借助花粉蒙导手段提高辣椒远缘杂交率的方法技术

本申请公开了一种借助花粉蒙导手段提高辣椒远缘杂交率的方法，包括以下步骤：步骤S1：获取父本辣椒花粉、与辣椒不同属的蒙导材料花粉；步骤S2：将蒙导花粉授粉至柱头上；步骤S3：于初次授粉后1小时重复至少一次步骤S2操作，得到杂交株；步骤S4：对杂交株进行水肥管理、病虫害防治操作，并修剪植株至采收期，收获果实。该方法以C.annuum和C.baccatum中的辣椒自交系为亲本材料（C.annuum

【技术实现步骤摘要】
借助花粉蒙导手段提高辣椒远缘杂交率的方法


[0001]本申请涉及辣椒远缘杂交育种
，特别是一种借助花粉蒙导手段提高辣椒远缘杂交率的方法。

技术介绍

[0002]辣椒(Capsicum)是茄科(Solanaceae)辣椒属(Capsium)一年生或多年生草本植物，是一种世界范围内广泛种植且具有重要经济价值的蔬菜作物。随着现代设施农业的推广，中国辣椒栽培面积也逐渐增大，成为世界上辣椒种植大国之一。目前中国绝大部分栽培品种都是一年生栽培种C. annuum，但是长期的人工选择，使得一年生辣椒栽培育种方面可供利用的遗传资源相对狭窄。其它 4个栽培种C.chinense、C. frutescens、C. baccatum和C. pubescens具有许多优异性状，是改良C. annuum的重要资源。
[0003]如何有效地利用辣椒属种间这些有益基因拓展C. annuum遗传基础， 已成为当今辣椒育种的重要课题。
[0004]种间杂交是远缘杂交的一种杂交方式，通过人为控制，将外源基因转移到栽培品种中，从而培育出优良的品种。种间杂交是实现基因转移的重要途径， 通过种间杂交， 结合渐渗育种能提高辣椒栽培种C.annuum的抗虫、 抗病性， 改善营养品质、增加产量及对逆境的适应性。
[0005]在长期的人工选择下，辣椒(C. annuum)品种的遗传基础已趋于狭窄，进而严重影响了辣椒生产。近年来，辣椒因疫病和病毒病导致减产高达 30%~80%，甚至绝收。现有育种模式导致遗传基础日趋狭窄，因此，可以通过加大利用辣椒属种间杂交获得新种质材料。
[0006]种间杂交是辣椒种质创新、改良现有栽培种遗传基础的有效途径。充分利用辣椒野生种、近缘野生种，进行种间杂交，对提高现有辣椒栽培品种产量、品质以及抗性具有重要的意义。
[0007]由于辣椒属种间有性杂交存在显著的不亲和性，综合国内外对辣椒属主要种间杂交的研究，其杂交难易情况概括如下：
⑴
C.annuum
×
C.chinense：正反交两个方向上都可成功杂交，但C.annuum作母本更容易些。F1从完全不育到中等育性，与双亲回交都可获得回交后代； F2代不育度高，但易于与双亲回交。
[0008]⑵
C. annuum
×
C. frutescens：有将烟草花叶病毒(TMV)及烟草蚀刻病毒(TEV)的抗性从C. frutescens成功转入C.annuum的报道；以C. frutescens作母本时通常能获得2%种子，F1代花粉变异情况为从部分可育至完全不育；回交 F2代花粉不育。
[0009]⑶
C. annuum
×
C. pendulum：以C. pendulum作母本不能获得 F1代种子，但可通过早期胚拯救获得 F1代植株，F1代自交高度不育，但偶尔可获得 F2代种子。此种间杂交组合中基因可转移，但较困难。
[0010]⑷
C. annuum
×
C. pubescens：完全杂交不育，很少结果实，即使坐果也收不到种子。
[0011]⑸
C. chinense
×
C.frutescens：互为父母本都可获得成功杂交，但C. chinense作母本时困难些。F1代中度自交不育，F1代与双亲均可回交获得后代。
[0012]⑹
C. chinense
×
C. pendulum：以C. pendulum作母本杂交有些困难，可获得一些 F2代种子，但都无活力，回交成功数量有限。
[0013]⑺
C. chinense
×
C. pubescens：以C. chinense作母本可获得果实，且成熟种子也很多，胚饱满但无胚乳，胚必须在人工培养基上生长才能获得F1代植株，但F1代完全不育，与 亲本不能回交。
[0014]⑻
C.frutescens
×
C. pendulum：以C. pendulum作母本更易成功。F1代植株高度不育，很少能获得 F2代种子，回交偶尔能获得有活力的种子。
[0015]⑼
C. frutescens
×
C. pubescens：采用重复授粉正反交都尚未获得到果实，只能通过胚培养。
[0016]⑽
C. pendulum
×
C. pubescens： 尚未获得成功杂交。
[0017](11)C.annuum
×
C. baccatum：传统杂交育种，仍在探索中，成功率极低。综上可以看出，辣椒种间杂交存在很大的挑战。
[0018]目前，一般辣椒种内杂交普遍采用蕾期授粉、 重复授粉和药物处理等方法或措施， 这些方法仅适用于对同一复合体内的种间杂交，无法适用于亲缘关系更远的不同复合体的种间杂交。
[0019]实施胚胎拯救存在以下不够完善的技术环节：
①
拯救不同的种间杂种，适用的培养基最佳配方不同；
ꢀ②
不同熟性的材料最佳拯救时期不同， 即使是相同的两个种间杂种， 不同季节、 不同植株发育程度， 拯救时期亦不相同；
ꢀ③
拯救成功后，存在继代扩繁系数低和移栽过程中成活率不高的问题。倍性改变则存在亲本本身加倍的困难的问题。以上杂交方法的成功案例均存在耗费时间长、成本高、效率低、速度慢的问题。
[0020]杂交育种仍然是辣椒育种的主要方法，鉴于传统种间杂交的局限性，在研究过程中，发现辣椒不同种间的亲和性较差，由于生殖障碍的存在，辣椒种间有性杂交障碍通常分为 3 类：(1)杂交不亲和：表现为不坐果或只能获得无籽果实；(2)杂种难育：表现为因杂种胚败育或发育不健全而种子不能萌发或虽萌发但苗期夭亡或生长异常；(3)杂种难稔：表现为杂种生长正常， 且部分配子有活力， 但不能自交结实。
[0021]以上问题主要表现为植株坐果率低。
[0022]远缘杂交中常出现不亲和性，造成杂交结实率大幅度下降，极大地降低了育种效率。由于国内外辣椒属种间杂交及进一步深入研究的报道不多，尤其是源于中国的种质资源仅有 2 个栽培种 (C. annuum及C. frutescens)，国内种间杂交试验的相关报道公开较少。受精前障碍问题并没有较好的解决手段。
[0023]蒙导方式：是指在自花花粉中加入不同比例的异属花粉。该方法主要应用于粮食作物（小麦
×
黑麦、小麦
×
大麦、水稻
×
玉米）、观赏植物（百合、牡丹、羽衣甘蓝）的杂交中，运用范围有限，在辣椒中还未见报道。

技术实现思路

[0024]本申请针对远缘种间杂交辣椒坐果率低的技术问题，提供了一种借助花粉蒙导手段提高辣椒远缘杂交率的方法，该方法操作简单，操作周期短，授粉后可有效提高远缘杂交辣椒的坐果率，最高可达80%。
[0025]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种借助花粉蒙导手段提高辣椒远缘杂交率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：获取父本辣椒花粉、与辣椒不同属的蒙导材料花粉；步骤S2：将蒙导材料花粉与父本辣椒花粉按体积比为1~2:1均匀混合后得到蒙导花粉，左手捏住母本辣椒植株的辣椒花柄，右手掐住辣椒花的花冠底端环剥，将花冠和花药全部剥离后，露出柱头，将蒙导花粉授粉至柱头上；步骤S3：于初次授粉后1小时重复至少一次步骤S2操作，得到杂交株；步骤S4：对杂交株进行水肥管理、病虫害防治操作，并修剪植株至采收期，收获果实；蒙导材料花粉为茄子花粉、烟草花粉、番茄花粉中的至少一种；母本辣椒为C.annuum属辣椒植株；父本辣椒植株为C. baccatum属辣椒植株。2.根据权利要求1所述的借助花粉蒙导手段提高辣椒远缘杂交率的方法，其特征在于，母本辣椒为C.annuum属的792、793号辣椒植株；父本辣椒植株为C. baccatum属的0314102112
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1号辣椒植株。3.根据权利要求2所述的借助花粉蒙导手段提高辣椒远缘杂交率的方法，其特征在于，母本辣椒为C.annuum属的792号辣椒植株；蒙导材料花粉为茄子花...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂敏，胡华冉，杜磊，张芮豪，钟秋月，吴丽艳，刘发万，李卫芬，
申请(专利权)人：云南省农业科学院园艺作物研究所，
类型：发明
国别省市：