甜瓜属异源三倍体黄瓜的育种方法技术

本发明专利技术甜瓜属异源三倍体黄瓜及其用于黄瓜育种的方法，专用于改良黄瓜新品种。将甜瓜属种间杂交双二倍体新种与普通栽培黄瓜通过种间杂交培育出甜瓜属异源三倍体新型无籽黄瓜。利用异源三倍体黄瓜与黄瓜回交，获得耐弱光、抗根结线虫的异源易位系；将优良的异源易位系与雌性系黄瓜进行杂交，培育出耐弱光、抗根结线虫的黄瓜新品种。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术甜瓜属异源三倍体黄瓜及其用于黄瓜育种的方法属于生物技术育种领域，专用于黄瓜的染色体工程育种。二、技术背景在本课题组申请的专利《甜瓜属野生种用于黄瓜育种的方法》(申请号00 1 12271.1---9c)中，我们通过幼胚拯救，首次克服了甜瓜属野生种和栽培种之间的种间杂交障碍；利用体细胞变异成功地将双单倍体种间杂种进行了染色体加倍，随后经过育性恢复筛选，培育出世界上第一个甜瓜属种间杂交双二倍体新种C.hytivus。该双二倍体新种携有野生种C.hystrix的全套染色体组，但作为异源四倍体，双二倍体新种的育性较低，不利于通过回交来转导利用新种中的有用外源基因进行黄瓜的品种改良。异源三倍体黄瓜是利用双二倍体新种C.hytivus改良黄瓜品种的一个重要的中间材料。由于异源三倍体黄瓜的染色体倍性降低了，其与二倍体黄瓜的可交配性得到了增强(Chen et al.，2001)，有利于通过回交向普通栽培黄瓜转导新种携有的有用的外源性状。利用异源三倍体黄瓜还可以获得一些重要的染色体工程材料，如异源易位系等。这些材料与黄瓜染色体(数目)相近，性状转移的效率可得到进一步提高。其它作物的育种实践表明异源易位系是作物品种改良的理想的染色体材料(Ceoloni et al.，1996)。因此，异源三倍体黄瓜及随后的优良异源易位系也将在甜瓜属作物的品种改良中发挥重要的作用。然而，迄今为止，人们还没有培育出甜瓜属的异源三倍体黄瓜。技术方案 本专利技术所提供的甜瓜属异源三倍体黄瓜及其用于黄瓜育种的方法，其实施方案如下1、甜瓜属异源三倍体黄瓜的育种方法，包括将甜瓜属种间杂交双二倍体新物种与普通栽培黄瓜进行正反交，杂交后将杂种幼胚置于MS+0.2mg L-16-BA的培养基上培养，获得再生植株；以卷须作为染色体的制片材料，对再生植株进行分生细胞的染色体数目鉴定，获得甜瓜属异源三倍体黄瓜(2n＝3x＝26)。通过顶芽和腋芽等的离体繁殖，保存和扩大异源三倍体黄瓜的种质资源。离体快繁培养基包括，不定芽培养基MS+10μM BA或MS+13.3μM BA+1.1μMNAA；生根培养基1/2 MS+0.2 mg·L-1IBA，0.8gL-1.琼脂，30g L-1蔗糖，pH＝5.8。2、上述甜瓜属异源三倍体黄瓜用于黄瓜育种的方法，包括1)利用异源三倍体黄瓜培育黄瓜异源易位系 选择上述甜瓜属异源三倍体黄瓜作母本，雌性系黄瓜GY-14作父本，将杂交的幼胚置于MS+0.2mg L-16-BA的培养基上进行培养，获得再生植株；将C-分带、同工酶和RAPD分子标记鉴定等技术相结合，选择耐弱光、抗根结线虫性状，获得长果型异源易位系HHZ1-9-12(2n＝14)和中果型异源易位系HHZ1-9-8(2n＝14)。2)利用上述获得的异源易位系培育黄瓜新品种利用上述获得的长果型异源易位系HHZ1-9-12(2n＝14)和中果型异源易位系HHZ1-9-8(2n＝14)与黄瓜雌性系GY-14进行2～4代轮回回交和选择，培育出优良的黄瓜新品种。有益效果 本专利技术甜瓜属异源三倍体黄瓜及其用于黄瓜育种的方法，与现有技术相比，具有如下优点和积极效果本专利技术是利用世界上唯一的甜瓜属种间杂交双二倍体新种与普通栽培黄瓜之间的杂交。由此开始，经过胚胎拯救、染色体鉴定、生化、分子技术标记和综合性状选择等环节，首次获得甜瓜属异源三倍体黄瓜，是一种重要染色体工程育种的中间材料。随后研究创制的甜瓜属的异源易位系，则是可以直接服务于黄瓜品种改良的材料。本专利技术对甜瓜属、乃至整个蔬菜作物的育种实践和理论研究无疑都具有重要的借鉴意义；可以预测，本项申请的专利技术将极大地推动未来世界的黄瓜的品种改良。由于拓宽了遗传基础，所获得的甜瓜属异源三倍体黄瓜和黄瓜新品种无论在露地还是温室都表现出了普通黄瓜所不具备的对根结线虫的抵抗能力。试验表明，接种后，异源三倍体黄瓜平均的根结指数为3.8，抗性中，黄瓜新品种平均约4.1，抗性中；而对照普通黄瓜根结指数为5.0，感病。同时，异源三倍体黄瓜和黄瓜新品种也表现出较好的经济性状。异源三倍体黄瓜每株平均可结果30个左右，果重约100～150克，长约13厘米，直径约3厘米，果型指数约4.3；黄瓜新品种结果数与普通黄瓜无异，有长短两种果型，果型指数为5～6。异源三倍体黄瓜有时2个果结在同一节上，果型整齐。果实绿色，嫩果味似黄瓜，成熟时约有柠檬风味，不含任何苦味。初步的品质分析结果表明，异源三倍体黄瓜果实蛋白质的含量为0.78％，矿物质为0.35％，分别高于二早子黄瓜的0.59％和0.28％。其余性状见表1。四附图说明图1异源三倍体黄瓜的培育以及利用其进行黄瓜育种的系谱2、双二倍体新种的植株图3、双二倍体的染色体2n＝4x＝38图4、异源三倍体黄瓜的果实(左)和双二倍体新物种果实(右)图5、异源三倍体黄瓜的染色体2n＝3x＝26 将异源三倍体黄瓜与黄瓜雌性系GY-14进行杂交，并将幼胚置于MS添加0.2mg L-16-BA的培养基上培养获得再生植株；取幼嫩的卷须(长约1-3毫米)，进行染色体计数和C-分带带型分析，并结合同工酶和RAPD分析，筛选出异源易位系；经过抗性鉴定和经济性状评价，筛选出抗根结线虫(根结指数4.1)、耐弱光(在8000Lx的光强下能正常生长)的优良的长果型(果型指数6.0)的异源易位系HHZ1-9-12。随后，利用雌性系GY-14与优良异源易位系HHZ1-9-12进行2～4代的轮回回交，筛选出抗根结线虫(根结指数4.1)、耐弱光(在8000Lx的光强下能正常生长)的长果型(果型指数6.0)黄瓜新品种。实施例2 利用上述培育出的异源三倍体黄瓜与黄瓜雌性系GY-14进行杂交，并将MS添加0.2mg L-16-BA的培养基上培养获得再生植株；将利用卷须计数染色体、C-分带带型分析、同工酶和RAPD分析相结合，筛选出异源易位系；随后经过抗性鉴定和经济性状评价，筛选出抗根结线虫(根结指数4.1)、耐弱光(在8000Lx的光强下能正常生长)的中果型(果型指数5.0)的优良异源易位系HHZ1-9-8。利用雌性系GY-14与异源易位系HHZ1-9-8进行2～4代的轮回育种，筛选出抗根结线虫(根结指数4.1)、耐弱光(在8000Lx的光强下能正常生长)的中果型(果型指数5.0)的黄瓜新品种。表1申请涉及主要材料的特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
甜瓜属异源三倍体黄瓜及其用于黄瓜育种的方法，包括：将甜瓜属种间杂交双二倍体新种Ｃｕｃｕｍｉｓ ｈｙｔｉｖｕｓ Ｃｈｅｎ ＆ Ｋｉｒｋｂｒｉｄｅ和普通栽培黄瓜（Ｃ．ｓａｔｉｖｕｓ Ｌ．）进行正反种间杂交，随后将杂种幼胚置于ＭＳ＋０．２ｍｇ Ｌ－１６－ＢＡ培养基上进行组织培养，获得种间杂种异源三倍体黄瓜植株（２ｎ＝２６），利用花粉刺激杂种果实生长发育，形成无籽型新品种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.甜瓜属异源三倍体黄瓜及其用于黄瓜育种的方法，包括将甜瓜属种间杂交双二倍体新种Cucumis hytivus Chen & Kirkbride和普通栽培黄瓜(C.sativus L.)进行正反种间杂交，随后将杂种幼胚置于MS+0.2mgL-16-BA培养基上进行组织培养，获得种间杂种异源三倍体黄瓜植株(2n＝26)，利用花粉刺激杂种果实生长发育，形成无籽型新品种。2.根据权利要求1所述的甜瓜属异源三倍体黄瓜及其用于黄瓜育种的方法，其特征在于以异源三倍体黄瓜植株的顶芽或腋芽为外植体，利用离体快繁扩大异源三倍体的群体规模，离体快繁的培养基包括不定芽培养基，MS+10μM BA或MS+13.3μM BA+1.1μM NAA；和生根培养基，1/2 MS+0.2mg·L-1 IBA，0.8g L-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈劲枫，罗向东，钱春桃，庄飞云，任刚，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]