一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法

摘要

本发明公开了一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法，包括以下步骤：(1)菜心、紫菜薹分别播种后，菜心于25℃恒温条件下进行光暗交替培养；紫菜薹于25℃/10℃变温条件下进行光暗交替培养；培养至20～30天时，分别施加水溶性复合肥；(2)于菜心、紫菜薹抽薹开花时，以紫菜薹为母本，菜心为父本进行杂交，得F1杂交种子；(3)将F1杂交种子进行割皮处理后播种，按步骤(1)中菜心培养方式培养，并于F1植株开花时与菜心进行回交，得到BC1种子；(4)重复步骤(3)进行连续多代回交，即可。本发明1.5个月即可繁殖一代，极大缩短了育种时间，节约了大量人工和用地成本，实现了菜心在人工可控环境下的周年选育。

权利要求

1.一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）菜心、紫菜薹分别播种后，菜心于25℃恒温条件下进行光暗交替培养，光暗交替周2

期为16h/8h，光照强度为250μmol/(m·s)，光照光谱为白：红=3:1；紫菜薹于变温条件下进2

行光暗交替培养，光暗交替周期及温度为16h、25℃/8h、10℃，光照强度为250μmol/(m·s)；菜心、紫菜薹培养至20 30天时，分别施加水溶性复合肥；

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（2）于菜心、紫菜薹抽薹开花时，以紫菜薹为母本，菜心为父本进行杂交，将杂交后的紫菜薹花薹的顶端生长点去掉，保留花薹中下部荚果，并清除侧薹，同时施加水溶性复合肥，待种荚变色后减少施水量，其后得F1杂交种子；

（3）将F1杂交种子进行割皮处理后播种，按步骤（1）中菜心培养方式培养，并于F1植株开花时与菜心进行回交，得到BC1种子；

（4）重复步骤（3）进行连续多代回交，即可；

其中，步骤（1）和（2）中水溶性复合肥由磷酸一铵20 30份，硝酸钾30 40份，硝酸铵30~ ~ ~

40份，芸苔素2 3份，糖醇钼2 3份混合而成；步骤（2）中杂交方式为人工杂交；步骤（3）中割~ ~皮处理为将种皮割破，再用25 35℃的温水浸泡24h；步骤（4）中多代回交为4 5代回交。

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说明书

一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法

技术领域

[0001] 本发明属于育种技术领域，具体涉及一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法。

背景技术

[0002] 菜心又名菜薹，是十字花科芸薹属芸薹种中的一二年生草本植物，以花薹为食用产品，主要分布于华南地区，抽薹开花对低温要求不严格，在华南地区可以周年生产。紫菜薹是我国的特产蔬菜，起源于长江流域中部，湖南长沙、湘潭、湖北武汉、四川成都等地，栽培历史悠久，抽薹开花需要一定的低温。种间杂交是拓宽遗传种质资源、创造新物种、新材料的重要手段。由于菜心和紫菜薹抽薹开花对温度的要求不同，导致花期不遇，育种上很难利用紫菜薹的优良基因对菜心进行改良，且生产上通过杂交育种获得新品种的选育过程一般需6～8代，大田条件下每年仅能繁育2代，相当费工费时。

发明内容

[0003] 针对上述现有技术，本发明提供一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法，以解决菜心和紫菜薹花期不遇、难以利用紫菜薹的优良基因对菜心进行改良、育种时间长等问题。

[0004] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法，包括以下步骤：

[0005] (1)菜心、紫菜薹分别播种后，菜心于25℃恒温条件下进行光暗交替培养，光暗交2
替周期为16h/8h，光照强度为250umol/ms，光照光谱为白：红＝3:1；紫菜薹于变温条件下
2
进行光暗交替培养，光暗交替周期及温度为16h、25℃/8h、10℃，光照强度为250umol/ms；
菜心、紫菜薹培养至20～30天时，分别施加水溶性复合肥；

[0006] (2)于菜心、紫菜薹抽薹开花时，以紫菜薹为母本，菜心为父本进行杂交，将杂交后的紫菜薹花薹的顶端生长点去掉，保留花薹中下部荚果，并清除侧薹，同时施加水溶性复合肥，待种荚变色后减少施水量，其后得F1杂交种子；

[0007] (3)将F1杂交种子进行割皮处理后播种，按步骤(1)中菜心培养方式培养，并于F1植株开花时与菜心进行回交，得到BC1种子；

[0008] (4)重复步骤(3)进行连续多代回交，即可。

[0009] 在本发明中的特定光强和光谱条件下，菜心和紫菜薹在28天左右即会抽薹开花，可便于进行人工杂交。种荚变色后进行适当的干旱，有利于种子快速成熟。本发明通过人工杂交将紫菜薹的优良基因转育到菜心中，从而培养出具有紫苔菜风味和色泽的菜心，提高菜心的营养价值。再通过多次回交，可获得基因型纯合，性状稳定的品系。

[0010] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0011] 进一步，水溶性复合肥包括磷酸一铵20～30份，硝酸钾30～40份，硝酸铵30～40份，芸苔素2～3份，糖醇钼2～3份。

[0012] 水溶性复合肥溶解能在水中溶解得更完全，作物吸收利用速度更快、更完全。芸苔素能有效增加叶绿素含量，提高光合作用效率，调节营养分配，促进茎叶碳水化合物向子粒转运，促根壮苗、保花保果；提高作物的抗寒、抗旱、抗盐碱等抗逆性，显著减少病害的发生；并能显著缓解药害的发生，使作物快速恢复生长，并能消除病斑。糖醇钼能促进作物的叶绿素形成，早开花、早成熟、籽粒饱满。通过对作用施用该水溶性复合肥，可全面补充作物所需营养，保证肥料的充分吸收利用，进而有效促进菜心、紫菜薹及其杂交后代的生长，促进其产生饱满的种子。

[0013] 进一步，步骤(2)中杂交方式为人工杂交。

[0014] 进一步，步骤(3)中割皮处理为将种皮割破，再用25～35℃的温水浸泡24h。

[0015] 进一步，步骤(5)中多代回交为4～5代回交。

[0016] 本发明还提供了一种适用于上述育种方法的育种培养架，包括多层支架，支架包括顶部的置物板和设置于置物板底部的支撑脚，置物板上设置有与支撑脚下端匹配的固定槽，置物板的底部设置有LED补光灯和滴水管，滴水管上设置有滴水口。

[0017] 使用时，可将上层支架的支撑脚放入固定槽中，从而保证支架的稳定性。设置多层可拆卸支架，可便于搬运、安装，可节约空间。置物板用于放置培养器，LED补光灯用于给作用培养补充光照，滴水管用于给作用培养浇水、补充营养物质等。

[0018] 进一步，支架呈方形，其为长宽高依次为1800mm、300mm、600mm，支撑脚设置于支架的四角。

[0019] 将支架设置为长方体形，可摆放两排作物，便于进行人工杂交操作。支撑脚设置于支架四角，更加稳定。

[0020] 进一步，支架设置三层。

[0021] 支架设置为三层，其总高为1.8m，其高度便于进行人工杂交操作。

[0022] 本发明的有益效果是：

[0023] 1、本发明通过在特定光强和光谱条件下培育菜心和紫菜薹，使其在28天左右便可抽薹开花，进而可将二者进行杂交。本发明通过施加特定水溶性复合肥，促进菜心和紫菜薹及其杂交后代的生长，促进其产生饱满的种子。

[0024] 2、本发明通过割皮处理破除种子的休眠，从而使得菜心和紫菜薹的杂交种1年左右就可得到基因型纯合、性状稳定的品系，极大缩短了育种时间，大幅提高了育种效率。

[0025] 3、分离群体进行纯化时，不需要在田间繁育，节约了大量人工和用地成本，实现了菜心在人工可控环境下的周年选育。

[0026] 4、本发明的方法对菜心的早熟、中熟、迟熟品种均有效，适用范围广。

具体实施方式

[0027] 下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0028] 实施例1

[0029] 一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法，包括以下步骤：

[0030] (1)菜心、紫菜薹分别播种后，菜心于25℃恒温条件下进行光暗交替培养，光暗交2
替周期为16h/8h，光照强度为250umol/ms，光照光谱为白：红＝3:1；紫菜薹于变温条件下
2
进行光暗交替培养，光暗交替周期及温度为16h、25℃/8h、10℃，光照强度为250umol/ms；
菜心、紫菜薹培养至20天时，分别施加水溶性复合肥；

[0031] (2)于菜心、紫菜薹抽薹开花时，以紫菜薹为母本，菜心为父本进行人工杂交，将杂交后的紫菜薹花薹的顶端生长点去掉，保留花薹中下部荚果，并清除侧薹，同时施加水溶性复合肥，待种荚变色后减少2/3的施水量适当干旱，其后得F1杂交种子；

[0032] (3)将F1杂交种子的种皮割破，再用30℃的温水浸泡24h后播种，于25℃恒温条件2
下进行光暗交替培养，光暗交替周期为16h/8h，光照强度为250umol/m s，光照光谱为白：红＝3:1，并于F1植株生长到25天时，施加水溶性复合肥，其后于F1植株开花时与菜心进行回交，得到BC1种子；

[0033] (4)重复步骤(3)进行连续3代回交，即可。

[0034] 其中，水溶性复合肥由磷酸一铵25份，硝酸钾35份，硝酸铵35份，芸苔素3份，糖醇钼2份混合而成。

[0035] 实施例2

[0036] 一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法，包括以下步骤：

[0037] (1)菜心、紫菜薹分别播种后，菜心于25℃恒温条件下进行光暗交替培养，光暗交2
替周期为16h/8h，光照强度为250umol/ms，光照光谱为白：红＝3:1；紫菜薹于控温条件下
2
进行光暗交替培养，光暗交替周期及温度为16h、25℃/8h、10℃，光照强度为250umol/ms；
菜心、紫菜薹培养至25天时，分别施加水溶性复合肥；

[0038] (2)于菜心、紫菜薹抽薹开花时，以紫菜薹为母本，菜心为父本进行人工杂交，将杂交后的紫菜薹花薹的顶端生长点去掉，保留花薹中下部荚果，并清除侧薹，同时施加水溶性复合肥，待种荚变色后进行减少2/3的施水量，其后得F1杂交种子；

[0039] (3)将F1杂交种子的种皮磨破，再用25℃的温水浸泡24h后播种，于25℃恒温条件2
下进行光暗交替培养，光暗交替周期为16h/8h，光照强度为250umol/m s，光照光谱为白：红＝3:1，并于F1植株生长到20天时，施加水溶性复合肥，其后于F1植株开花时与菜心进行回交，得到BC1种子；

[0040] (4)重复步骤(3)进行连续4代回交，即可。

[0041] 其中，水溶性复合肥由磷酸一铵20份，硝酸钾30份，硝酸铵30份，芸苔素2份，糖醇钼3份混合而成。

[0042] 实施例3

[0043] 一种将紫菜薹基因快速转育到菜心的育种方法，包括以下步骤：

[0044] (1)菜心、紫菜薹分别播种后，菜心于25℃恒温条件下进行光暗交替培养，光暗交2
替周期为16h/8h，光照强度为250umol/ms，光照光谱为白：红＝3:1；紫菜薹于控温条件下
2
进行光暗交替培养，光暗交替周期及温度为16h、25℃/8h、10℃，光照强度为250umol/ms；
菜心、紫菜薹培养至30天时，分别施加水溶性复合肥；

[0045] (2)于菜心、紫菜薹抽薹开花时，以紫菜薹为母本，菜心为父本进行人工杂交，将杂交后的紫菜薹花薹的顶端生长点去掉，保留花薹中下部荚果，并清除侧薹，同时施加水溶性复合肥，待种荚变色后进行减少2/3的施水量，其后得F1杂交种子；

[0046] (3)将F1杂交种子的种皮磨破，再用35℃的温水浸泡24h后播种，于25℃恒温条件2
下进行光暗交替培养，光暗交替周期为16h/8h，光照强度为250umol/m s，光照光谱为白：红＝3:1，并于F1植株生长到30天时，施加水溶性复合肥；其后于F1植株开花时与菜心进行回交，得到BC1种子；

[0047] (4)重复步骤(3)进行连续5代回交，即可。

[0048] 其中，水溶性复合肥由磷酸一铵30份，硝酸钾40份，硝酸铵40份，芸苔素3份，糖醇钼3份混合而成。

[0049] 本发明还提供了一种适用于上述育种方法的育种培养架，包括多层支架，支架呈方形，其长宽高依次为1800mm、300mm、600mm，支架包括顶部的置物板和设置于置物板底部四角的支撑脚，置物板上设置有与支撑脚下端匹配的固定槽，置物板的底部设置有LED补光灯和滴水管，滴水管上设置有滴水口。优选地，支架设置三层。

[0050] 对比例1

[0051] 将实施例1中的光暗交替周期改为12h/12h，其余与实施1相同。

[0052] 对比例2

[0053] 将实施例1中的光照强度改为200umol/m2s，其余与实施1相同。

[0054] 对比例3

[0055] 将实施例1中的种皮割破改为直接播种，其余与实施1相同。

[0056] 对比例4

[0057] 将实施例1中的水溶性复合肥改为磷酸一铵25份，硝酸钾35份，硝酸铵35份，其余与实施1相同。

[0058] 下面统计本发明的实施例与对比例种植方法中，菜心父本、紫菜薹母本和杂交后代的抽薹时间，种子千粒重，种子发芽率和角果有效粒数，结果如表1。可以看出，通过控制光照时间和强度，可以使菜心和紫菜薹开花时间相同，便于进行杂交。通过控制光照时间和强度以及水溶性复合肥种类，可以有效避免果荚发育萎缩、果荚弯曲爆裂，同时可促进菜心根系的生长、提高菜心花粉质量，进而提高菜心种子质量和品质。

[0059] 表1

[0060]

[0061] 虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。