專利名稱：一種半夏雜交及F₁擴(kuò)繁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法。

背景技術(shù)：
半夏(Pinellia ternate(Thunb.)Breit.)為天南星科半夏屬多年生草本，生于山地、農(nóng)田、溪邊或山林下，分布于我國大部分地區(qū)。以塊莖入藥，具有燥濕化痰、降逆止嘔、消痞散結(jié)之功效，用于脾胃虛寒、呃逆嘔吐、食少吐瀉、心腹冷痛、腎虛陽痿等癥的治療，是歷版《中國藥典》所收載的常用中藥，其使用頻率在588種中藥處方中居22位。近代研究發(fā)現(xiàn)半夏還有抗早孕、抗腫瘤、降血脂、護(hù)肝等功能，因而備受國內(nèi)外的關(guān)注。近年來，由于醫(yī)藥管理部門對制藥企業(yè)進(jìn)行了全面整頓，明確了不可用水半夏代替旱半夏作制藥原料，使半夏的市場需求量大大增加。同時由于我國半夏野生資源的減少以及出口需求的增加，進(jìn)一步加劇了半夏供需矛盾。
從全國半夏生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，各地半夏野生轉(zhuǎn)家種的歷史均不長，規(guī)模栽培技術(shù)需要不斷完善；就一個地區(qū)來說，也不可避免的出現(xiàn)品種類型變異與退化現(xiàn)象；半夏生產(chǎn)中已經(jīng)出現(xiàn)的問題也較多，如半夏出苗不整齊，倒苗現(xiàn)象，病蟲害如芋花葉病毒(DMV)和大豆花葉病毒(SMV)等問題，大大降低了半夏的實(shí)際生產(chǎn)能力。為了解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，各地相繼開展了相關(guān)研究，但主要集中在資源評價和栽培技術(shù)方面，此類研究對進(jìn)一步認(rèn)識我國半夏種質(zhì)資源和完善栽培技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，而關(guān)于半夏育種方面的研究尚未見有詳細(xì)報道。根據(jù)目前國內(nèi)的半夏生產(chǎn)與研究現(xiàn)狀，開展育種工作具有重要意義。但是，目前半夏雜交育種工作還存在著許多技術(shù)瓶頸，如雜交條件不確定，以無性繁殖為主的繁殖方式繁殖系數(shù)低，短期內(nèi)無法對F1代各項(xiàng)特性進(jìn)行檢測篩選，影響品種選育以及成果的轉(zhuǎn)化。為建立半夏雜交品種選育體系，本工作主要針對上述兩方面的問題進(jìn)行研究，其成果為半夏栽培品種改良提供技術(shù)依據(jù)和簡便可行的方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，它采用雜交和擴(kuò)繁，可以培育處光合特性好以及內(nèi)在品質(zhì)佳的半夏品種。
本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，它包括以下步驟步驟一，半夏品種收集及種質(zhì)資源圃建立首先收集不同類型的半夏種莖，選擇健康、大小一致的種莖，分小區(qū)定植于半夏種質(zhì)資源圃中，插牌標(biāo)記并進(jìn)行水肥管理；步驟二，雜交親本篩選從半夏種質(zhì)資源圃的不同類型半夏居群中，挑選性狀優(yōu)良，具有代表性的居群作為雜交親本；步驟三，雜交技術(shù)將半夏花的器官苞片微張，柱頭發(fā)白具粘液，雄蕊表面光滑、未散粉時對半夏花人工去雄授粉，人工去雄授粉完成后套袋隔離，掛牌標(biāo)記，待種子成熟后收雜交F1代成熟種子；步驟四，擴(kuò)繁技術(shù)一，實(shí)生苗獲得將收集到的雜交F1代成熟種子進(jìn)行消毒滅菌，將滅菌后的雜交F1代成熟種子接種于1/2MS培養(yǎng)基中，在一定培養(yǎng)條件下培育半夏F1實(shí)生苗；二，實(shí)生苗擴(kuò)繁選取經(jīng)種子培養(yǎng)獲得的健康的半夏F1實(shí)生苗，分別切取半夏F1實(shí)生苗的葉柄基部、葉柄上部、葉片、塊莖，將切取后的葉柄切段、葉片小塊和塊莖小塊接種到MS+2，4-D0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L固體培養(yǎng)基中誘導(dǎo)愈傷組織；三，球狀體增殖選取質(zhì)地，色澤一致的分化出球狀體的愈傷組織接種到改良的MS液體培養(yǎng)基中增值產(chǎn)生半夏球狀體；四，F(xiàn)1代植株再生將增值產(chǎn)生半夏球狀體接種到MS+NAA0.1mg/L+6-BA 1.0mg/L分化培養(yǎng)基中，誘導(dǎo)其生根分化形成完整的F1代植株，即可進(jìn)行煉苗移栽；步驟五，半夏F1代品比試驗(yàn)分別對半夏不同親本與F1代植株的莖葉形態(tài)進(jìn)行比較，采用分光光度計(jì)法測定各F1代葉片中的色素含量，并對其光響應(yīng)曲線、CO2響應(yīng)曲線、葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行測定比較，綜合比較各F1代光合特性，檢測F1代半夏中鳥苷及總游離有機(jī)酸的含量，確定光合特性及活性成分均優(yōu)的雜交F1代。
所述的步驟三中人工去雄授粉的最佳時間為早晨9:00-10:00。所述的步驟四的實(shí)生苗獲得中對雜交F1代成熟種子采用的消毒滅菌的方式為首先采用自來水沖洗30min后，吸干表面水分，然后在浸入70％酒精中進(jìn)行表面消毒30秒，再用2％次氯酸鈉溶液中浸泡20min，在2％次氯酸鈉溶液加3-5滴吐溫20或吐溫80，最后用滅菌劑滅菌，在滅菌后用無菌水再沖洗3-5次。所述的步驟四的實(shí)生苗獲得中的1/2MS培養(yǎng)基的體積為50ml，在1/2MS培養(yǎng)基中蔗糖含量為3％，pH＝5.8，瓊脂為6g/L，在每瓶1/2MS培養(yǎng)基中接種4粒種子，培育半夏F1實(shí)生苗的培養(yǎng)條件為培養(yǎng)溫度為25±1℃，光照為1500lx，每天12h。所述的步驟四的實(shí)生苗擴(kuò)繁中葉柄切段為0.5cm，葉片小塊為0.5×0.5cm2，塊莖小塊為0.5×0.5×0.5cm3，MS+2，4-D 0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L固體培養(yǎng)基的體積為50ml，其中在MS+2，4-D 0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L固體培養(yǎng)基中含有瓊脂6g/L，蔗糖30g/L，pH為5.8，誘導(dǎo)愈傷組織時的培養(yǎng)條件為培養(yǎng)溫度為25±1℃，光照為1500lx，每天12h。所述的步驟四的球狀體增殖中分化出球狀體的愈傷組織為0.5g，將球狀體的愈傷組織與改良的MS液體培養(yǎng)基裝到三角瓶中，用硫酸紙將三角瓶封口，將三角瓶放在旋轉(zhuǎn)式搖床上進(jìn)行振蕩培養(yǎng)，搖床轉(zhuǎn)速為100r/min，MS液體培養(yǎng)基的體積為50ml，在MS液體培養(yǎng)基中含蔗糖30g/L，pH為5.8，增值產(chǎn)生半夏球狀體的培養(yǎng)條件為溫度為25±1℃，光照為1500lx，每天12h。所述的步驟四的F1代植株再生中MS+NAA 0.1mg/L+6-BA1.0mg/L分化培養(yǎng)基中含有蔗糖30g/L，瓊脂6g/L，pH為5.8，誘導(dǎo)其生根分化形成完整植株的培養(yǎng)條件為培養(yǎng)溫度為25±1℃，光照為1500lx，每天12h。所述的步驟四中分光光度計(jì)法中使用便攜式光合儀進(jìn)行測量。
本發(fā)明具有以下有益效果1雜交育種，它可以選擇雜交親本，育種目標(biāo)明確，雜交F1代可遺傳父母本的優(yōu)良性狀，后代無性繁殖，遺傳穩(wěn)定性好；2擴(kuò)繁技術(shù)采用液體培養(yǎng)基誘導(dǎo)球狀體，和固體培養(yǎng)基直接誘導(dǎo)不定芽相比，繁殖系數(shù)更大，需要時間更短，可短期內(nèi)滿足優(yōu)良品系篩選及品種推廣的要求；3光合作用是影響植物物質(zhì)積累與代謝的重要生理過程，本發(fā)明的高光效對植物內(nèi)在品質(zhì)及產(chǎn)量影響很大，培育高光效品種，可改良現(xiàn)有的半夏栽培品系。



圖1為本發(fā)明的流程圖
具體實(shí)施例方式 實(shí)施例一，在圖1中，本發(fā)明為一種半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，它包括以下步驟步驟一，半夏品種收集及種質(zhì)資源圃建立首先收集不同類型的半夏種莖，選擇健康、大小一致的種莖，分小區(qū)定植于半夏種質(zhì)資源圃中，插牌標(biāo)記并進(jìn)行水肥管理；步驟二，雜交親本篩選從半夏種質(zhì)資源圃的不同類型半夏居群中，挑選性狀優(yōu)良，具有代表性的居群作為雜交親本；步驟三，雜交技術(shù)將半夏花的器官苞片微張，柱頭發(fā)白具粘液，雄蕊表面光滑、未散粉時對半夏花人工去雄授粉，人工去雄授粉的最佳時間為早晨9:00-10:00，人工去雄授粉完成后套袋隔離，掛牌標(biāo)記，待種子成熟后收雜交F1代成熟種子；步驟四，擴(kuò)繁技術(shù)一，實(shí)生苗獲得將收集到的雜交F1代成熟種子進(jìn)行消毒滅菌，消毒滅菌的方式為首先采用自來水沖洗30min后，吸干表面水分，然后在浸入70％酒精中進(jìn)行表面消毒30秒，再用2％次氯酸鈉溶液中浸泡20min，在2％次氯酸鈉溶液加3-5滴吐溫20或吐溫80，最后用滅菌劑滅菌，在滅菌后用無菌水再沖洗3-5次；將滅菌后的雜交F1代成熟種子接種于1/2MS培養(yǎng)基中，1/2MS培養(yǎng)基的體積為50ml，在1/2MS培養(yǎng)基中蔗糖含量為3％，pH＝5.8，瓊脂為6g/L，在每瓶1/2MS培養(yǎng)基中接種4粒種子，在培養(yǎng)溫度為25±1℃，光照1500lx，每天12h的條件下培育半夏F1實(shí)生苗；二，實(shí)生苗擴(kuò)繁選取經(jīng)種子培養(yǎng)獲得的健康的半夏F1實(shí)生苗，分別切取半夏F1實(shí)生苗的葉柄基部、葉柄上部、葉片、塊莖，將切取后的葉柄切段、葉片小塊和塊莖小塊接種到MS+2，4-D 0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L固體培養(yǎng)基中在培養(yǎng)溫度25±1℃，光照1 500lx，每天12h的條件下誘導(dǎo)愈傷組織，葉柄切段為0.5cm，葉片小塊為0.5×0.5cm2，塊莖小塊為0.5×0.5×0.5cm3，MS+2，4-D 0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L固體培養(yǎng)基的體積為50ml，其中在MS+2，4-D 0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L固體培養(yǎng)基中含有瓊脂6g/L，蔗糖30g/L，pH為5.8；三，球狀體增殖選取質(zhì)地，色澤一致的分化出球狀體的愈傷組織0.5g接種到改良的MS液體培養(yǎng)基中，將球狀體的愈傷組織與改良的MS液體培養(yǎng)基裝到150ml的三角瓶中，用硫酸紙將三角瓶封口，將三角瓶放在旋轉(zhuǎn)式搖床上進(jìn)行振蕩培養(yǎng)增值產(chǎn)生半夏球狀體，增值產(chǎn)生半夏球狀體的培養(yǎng)條件為溫度25±1℃，光照1500lx，每天12h，搖床轉(zhuǎn)速為100r/min，MS液體培養(yǎng)基的體積為50ml，在MS液體培養(yǎng)基中含蔗糖30g/L，pH為5.8；四，F(xiàn)1代植株再生將增值產(chǎn)生半夏球狀體接種到MS+NAA0.1mg/L+6-BA 1.0mg/L分化培養(yǎng)基中，在培養(yǎng)溫度25±1℃，光照1 500lx，每天12h的條件下誘導(dǎo)其生根分化，在25d后形成完整的F1代植株，即可進(jìn)行煉苗移栽，F(xiàn)1代植株再生中MS+NAA 0.1mg/L+6-BA 1.0mg/L分化培養(yǎng)基中含有蔗糖30g/L，瓊脂6g/L，pH為5.8；步驟五，半夏F1代品比試驗(yàn)分別對半夏不同親本與F1代植株的莖葉形態(tài)進(jìn)行比較，采用分光光度計(jì)法測定各F1代葉片中的色素含量，在分光光度計(jì)法中采用Li-6400便攜式光合儀進(jìn)行測量，并對其光響應(yīng)曲線、CO2響應(yīng)曲線、葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行測定比較，綜合比較各F1代光合特性，檢測F1代半夏中鳥苷及總游離有機(jī)酸的含量，確定光合特性及活性成分均優(yōu)的雜交F1代。本實(shí)施例江蘇海門半夏與江蘇泰州半夏的雜交F1代葉面積為15.112cm2，高于其兩親本，具有明顯的葉面積雜交優(yōu)勢(表1)，光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)較父母本低，說明其在低光強(qiáng)下呼吸速率和光合速率就可達(dá)到平衡。而表觀量子效率(AQY)高，說明其在利用弱光及耐陰性方面要優(yōu)于親本(表2)，表3為半夏親本及子一代CO2響應(yīng)曲線比較，表4半夏親本及其子一代鳥苷含量比較，除此之外，F(xiàn)1代在CO2補(bǔ)償點(diǎn)(CCP)上低于親本，說明其在較低CO2濃度下呼吸速率和光合速率就能得到滿足，羧化效率明顯高于其親本，說明F1代對低濃度的CO2，利用率要高于兩親本。綜合比較，江蘇海門半夏與江蘇泰州半夏的雜交F1代光合特性較其親本有明顯優(yōu)勢，為選育出的高光效品系。
表1 半夏親本及其子一代生物學(xué)性狀比較
注H表示江蘇海門半夏，T表示江蘇泰州半夏，H×T表示以江蘇海門半夏為母本，江蘇泰州半夏為父本的半夏雜交子一代，下表同。
表2 半夏親本及子一代光響應(yīng)曲線比較
表3 半夏親本及子一代CO2響應(yīng)曲線比較
表4 半夏親本及其子一代鳥苷含量比較 類型 鳥苷含量 Types Content of Guanosine H 0.02052 T 0.01863 H×T 0.02346
權(quán)利要求
1.一種半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，它包括以下步驟
步驟一，半夏品種收集及種質(zhì)資源圃建立首先收集不同類型的半夏種莖，選擇健康、大小一致的種莖，分小區(qū)定植于半夏種質(zhì)資源圃中，插牌標(biāo)記并進(jìn)行水肥管理；
步驟二，雜交親本篩選從半夏種質(zhì)資源圃的不同類型半夏居群中，挑選性狀優(yōu)良，具有代表性的居群作為雜交親本；
步驟三，雜交技術(shù)將半夏花的器官苞片微張，柱頭發(fā)白具粘液，雄蕊表面光滑、未散粉時對半夏花人工去雄授粉，人工去雄授粉完成后套袋隔離，掛牌標(biāo)記，待種子成熟后收雜交F1代成熟種子；
步驟四，擴(kuò)繁技術(shù)
一，實(shí)生苗獲得將收集到的雜交F1代成熟種子進(jìn)行消毒滅菌，將滅菌后的雜交F1代成熟種子接種于1/2MS培養(yǎng)基中，在一定培養(yǎng)條件下培育半夏F1實(shí)生苗；
二，實(shí)生苗擴(kuò)繁選取經(jīng)種子培養(yǎng)獲得的健康的半夏F1實(shí)生苗，分別切取半夏F1實(shí)生苗的葉柄基部、葉柄上部、葉片、塊莖，將切取后的葉柄切段、葉片小塊和塊莖小塊接種到MS+2，4-D 0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L固體培養(yǎng)基中誘導(dǎo)愈傷組織；
三，球狀體增殖選取質(zhì)地，色澤一致的分化出球狀體的愈傷組織接種到改良的MS液體培養(yǎng)基中增值產(chǎn)生半夏球狀體；
四，F(xiàn)1代植株再生將增值產(chǎn)生半夏球狀體接種到MS+NAA 0.1mg/L+6-BA1.0mg/L分化培養(yǎng)基中，誘導(dǎo)其生根分化形成完整的F1代植株，即可進(jìn)行煉苗移栽；
步驟五，半夏F1代品比試驗(yàn)分別對半夏不同親本與F1代植株的莖葉形態(tài)進(jìn)行比較，采用分光光度計(jì)法測定各F1代葉片中的色素含量，并對其光響應(yīng)曲線、CO2響應(yīng)曲線、葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行測定比較，綜合比較各F1代光合特性，檢測F1代半夏中鳥苷及總游離有機(jī)酸的含量，確定光合特性及活性成分均優(yōu)的雜交F1代。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，其特征是所述的步驟三中人工去雄授粉的最佳時間為早晨9:00-10:00。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，其特征是所述的步驟四的實(shí)生苗獲得中對雜交F1代成熟種子采用的消毒滅菌的方式為首先采用自來水沖洗30min后，吸干表面水分，然后在浸入70％酒精中進(jìn)行表面消毒30秒，再用2％次氯酸鈉溶液中浸泡20min，在2％次氯酸鈉溶液加3-5滴吐溫20或吐溫80，最后用滅菌劑滅菌，在滅菌后用無菌水再沖洗3-5次。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，其特征是所述的步驟四的實(shí)生苗獲得中的1/2MS培養(yǎng)基的體積為50ml，在1/2MS培養(yǎng)基中蔗糖含量為3％，pH＝5.8，瓊脂為6g/L，在每瓶1/2MS培養(yǎng)基中接種4粒種子，培育半夏F1實(shí)生苗的培養(yǎng)條件為培養(yǎng)溫度為25±1℃，光照為1500lx，每天12h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，其特征是所述的步驟四的實(shí)生苗擴(kuò)繁中葉柄切段為0.5cm，葉片小塊為0.5×0.5cm2，塊莖小塊為0.5×0.5×0.5cm3，MS+2，4-D 0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L固體培養(yǎng)基的體積為50ml，其中在MS+2，4-D 0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L固體培養(yǎng)基中含有瓊脂6g/L，蔗糖30g/L，pH為5.8，誘導(dǎo)愈傷組織時的培養(yǎng)條件為培養(yǎng)溫度為25±1℃，光照為1500lx，每天12h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，其特征是所述的步驟四的球狀體增殖中分化出球狀體的愈傷組織為0.5g，將球狀體的愈傷組織與改良的MS液體培養(yǎng)基裝到三角瓶中，用硫酸紙將三角瓶封口，將三角瓶放在旋轉(zhuǎn)式搖床上進(jìn)行振蕩培養(yǎng)，搖床轉(zhuǎn)速為100r/min，MS液體培養(yǎng)基的體積為50ml，在MS液體培養(yǎng)基中含蔗糖30g/L，pH為5.8，增值產(chǎn)生半夏球狀體的培養(yǎng)條件為溫度為25±1℃，光照為1500lx，每天12h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，其特征是所述的步驟四的F1代植株再生中MS+NAA 0.1mg/L+6-BA 1.0mg/L分化培養(yǎng)基中含有蔗糖30g/L，瓊脂6g/L，pH為5.8，誘導(dǎo)其生根分化形成完整植株的培養(yǎng)條件為培養(yǎng)溫度為25±1℃，光照為1500lx，每天12h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，其特征是所述的步驟四中分光光度計(jì)法中使用便攜式光合儀進(jìn)行測量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半夏雜交及F1擴(kuò)繁方法，它包括以下步驟步驟一，半夏品種收集及種質(zhì)資源圃建立；步驟二，雜交親本篩選；步驟三，雜交技術(shù)；步驟四，擴(kuò)繁技術(shù)；一，實(shí)生苗獲得；二，實(shí)生苗擴(kuò)繁；三，球狀體增殖；四，F(xiàn)1代植株再生；步驟五，半夏F1代品比試驗(yàn)。本發(fā)明采用雜交和擴(kuò)繁，可以培育出光合特性好以及內(nèi)在品質(zhì)佳的半夏品種。
文檔編號A01H1/04GK101766116SQ20101902600
公開日2010年7月7日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者王康才, 肖亞雯, 邢建永, 陳暄, 吳健, 談獻(xiàn)和, 徐志強(qiáng) 申請人:王康才