生产F1杂交种子的方法技术

本发明专利技术涉及生产表现异型自交不亲和性的植物的Ｆ↓［１］杂交种子的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生产表现异型自交不亲和性的植物的F1杂交种子的方法。长期以来，已经证明一般用于处理异体受精植物的F1杂交技术在植物育种中非常有效。特别是已经证明这种技术在得到异体受精农作物如玉米和油菜的优良品种方面特别有用。因此，建立能高效获得F1杂交种子的实际应用技术是长期以来的需求。为建立这样的技术，最常用的是细胞质雄性不育株系。但是，这种技术的问题是在许多种植物中常常难以找到诱发雄性不育性的细胞质。为了解决这个问题，已提出通过利用不亲和性来生产F1杂交种子的方法。这种技术已实际应用于植物育种过程，特别是用于产生表现同型自交不亲和性的几种十字花科蔬菜如甘蓝的改良品种。另一方面，可以考虑使用生产表现异型自交不亲和性的植物的F1杂交种子的方法。但是目前还没有任何实际可用的方法可以用来获得适用工业目的的大量F1杂交种子。这种情况的原因之一是还没有工业上有用的方法来生产仅有长柱花植株或短柱花植株的株系。根据受精生理学领域的研究，众所周知在通过手工操作进行长柱花植株之间的交配实验中，可以得到小量的杂交种子，但是这种交配方法不适合在培育用于工业种子生产的仅有长柱花植株的株系时使用。目前，作为在实验水平上实际可用的得到F1杂交种子的方法，可以通过人工操作进行不同株系之间的交配过程。选择性地，可以从含一个株系的群体中抽出长柱花植株或短柱花植株，然后通过授花器被来自其它株系的花粉传粉。然而，已证明上述方法花费很高，因为在生产大量F1杂交种子时需要大量的劳动力，所以这些方法不适用于工业目的。本专利技术的目的是提供改良的生产表现异型自交不亲和性的植物的F1杂交种子的方法，以解决上述先有技术中存在的问题。根据本专利技术，提供了生产表现异型自交不亲和性的植物的F1杂交种子的方法，此方法包括以下步骤从表现异型自交不亲和性的植物群体筛选长柱花植株；将筛选到的长柱花植株置于隔离的条件下；为实现预定的杂交进行人工授粉或自然杂交以培育仅有长柱花植株的株系；在此株系与其它株系隔离的条件下，人工或在自然条件下进一步进行上述株系内部的杂交；繁殖种子以得到仅有长柱花植株的种子亲本株系；种植仅有长柱花植株的种子亲本株系(株系A)；在株系A的附近，种植仅有短柱花植株或既有短柱花植株又有长柱花植株的另一株系(株系B)；收获用株系B的花粉受精的株系A的种子，由此通过株系A和株系B之间的杂交得到F1杂交种子。在本专利技术的一个方面中，表现异型自交不亲和性的植株包括荞麦的几个栽培品种。详细地说，荞麦的几个栽培品种包括Kitawasesoba，kitayuki，Botansoba，Shinanonatsusoba，Shatilovskaya 5，Ballada，Sumchanka。本专利技术的上述目的和特征将更好地从下面有关所附表格的描述中得到理解。根据本专利技术的方法在以下详细描述。首先，从表现异型自交不亲和性的植物群体筛选长柱花植株交将其放在隔离的条件下。为实现所需的杂交，进行人工授粉或自然杂交以培养仅有长柱花植株的株系。另外，在此植株与其它株系隔离的条件下，人工或在自然条件下进行进一步杂交，由此繁殖种子以得到仅有长柱花植株的种子亲本株系。另外，根据本专利技术，种植仅有长柱花植株的种子亲本株系(株系A)。然后在株系A的附近种植仅有短柱花植株或既有短柱花植株又有长柱花植株的另一株系(株系B)。最后收获用株系B的花粉受精的株系A的种子，由此通过株系A和株系B之间的杂交得到F1杂交种子。首先从Kitawasesoba植株群体(表现异型自交不亲和性的荞麦栽培品种)去除短柱花植株，这样仅留下长柱花植株。用套笼盖住长柱花植株以使他们完全与周围环境隔离。然后，向同一笼子放入一些传粉媒介昆虫。这样，发生了所需的杂交，得到的种子量是普通栽培条件下收获量的1/4。然后收获得到的种子并播种，发现下一代都是长柱花植株。另外，在自然条件，将上述植株放在远离其它荞麦株系的田野中，发现发生了预定的杂交并结出了种子，由此得到仅有长柱花植株的种子亲本侏系。从以上方法可知培育大量仅有长柱花植株的株系以适于工业目的是可能的。对国内外得到的其它6种荞麦进行一些相似实验之后，也发现通过仅在长柱花植株之间的杂交得到种子，由此得到仅有长柱花植株的种子亲本株系是可能的。另外，将仅有长柱花植株的Kitawasesoba个体的群体与既有短柱花植株又有长柱花植株的Kitawasesoba个体的群体隔开不同的距离种植发现如果前一群体(仅含长柱花植株的Kitawasesoba个体的群体)和后一群体(含短柱花植株或既含短柱花植株又含长柱花植株的Kitawasesoba个体的群体)的任一个体之间的距离增加，种子形成率将下降。也就是前一群体离后一群体越远，种子形成率越低。但是可看到在所有试验个体上都形成了种子。当对下一代花柱进行研究时，发现出现长柱花植株和短柱花植株的比例是1∶1。从这一事实可清楚地了解由短柱花授粉是可能的，并且几乎所有仅有长柱花植株的个体的群体都可用来自短柱花植株的花粉受精。根据从上述描述中理解的，如果培育仅有长柱花植株的株系(株系A)并将有短柱花植株的另一株系(株系B)栽培在株系A的附近，使用本专利技术可能得到工业水平的大量F1杂交种子。异型自交不亲和性自交不亲和性是指尽管两个植株具有正常雄性和雌性器官并进行自花传粉却没有受精发生的现象。异型自交不亲和性是指这样一种现象，其中尽管存在长柱花植株(具有长花柱和短花丝)和短柱花植株(具短花柱和长花丝)，但是具有相同类型花的两个植株之间的杂交过程中不产生种子。实际上，长柱花植株是隐性基因“s”的纯合子，而短柱花植株是隐性基因“s”和显性基因“S”的杂合子。在这些长柱花植株和短柱花植株之间的杂交过程中，ss和Ss将以1∶1的比例出现，长柱花植株和短柱花植株通常维持在1∶1的比例。但是，如果在仅有长柱花植株的群体之间进行杂交，其后代都变为长柱花植株。F1杂种当在两个不同的自体受精株系(或自交系)之间进行交配时，可以在这样的交配过程中得到杂交种子。然后可培育所得的杂交种以得到杂交植株，此时称为F1杂种。最近对于异体受精农作物如玉米或一些其它蔬菜，已培育出一些优良的F1杂种品种。实验使用开花植物，按下面详细描述的方法进行三个实验。植物荞麦(Fagopyrm esculentum Moench)品种Kitawasesoba，Kitayuki，Botansoba，Shinanonatsusoba，Shtilovskaya 5，Ballada，Sumchanka，Hokkai No.3传粉媒介昆虫Stinging fly实验1操作用套笼将刚开始开花的20株Kitawasesoba(一种荞麦)长柱花植株盖住以防止昆虫飞入。然后除去已开放的花并向罩子中放入100只昆虫stinging fly。90天后，收获成熟的植物个体，计算所产生的总状花序和种子的数目。然后在温室或田间播种收获的种子，并观察它们的花柱。同时，在自然条件下进行自然传粉。然后在它们达到完全成熟之后，随机选取20株植株，计算所产生的总状花序和种子的数目。结果如表1所示，在这个实验中能够通过在仅有长柱花植株的荞麦个体的群体之间有效地进行杂交得到所需的种子。发现尽管在本实验中得到的种子数在各个个体之间显著不同，但是几乎所有荞麦本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产表现异型自交不亲和性的植物的Ｆ↓［１］杂交种子的方法，此方法包括以下步骤：从表现异型的自交不亲和性的植物群体筛选长柱花植株；将筛选到的长柱花植株置于隔离的条件下；为实现预定的杂交进行人工授粉或自然杂交以培育仅有长柱花植株的株 系；在此株系与其它株系隔离的条件下，人工或在自然条件下进一步进行上述株系内部的杂交；繁殖种子以得到仅有长柱花植株的种子亲本株系；种植仅有长柱花植株的种子亲本株系（株系Ａ）；在株系Ａ的附近，种植仅有短柱花植株或既有短柱花植株又 有长柱花植株的另一株系（株系Ｂ）；收获用株系Ｂ的花粉受精的株系Ａ的种子，由此通过株系Ａ和株系Ｂ之间的杂交得到Ｆ↓［１］杂交种子。

【技术特征摘要】
JP 1998-8-4 220491/981.生产表现异型自交不亲和性的植物的F1杂交种子的方法，此方法包括以下步骤从表现异型的自交不亲和性的植物群体筛选长柱花植株；将筛选到的长柱花植株置于隔离的条件下；为实现预定的杂交进行人工授粉或自然杂交以培育仅有长柱花植株的株系；在此株系与其它株系隔离的条件下，人工或在自然条件下进一步进行上述株系内部的杂交；繁殖种子以得到仅有长柱花植株的种子亲本株系；种植仅有长柱花植株的种子亲本株系(株系A)...

【专利技术属性】
技术研发人员：船附秀行，我妻正迪，丸山稚子，
申请(专利权)人：农业技术研究机构，
类型：发明
国别省市：JP[日本]