四倍體蓖麻的培育方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種植楊新品種的培育方法，特別是四倍體蓖麻新品種(系)的培育方法。
【背景技術】
[0002]蓖麻communist L.)是世界十大油料作物之一，廣泛應用于國防、航天、化工醫(yī)藥和機械制造等方面，它的主要特性是低溫(_18°C)不凝固，高溫(500?600°C)不變質，不燃燒，在國民經(jīng)濟建設中具有重要意義。
[0003]我國蓖麻資源分布廣泛，南北方均可栽培，全國每年種植面積15萬?20萬hm2，年產(chǎn)蓖麻籽15萬?25萬噸，而蓖麻籽的年需求量已經(jīng)超過60萬噸，年加工蓖麻籽能力在100萬噸以上，供需矛盾日漸突出。
[0004]雖然我國蓖麻雜交育種與新品種培育取得了顯著成績，但全國平均畝產(chǎn)只有400公斤左右。據(jù)申請者調查與鑒定，目前我國蓖麻的栽培品種和野生資源均為二倍體。最近研究資料顯示，現(xiàn)在地球上生活的高等植物全部都是多倍體，從晚侏羅紀到第三紀至少經(jīng)歷了三次全部基因組加倍事件。因此，基因組進化是高等植物進化的普遍趨勢，由此引發(fā)的基因組多倍化與多倍體研究再次成為生命科學研究的熱點。多倍體是個強勢的生物種群，多倍化后抗逆性增強，生物學產(chǎn)量顯著提高。
[0005]中國專利CN102159066 B報道了一種生產(chǎn)蓖麻種子的方法，其特點是包括對多倍體蓖麻植物進行自交育種或雜交育種，其中所述多倍體蓖麻植物通過同基因的二倍體蓖麻祖代的蓖麻種子中的基因組倍增而獲得，其中所述基因組倍增通過以下步驟實施:(a)將磁場應用于二倍體蓖麻種子；和(b)在磁場下用微管聚合抑制物或微管組裝抑制物接觸所述蓖麻種子，從而產(chǎn)生多倍體蓖麻種子，所述多倍體蓖麻種子產(chǎn)生的所述多倍體蓖麻植物的繁殖力至少相同于所述同基因的二倍體蓖麻祖代。所述多倍體蓖麻植物是四倍體。
[0006]但是，我國蓖麻多倍體育種還處于空白，目前尚未見報道，其原因是蓖麻多倍體誘變非常困難。蓖麻多倍體育種之所以困難，是因為蓖麻種子結構很特殊，儲存的營養(yǎng)非常豐富，可以保持至4片真葉期營養(yǎng)的需要，很難吸收外來誘變劑，所以蓖麻四倍體誘變難度很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種四倍體蓖麻的培育方法。該方法是采用混合誘變劑，在蓖麻種子萌發(fā)過程中去除胚乳，強迫裸胚吸收誘變劑，打斷紡錘絲的形成，大大提高了誘變頻率，首次在國內(nèi)獲得了蓖麻純合四倍體新品系，采用F1代幼葉進行染色體分析與鑒定，減少了嵌合體和非整倍體的混雜，大大提高了純合四倍體的篩選頻率。通過對F2代植株經(jīng)濟性狀的分析篩選，3-4年就培育出具有優(yōu)良性狀的四倍體蓖麻新品系(種)。
[0008]本發(fā)明提供的一種四倍體蓖麻的培育方法包括以下步驟:在收集全國蓖麻種質資源建立蓖麻種質資源圃的基礎上，通過對蓖麻形態(tài)學分析和染色體倍性鑒定，選取優(yōu)良的二倍體蓖麻品種作為四倍體誘變材料；采用混合誘變劑對人工去除蓖麻胚乳的蓖麻裸胚進行強迫吸收法進行四倍體加倍處理，取F1代新生幼葉進行染色體分析與倍性鑒定，去除嵌合體和非整倍體，篩選出純合四倍體蓖麻植株，按照蓖麻常規(guī)栽培方法進行大田種植與栽培管理。
[0009]本發(fā)明提供的一種四倍體蓖麻的培育方法包括以下步驟:
1)首先對我國蓖麻栽培品種與野生資源進行廣泛收集，建立蓖麻種質資源圃；
2)對蓖麻種質資源進行細胞學分析與染色體倍性鑒定；采用植物染色體標本制備的去壁低滲法進行蓖麻染色體標本制備。蓖麻染色體基數(shù)為x=10，體細胞二倍體染色體數(shù)目為2n=2x=20 ；
3)根據(jù)形態(tài)學、經(jīng)濟性狀分析和倍性鑒定結果，從中篩選出優(yōu)良的二倍體蓖麻品系；選取農(nóng)藝性狀優(yōu)良二倍體蓖麻品種作為四倍體蓖麻誘變材料；
4)采用常規(guī)消毒方法進行種子無菌消毒，然后去除胚乳，剝出種胚，放入1/2MS培養(yǎng)基中，在23°C ±2°C條件下進行無光照培養(yǎng)至種胚萌發(fā)；
所述常規(guī)消毒方法為用75%酒精消毒60秒，無菌水沖洗，然后用2%次氯酸鈉消毒15分鐘，無菌水沖洗3次；
5)進行四倍體人工誘變，轉入含有質量的秋水仙素和水稻素混合誘變劑溶液中，在15?20°C較低溫度的黑暗條件下加倍處理48?72小時；所述混合誘變劑的終濃度為0.01% ;所述秋水仙素和水稻素溶液的質量濃度分別為0.02% ；
6)轉入1/2MS培養(yǎng)基中，在23°C±2°C，光照lOOOLux，16小時/天，繼續(xù)培養(yǎng)；
7)待幼苗發(fā)育至4片真葉期，根長3?5公分，進行瓶苗移栽，移栽到消毒的土壤中；移栽前3天打開瓶蓋進行煉苗；移栽苗管理階段:加倍處理的幼苗損傷較大，生長緩慢，要精心管理，加強溫度與濕度的控制，減少苗的非正常死亡，成活率達到90%以上；
所述移栽苗管理的條件為:溫度保持在25°C ±2°C，濕度65%±5，土壤條件為普通沙壤土 ;
8)取F1代種胚新生的幼葉進行染色體分析與倍性鑒定，去除嵌合體和非整倍體，篩選出純合四倍體植株；
所述染色體分析與倍性鑒定步驟為:上午8?9點取新生的幼葉，用0.002M 8-羥基喹啉進行前處理3-4小時，然后按植物染色體標本制備的去壁低滲法流程進行蓖麻染色體標本制備，去除嵌合體和非整倍體植株，選取體細胞染色體為2n=4x=40的植株，即篩選出純合四倍體植株；
9)按照蓖麻常規(guī)栽培方法進行四倍體蓖麻大田種植與栽培管理，對四倍體蓖麻F1代種子再次進行倍性鑒定與染色體分析，去除嵌合體與非整倍體，因為蓖麻F1代中存在較低頻率的嵌合體和非整倍體，需要重復鑒定，選出純合四倍體蓖麻新種質。。
[0010]本發(fā)明提供了一種四倍體蓖麻的培育方法。采用去除胚乳，強迫種胚直接吸收誘變劑，提高了蓖麻四倍體誘變頻率，使誘變率達到50%左右。同時蓖麻根系發(fā)達，吸收誘變劑的能力很強，致使根很容易加倍，造成根部的多倍體和嵌合體誘變率很高，所以倍性鑒定不能以根為材料，本發(fā)明以F1代幼葉為材料，進行染色體倍性鑒定，可以有效地排除嵌合體和非整倍體，極大提高了純合四倍體的篩選頻率。
【附圖說明】
[0011]圖1:二倍體蓖麻植株外形(a)，染色體數(shù)目為2n=2x=20 (b)。
[0012]圖2:四倍體蓖麻植株外形(a)，染色體數(shù)目為2n=4x=40 (b)。
[0013]圖3:二倍體蓖麻種子(b)與四倍體蓖麻種子外形(a)比較。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明突出的特點和顯著進步可從下述實例中得以體現(xiàn)，但不會對本發(fā)明作任何限制。
[0015]本發(fā)明提供的一種四倍體蓖麻的培育方法包括以下步驟:
1)種質資源收集:從全國不同地區(qū)收集了蓖麻栽培品種和野生資源54份，包括:云南、四川、江蘇、新疆、山東、山西、河北等地，建立蓖麻種質資源圃；
2)對蓖麻種質資源進行細胞學分析與染色體倍性鑒定:采用植物染色體標本制備的去壁低滲法進行蓖麻染色體標本制備。蓖麻染色體基數(shù)為x=10，體細胞二倍體染色體數(shù)目為2n=2x=20 ；
3)根據(jù)形態(tài)學、經(jīng)濟性狀分析和染色體倍性鑒定結果，從中篩選出優(yōu)良的二倍體蓖麻品系；選取優(yōu)良二倍體蓖麻品種作為四倍體誘變材料；
4)采