《矮牵牛育种》PPT课件.ppt

园林植物育种学各论矮牵牛育种 一 概述 矮牵牛 茄科 矮牵牛属 原产巴西 阿根廷等南美洲温带地区 花型奇特 花色丰富 花期长 在干热少花的夏季开放 适应性强 被喻为 世界花坛花卉之王 广泛用于盆栽 花坛 花槽 窗台点缀及家庭装饰等 一 概述 在美国 种植和消费高居草本花卉之首 在日本 矮牵牛是最受欢迎的花卉之一 20世纪80年代后期 我国从美国 日本和荷兰等国大量引进栽培 作为花坛后起之秀 市场对矮牵牛需求量越来越大 二 遗传资源 1803年 Jusseau确定矮牵牛属 现已确定的矮牵牛大约40种 400多个品种 类型 大花单瓣类 丰花单瓣类 多花单瓣类 大花重瓣类 丰花重瓣类 重瓣多花类等 1 野生资源 1 撞羽矮牵牛 P violacea 一年生草本 株高15 25厘米 全株密生腺毛 叶卵圆形 具短柄 花紫堇色 2 腋生矮牵牛 P axillaris 花大 白色 一年生草本 株高30 60厘米 单花腋生 有香气 3 青紫矮牵牛 P integrifolia P inflata 株高20 30cm 花小 紫红色 4 P exserta植株高大 150cm 灌木状 2 品种资源 矮牵牛品种 由野生的直立性腋生矮牵牛 P axillaris 和匍匐性青紫矮牵牛 P integrifolia 杂交培育的 1 大花型 单瓣和重瓣 径7 5 10cm 单瓣或重瓣 如Aladdin Dream Flash Frost Ultra Cascade 重瓣 等系列 虹彩 梦幻 阿拉丁 依格 凝霜白边 夸张 等系列 夸张系列 夸张白星干红 星蓝色 夸张白星玫红色 夸张白星红色 2 垂吊型 径5 7 5cm 花多 茎蔓很长 适用于花坛 吊篮 如Surf Wave Avalanche 珊瑚色 白色 紫红色 蓝色 鲑红色 粉红 冰淡紫色 浅紫色 3 丰花型 单瓣和重瓣 径6 7 5cm 花多 如Madness DoubleMadness 紫红色和深玫瑰红 蓝色和红色 4 小花型 径2 5 4cm 花较多 MillionBells系列 百万小铃 由日本Suntory公司培育 Callie系列 美国Goldsmith 高美 公司培育 Calimor Noa系列 以色列Danziger公司培育 Superbells系列 美国ProvenWinners出品 SpringFling系列 荷兰KieftBloemzaden公司 Cabaret系列 来自美国BallHorticulturalCompany Colorburst系列 Carillon系列 Calipetite系列 日本坂田 sakata 公司 Celebration系列 DreamKisses系列 德国Westhoff公司出品 5 多花型 单瓣和重瓣 径4 6cm 花很多 抗病害能力强 耐热 耐风雨 非常适合夏秋栽植 如Carpet elebrity Primetime 三 矮牵牛的育种目标及其遗传规律 1 花色 常见有20多种花色 红 大红 粉红 玫红 鲑红 淡紫 酒红 蓝色 天蓝 青色 白色 乳黄 各种星条及带网纹的颜色 缺少 橘红色 砖红色以及纯黄色品种 花色素生物合成的关键酶基因 CHS CHI F3H F3 H F3 5 H FLS DFR ANS 3GT 3RT MT AR AT等 控制结构基因表达的调节基因An1 2 10 11 12 In1 FaIn2 影响液泡pH值的基因 pH1 5 矮牵牛花色分子生物学研究 2 花径花径大小属于数量性状 受多基因控制 大花F1代自交后代花径大小发生分离 且变异是连续的 成正态分布 F2 F3及F4代大花植株自交后代继续发生分离 但是大花单株明显增多 大花基因对小花基因有显性遗传趋势 纯合大株与纯合小株杂交 后代表现大花植株 小花性状与丰花性往往联系一起 3 重瓣性矮牵牛的重瓣花由雄蕊和雌蕊瓣化而来 结实率降低或丧失 重瓣基因对单瓣基因是隐性 重瓣品种具有纯合的重瓣花基因 重瓣性的强弱受环境条件的影响 开花早期或营养条件差时 会出现单瓣花 目前重瓣花品种仍然较少 培育更多的重瓣花品种是今后矮牵牛育种目标之一 4 株型株型与内源激素 如细胞分裂素 生长素等 关系密切 育种目标 矮化多分枝 匍匐生长型等不同株型的品种 5 抗性矮牵牛较抗病虫 抗热 耐雨水较弱 育种目标 抗雨水 耐热的品种 四 育种技术 1 引种1 品种咨询调查2 根据当地气候条件及用途选择合适的品种系列 3 进行品种比较试验4 品种特性的综合评价5 确定应用及引种品种 2 杂交育种 1849年 产生复瓣品种 1876年 自然变异产生四倍体大花品种 1879年 培育小花及矮化品种 1880年 Shepherd培育出享有盛名的 CaliforniaGiant 和 Superhissima 类型 但这些品系长得不够健壮 不适于露地种植 1930年 日本首次培育了F1代矮牵牛品种 美国 日本和韩国等国都已培育出许多F1代杂种 并已注册专利 1999年韩国Song等通过6年连续自交在S6代选择了27个纯系 包括3个白色系列 2个黄色系列 9个粉红色系列 1个珊瑚色系列 6个红色系列和6个紫色系列 黄善武采用60Co 射线诱变获得了蓝紫 粉红 亮粉红 深红等花色的矮牵牛F1杂种6个 唐小敏等进行矮牵牛杂种优势研究 初步摸清矮牵牛杂种优势的一般规律 早期 国外选育矮牵牛雄性不育系生产F1代种子 后因矮牵牛花器较大 人工杂交操作较容易 因每一蒴果较多而摒弃 优势杂交育种的基本程序 1 确定育种目标2 收集育种材料3 选育优良自交系4 测定配合力 确定优势组合5 配制一代杂种 6 品种比较试验7 区域试验与生产试验8 杂交种子生产9 推广应用 注意事项 1 生产自交系时应严格套袋隔离 2 选育自交系时应达到足够的自交代数 3 加强自交系的栽培管理 4 杂交制种时严格去雄套袋 3 生物技术育种 矮牵牛在植物基因工程育种 体细胞育种及单倍体育种都取得了一定的进展 基因工程育种已创造出新品种并加以应用 体细胞育种和单倍体育种直至现在尚无新品种产生 3 1矮牵牛基因工程育种 矮牵牛比较容易再生 组织与细胞操作技术简单 生活周期短 遗传背景清晰 又是一种重要花卉 是转基因的模式植物 自Horsch等 1985 首次获得矮牵牛转基因植株以来 矮牵牛的基因工程育种纷纷展开 并创造了一系列新品系 已有新品种应用于生产 农杆菌介导的遗传转化程序 目的基因的克隆 构建植物表达载体 将重组质粒导入农杆菌 农杆菌介导目的基因转化植物 转基因植株的筛选与鉴定 基因工程应用 修饰花色 改变株型 改善花型 延缓衰老 提高抗性 雄性不育 3 2体细胞杂交育种 矮牵牛属是最早进行体细胞培养的植物种类 1972年始就用于原生质体分离和培养 现已通过体细胞融合方式获得了芽和杂种植株 但无新品种产生的报道 3 3单倍体育种 花药培养国外对矮牵牛属的花药及花粉培养的研究主要在20世纪70年代至90年代初 Binding 1972 用矮牵牛花粉粒进行培养 经7d温育后 发育成三核花粉粒 没有报道愈伤组织或小苗的再生 国内对单倍体育种研究的报道较少 近几年华中农业大学的包满珠教授等人此方面的研究较多 2003对矮牵牛进行花药培养 其最高诱导率达到67 39 花药培养最佳培养时间处于单核期的花药小孢子易产生单倍体植株 双核期易产生二倍体植株 双核晚期易产生三倍体植株 花药培养技术的研究 小孢子直接培养2 3为三倍体植株低温预处理6 处理48h能显著提高花药培养的产胚率 MalhotraandMaheshwari 1977 基因型基因型对矮牵牛花药培养诱导率的影响起决定性作用 Mitchelletal 1980 糖源的影响麦芽糖效果最好 其次是乳糖及蔗糖 而半乳糖对花药培养有毒害作用 激素对植株再生的影响在含有2mg L 1BA的Nitsch培养基上可直接产生幼苗 在0 5mg L 1玉米素 5mg L 1赤霉酸或0 1mg L 1BA 1mg L 1NAA上则产生愈伤组织 影响矮牵牛花药培养技术直接应用于生产的主要因素 诱导率太低 大量三倍体植株产生 诱导率问题直至2003年有了较大的突破 67 39 探索表明 三倍体植株的产生是由于核的融合引起的 至今尚无解决该问题有效方法的报道 Raquin认为花粉植株的产量与胚状体的产量和质量有关 而胚状体的产量与供试材料的基因型有关 Gupta认为 三倍体植株具有更强的生活力和更高的观赏价值 在育种上有其重要价值 总体来说 矮牵牛单倍体育种尚需进一步努力 3 4多倍体育种 国外 矮牵牛多倍体研究已有一定历史 并有部分投入生产实际应用 国