫩时有粘性，无毛，花柱短，仅长1mm，无毛，2裂，柱头反卷，微弯曲；花梗细瘦，长约1cm，无毛，开花密集，花粉量大，花粉活力高。

(2)父本花粉采集及保存：父本开花期间，于早晨6-7点选取花药已成熟但尚未散粉的花朵，将整个花序采下，在阴凉干燥且不通风的实验室内，将采集的花序平展在硫酸纸上，24小时后待花药充分散粉后，得到的花粉粒，将花粉粒装入冻存管投入液氮中保存。

(3)母本人工去雄：在野外选取生长健硕的五角槭植株，选取植株上发育正常、将要开放的花蕾，用工具剥开花瓣，用镊子去除雄蕊，去除雄蕊时不要将雄蕊碰触到柱头。

(4)母本人工授粉：把蔗糖和萘乙酸放入纯水之中搅拌均匀，配制成授粉液，其中每40-50mL纯水加入2-3g蔗糖及0.05g萘乙酸；人工授粉的时间为上午7:30-9:30，取干燥花粉粒，先用棉签在授粉液中浸蘸，然后再用棉签去沾取干燥花粉粒，用蘸过父本元宝槭花粉的棉签去涂抹母本五角槭的柱头，用棉签在柱头上轻轻刷动多次；将硫酸纸袋剪成3× 3cm的小方块，再折成套筒，将套筒套在母本花柱头上，套筒内部留有空隙，再用网纱袋将硫酸纸套上；在标牌上标记父本和母本信息，授粉天气及授粉日期，将标牌挂在网纱袋上做为标记。

(5)施肥：授粉后给每株母本的根部施入200g的缓释复合肥，为杂交果实发育提供营养条件。

(6)果实的采收与播种：于次年初代果实变黄成熟时采收，果实放于实室温条件下自然干燥，自然开裂后收集种子，将得到的种子放入清水中，饱满的种子颗粒下沉，而瘪籽、病籽以及菌核之类的却瓢浮在水面，将饱满的种子收集，将浮在水面的种子剔除，统计每个果实的种子数，计算单果平均种子数；取少量种子做萌发试验，统计种子萌发率，饱满的种子干燥后贮藏于4℃冰箱备用；收集的饱满种子于下一年播种育苗。该杂交组合的坐果率为79.69％，平均种子数为298，种子萌发率为52.36％。

以野外自然生长的五角槭作为母本、槭亚属桐状槭组的元宝槭作为父本进行基因重组远缘杂交，坐果率和平均种子数分别为68.95％和 368。以野外自然生长的五角槭作为母本、槭亚属桐状槭组的元宝槭作为父本的基因重组远缘杂交未见报道。

实施例2：

(1)父本和母本的选择：为获得观赏价值、经济价值和药用价值更高的五角槭新品种，选择野外自然生长的五角槭作为母本，主要性状为：雄花与两性花同株，多数常成无毛的顶生圆锥状伞房花序，长与宽均约4厘米，生于有叶的枝上，花序的总花梗长1-2cm；萼片5，黄绿色，长圆形，顶端钝形，长2-3mm；花瓣5，淡白色，椭圆形或椭圆倒卵形，长约3mm；雄蕊8，无毛，比花瓣短，位于花盘内侧的边缘，花药黄色，椭圆形；子房无毛或近于无毛，在雄花中不发育，花柱无毛，很短，柱头2裂，反卷；花梗长1cm，细瘦，无毛。槭树科槭属的红花槭，花粉采自公园。主要性状为：满树芳香的小花，多红色，稀淡黄，每朵花长于淡红色的花柄上，花柄由短逐渐伸长，开花密集，花粉量大，花粉活力高。

(2)父本花粉采集及保存：父本开花期间，于早晨6-7点选取花药已成熟但尚未散粉的花朵，将整个花序采下，在阴凉干燥且不通风的实验室内，将采集的花序平展在硫酸纸上，24小时后待花药充分散粉后，得到的花粉粒，将花粉粒装入冻存管投入液氮中保存。

(3)母本人工去雄：在野外选取生长健硕的五角槭植株，选取植株上发育正常、将要开放的花蕾，用工具剥开花瓣，用镊子去除雄蕊，去除雄蕊时不要将雄蕊碰触到柱头。

(4)母本人工授粉：把蔗糖和萘乙酸放入纯水之中搅拌均匀，配制成授粉液，其中每40-50mL纯水加入2-3g蔗糖及0.05g萘乙酸；人工授粉的时间为上午7:30-9:30，取干燥花粉粒，先用棉签在授粉液中浸蘸，然后再用棉签去沾取干燥花粉粒，用蘸过父本元宝槭花粉的棉签去涂抹母本五角槭的柱头，用棉签在柱头上轻轻刷动多次；将硫酸纸袋剪成3× 3cm的小方块，再折成套筒，将套筒套在母本花柱头上，套筒内部留有空隙，再用网纱袋将硫酸纸套上；在标牌上标记父本和母本信息，授粉天气及授粉日期，将标牌挂在网纱袋上做为标记。

(5)施肥：授粉后给每株母本的根部施入200g的缓释复合肥，为杂交果实发育提供营养条件。

(7)果实的采收与播种：于次年初代果实变黄成熟时采收，果实放于实室温条件下自然干燥，自然开裂后收集种子，将得到的种子放入清水中，饱满的种子颗粒下沉，而瘪籽、病籽以及菌核之类的却瓢浮在水面，将饱满的种子收集，将浮在水面的种子剔除，统计每个果实的种子数，计算单果平均种子数；取少量种子做萌发试验，统计种子萌发率，饱满的种子干燥后贮藏于4℃冰箱备用；收集的饱满种子于下一年播种育苗。该杂交组合的坐果率为65.23％，平均种子数为219，种子萌发率为35.67％。

以野外自然生长的五角槭作为母本、槭树科槭属的红花槭作为父本进行基因重组远缘杂交，坐果率和平均种子数分别为42.16％和195。以野外自然生长的五角槭作为母本、槭树科槭属的红花槭作为父本的基因重组远缘杂交未见报道。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。