一种克服芸苔属植物自交不亲和性的方法技术

本发明专利技术涉及芸苔属植物育种技术领域，特指一种用碳酸酐酶处理克服芸苔属植物自交不亲和性的方法。本发明专利技术方法具体为：在芸苔属植物自交不亲和系材料进入始花期时，于上午８∶３０～１０∶３０时段，将２－１０μｇ／ｍｌ的碳酸酐酶溶液喷洒在刚露柱头的花上，至柱头上可见雾滴，每隔１天喷洒一次，待植株上有９０％的花开时停止喷洒。为便于花对溶液的吸收，可进行雾状喷洒。本发明专利技术的方法适用于芸苔属植物自交不亲和系。向白菜（Ｂｒａｓｓｉｃａ　　ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）、甘蓝（Ｂｒａｓｓｉｃａ　　ｏｌｅｒａｃｅａ）、甘蓝型油菜（Ｂｒａｓｓｉｃａ　　ｎａｐｕｓ）、大白菜（Ｂｒａｓｓｉｃａ　　ｐｅｋｅｎｅｎｓｉｓ）自交不亲和系的刚露柱头的花上喷洒碳酸酐酶溶液，都能不同程度地提高自交亲和指数。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芸苔属植物育种
，特指一种用碳酸酐酶处理克服芸苔属植物自交不亲和性的方法。
技术介绍
自交不亲和性是植物界的一种普遍现象，常见于雌雄同株的植物，是植物在其长期进化过程中形成的有利于异花授粉的一种生殖隔离。自交不亲和，就是白花的花粉不能在自己的柱头上发芽，或者发芽后不能穿透柱头，或者穿透柱头后花粉管不能在花柱中继续延伸，或者花粉管到达胚囊后精细胞同卵细胞不能结合，这样花粉和雌蕊之间就表现为相互抑制的作用。自交不亲和性在植物的生殖生物学和作物的杂种优势利用方面具有重要的理论和实际意义。因此植物的自交不亲和性一直是生殖生物学和作物育种学研究的重要内容之一。在植物育种中，自交不亲和系的选育和利用是杂种优势利用上的一个重要发现，可以节省人工去雄的劳力，降低种子生产成本，提高制种效率，保证较高的杂种率，利用其杂种优势，至今仍是许多作物杂种优势利用的主要方式。利用自交不亲和系生产杂种是一种非常简便的制种方法。但是，由于自交不亲和性的存在，对自交不亲和系的繁殖和保存存在一定的困难。因此，克服自交不亲和性的方法也是自交不亲和性利用的重要组成部分之一。多年来人们尝试了多种方法用来克服自交不亲和性以生产大量种子。这些方法包括生物学方法、物理学方法、机械方法和化学方法。生物学方法主要有蕾期授粉，这是一种传统的方法，它是用不亲和的同种植物花粉给尚未成熟的雌蕊授粉的一种方法。这种方法的原理可能是未成熟雌蕊柱头上尚未合成抑制同种花粉的抑制物。此外还有延迟授粉、涂柱头分泌物、混合花粉授粉、子房内授粉、蜜蜂传粉、体外受精和染色体加倍等生物学方法。物理学方法有辐射诱导、电助授粉、电场、激光处理授粉和热辅助授粉法等方法。机械方法主要有切除柱头或截短花柱以及钢刷授粉等方法。鉴于生物学方法、物理学方法和机械方法在应用中存在着工作量大、装备较复杂、柱头容易造成机械损伤、效率低等的不足，20世纪70年代以来，国内外研究者越来越关注用化学方法来克服植物的自交不亲和性。这些化学药剂主要包括激素类(如6-BA)、无机盐类(如NaCl、NH4SO4)、高CO2浓度处理和其他的化合物(如槲皮素)等。但这些化学药剂仅在某一些植物上适用，而且一般来讲受环境影响较大，且都有一定的局限性，因此，急需找到一种具有广谱性的药剂来克服自交不亲和性的方法。碳酸酐酶(Carbonic anhydrase，CA)(EC4.2.1.1)有别于激素类(如6-BA)、无机盐类(如NaCl、NH4SO4)、CO2和其他的化合物(如槲皮素)等。它是一种含有锌的酶，能催化可逆反应。芸苔属植物是孢子体型自交不亲和性(Sporophytic self-incompatibility，SSI)型，它具有三核花粉和干性柱头，花粉的抑制作用发生在花粉与柱头作用的初期，自交抑制并非花器形态学上或时间上的障碍，而是花粉与柱头相互作用后，花粉管生长受到抑制而发生。受抑制的部位是柱头表面的胼胝质。其中白菜(Brassica campestris)等自交不亲和是花粉在柱头上能萌发，但不能穿透柱头乳突细胞；而甘蓝(Brassica oleracea)等，花粉在柱头上不能正常萌发，花粉与柱头接触后，花粉和乳突细胞胼胝质(callose)不断积累。由于碳酸酐酶能快速地将HCO3-转化成H2O和CO2，在花期喷洒碳酸酐酶在柱头上，可以改善柱头上的“干性”环境，提高柱头上的环境的湿度，这样减少胼胝质的形成，有利于花粉在柱头上萌发、生长，最后形成合子。同时碳酸酐酶能促进叶片的光合作用，花序上绿色器官的光合作用的增强有利于种子的生长发育。用碳酸酐酶来克服芸苔属植物植物的自交不亲和性还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用碳酸酐酶处理克服芸苔属植物自交不亲和性的方法。本专利技术方法具体为在芸苔属植物自交不亲和系材料进入始花期时，于上午8:30～10:30时段，将2-10μg/ml的碳酸酐酶溶液喷洒在刚露柱头的花上，至柱头上可见雾滴，每隔1天喷洒一次，待植株上有90％的花开时停止喷洒。为便于花对溶液的吸收，可进行雾状喷洒。本专利技术的方法适用于芸苔属植物自交不亲和系。向白菜(Brassica campestris)、甘蓝(Brassica oleracea)、甘蓝型油菜(Brassica napus)、大白菜(Brassica pekenensis)自交不亲和系的刚露柱头的花上喷洒碳酸酐酶溶液，都不同程度地提高自交亲和指数。田间实验结果表明，喷施碳酸酐酶溶液后，白菜自交不亲和系平均结荚率可达39.8～52.5％，平均每荚结籽数为5～7粒，其自交亲和指数由原来的0.08增至1.99～3.68；甘蓝自交不亲和系平均结荚率可达78.4～82.5％，平均每荚结籽数为4～6粒，其自交亲和指数由原来的0.31增至3.12～4.95；甘蓝型油菜自交不亲和系平均结荚率可达63.7～79.4％，平均每荚结籽数为5～7粒，其自交亲和指数由原来的0.36增至3.19～5.56；大白菜自交不亲和系平均结荚率可达67.3～82.2％，平均每荚结籽数为5～7粒，其自交亲和指数由原来的1.02增至3.37～5.75。本专利技术的优点(1)利用碳酸酐酶能快速地将HCO3-转化成H2O和CO2，改善柱头上的“干性”环境，提高柱头上的环境的湿度，减少胼胝质的形成，来促进花粉在柱头上萌发、生长，最后形成合子的构思，有别于目前任何一种方法。(2)效率高，操作方便。(3)自交不亲和系结实率、亲和指数增加幅度大。(4)应用范围较广。可以应用到白菜、甘蓝、甘蓝型油菜和大白菜等十字花科芸苔属植物的自交不亲和性的克服上。(5)所结种子饱满，有利于萌发。具体实施例方式实施例1在白菜自交不亲和系材料进入始花期时，于上午9:00～10:00时段，将2μg/ml的碳酸酐酶溶液喷洒在刚露柱头的花上，至柱头上可见雾滴，每隔1天喷洒一次，待植株上有90％的花开时停止喷洒。该处理白菜自交不亲和系平均结荚率可达39.8％，平均每荚结籽数为5粒，其自交亲和指数由原来的0.08增至1.99。种子较饱满。实施例2在白菜自交不亲和系材料进入始花期时，于上午9:30～10:30时段，将8μg/ml的碳酸酐酶溶液喷洒在刚露柱头的花上，至柱头上可见雾滴，每隔1天喷洒一次，待植株上有90％的花开时停止喷洒。该处理白菜自交不亲和系平均结荚率可达52.5％，平均每荚结籽数为7粒，其自交亲和指数由原来的0.08增至3.68。种子较饱满。实施例3在甘蓝自交不亲和系材料进入始花期时，于上午9:00～10:00时段，将4μg/ml的碳酸酐酶溶液喷洒在刚露柱头的花上，至柱头上可见雾滴，每隔1天喷洒一次，待植株上有90％的花开时停止喷洒。该处理甘蓝自交不亲和系平均结荚率可达78.4％，平均每荚结籽数为4粒，其自交亲和指数由原来的0.31增至3.12。种子较饱满。实施例4在甘蓝自交不亲和系材料进入始花期时，于上午8:30～9:30时段，将8μg/ml的碳酸酐酶溶液喷洒在刚露柱头的花上，至柱头上可见雾滴，每隔1天喷洒一次，待植株上有90％的花开时停止喷洒。该处理甘蓝自交不亲和系平均结荚率可达82.5％，平均每荚结籽数为6粒，其自交亲和指数由原来的0.31增至4.95。种子较饱满。实施例5在甘蓝型油菜自交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种克服芸苔属植物自交不亲和性的方法，其特征在于：在芸苔属植物自交不亲和系材料进入始花期时，于上午８：３０～１０：３０时段，将２－１０μｇ／ｍｌ的碳酸酐酶溶液喷洒在刚露柱头的花上，至柱头上可见雾滴，每隔１天喷洒一次，待植株上有９０％的花开时停止喷洒。

【技术特征摘要】
1.一种克服芸苔属植物自交不亲和性的方法，其特征在于在芸苔属植物自交不亲和系材料进入始花期时，于上午8:30～10:30时段，将2-10μg/ml的碳酸酐酶溶液喷洒在刚露柱头的花上，至柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沿友，李萍萍，毛罕平，管荣展，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[]