诱变选育西瓜染色体易位系的步骤及其杂交1代少籽组合的选配

诱变选育西瓜染色体易位系的步骤及其杂交1代少籽组合的选配 摘 要: 用60Co γ射线辐照干种子诱变培育西瓜染色体易位系，并用其进行选配少籽杂交子1代研究，对克服三倍体无籽西瓜种子发芽率低、成苗率低、制种成本高、育苗技术较复杂的缺陷具有重要的意义;易位系杂交子1代西瓜保持了二倍体杂交1代的优良特性，减少了单瓜籽粒数，提高了果实可溶性固形物含量，从而提高了西瓜品质和商品价值。详细介绍了诱变选育西瓜易位系的步骤和技术、易位系的特征特性和优良的西瓜染色体易位杂交1代组合，并针对选育的科丰黑美人、红牡丹等易位系杂交1代 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 阐述了染色体易位系杂交一代的优点和应用前景。 关键词: 西瓜; 染色体易位系; 60Coγ射线; 辐照干种子; 花粉半败育; 单瓜籽粒数 西瓜染色体易位杂交子1代克服了三倍体无籽西瓜种子发芽率低、成苗率低、制种成本高、种子价格昂贵和育种技术较复杂的缺点。易位杂交1代西瓜保持了二倍体杂交1代的优良特性，而且不同程度减少了单瓜籽粒数，提高了果实含糖量，从而提高了杂交1代西瓜的品质。但由于诱变培育染色体易位系的步骤和技术未能更多地被西瓜育种技术人员所掌握，所以从事该项研究的人较少，育成的易位系不多，选配的易位杂交1代少籽组合有限，生产上应用更少。本文是笔者根据多年从事诱发培育西瓜染色体易位系和易位杂交1代少籽组合选配研究的总结和分析，现呈送广大西瓜育种者参考。 广东省农业科学院农业生物技术研究所于1979年开始西瓜染色体易位研究。育成了易位系3号、5号等易位纯合体(易位系)，掌握了诱发西瓜染色体易位的60Co剂量和剂量率以及鉴定选育易位系的流程和技术[1]。在此基础上，华知农业科学发展研究所在1993―2002年用60Co γ射线总剂量336 Gy，剂量率0.42,0.50 Gy?min-1和总剂量310 Gy，剂量率1.1 Gy?min-1辐照干种子，共6个品种资源:134、铃 8、宅黄、友2、小花黄、黑父本。其中5个品种诱变选育成易位系:134-11，铃139、铃140，宅黄421、宅黄422，友423、友143、友145，小花黄131-2、131-4、131-15。小花黄易位系种子在保管中丢失。黑父本因瓜色明显分离被淘汰。现在育成保存的有易位系 134-11、铃139、 铃140、宅黄421、宅黄422、友423、友143、友145、易位系3号和易位系5号。 1 诱变选育易位系的步骤和技术 诱变选育易位系的步骤和技术见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 第1步:用60Co γ射线辐照干种子，播种辐照种子种植为M1代。每个品种播种18,50株。M1代开花期进行花粉育性检查，花粉半败育的单株进行同株人工套袋自交授粉。单株编号收籽。淘汰花粉育性正常株。 第2步:播种来自M1代的自交种子为M2代。每个株系种植20株(每个来自M1代单株种植的M2代为1个株系)。每株进行花粉育性检查。根据检查结果，在兼有育性正常株和半败育株的株系内选择花粉育性正常单株作父本，以普通二倍体品种作母本，进行人工套袋授粉测交。测交父本进行人工套袋自交授粉。按株系和株号收获自交种子和测交种子。 第3步:播种测交种子为F1代，每个组合10株。开花期进行花粉育性检查，同一组合全部单株都是半育的可确认其测交父本为易位纯合体。选出易位纯合体进行繁殖观察和花粉育性检查，确认其易位既定性，并可与二倍体品种或其他易位系进行杂交选配少籽杂交1代组合。 易位系 134-11、友423、铃139、铃140、宅黄421、宅黄422均由原种种子134、友2、铃8、宅黄经辐照和M1代、M2代、测交F1代3次种植再经花粉育性检查育成。在南方大棚、 北方温室每年种植西瓜3茬的条件下，1年就可以育成易位系。其实第3步种植测交F1代在雄花开花期经花粉育性检查就可确认测交父本是否为易位系，无需根据测交F1代果实成熟时的单瓜籽粒数来确认。 由于染色体易位系与二倍体测交F1代染色体不配对，造成花粉半败育，所以花粉半败育的测交F1代父本就可确认为易位纯合体，无需进行染色体鉴定。花粉育性鉴定技术容易掌握，只要有1台低倍显微镜(物镜5倍、目镜10倍)、载玻片和碘、碘化钾试剂即可。也可用医用碘酒稀释液进行花粉育性鉴定。育性正常的花粉呈圆形黑色，而败育花粉则呈不规则形状，浅黄色，易于判别。易位系 134-11，友423、友143、友145，铃139、铃140，宅黄421、宅黄422、小花黄 131-2、131-4、131-15都是经过M1代，M2代测交F1代3次种植育成的。 2 易位系的特征特性 134-11、友423、友143、友145、铃139、铃140、宅黄421、宅黄422、易位系3号和易位系5号染色体易位系(易位纯合体)的果形、皮色、瓤色、生长发育期与其二倍体原种(非易位系)基本相似，感官上无法区别。易位系与非易位系杂交F1代或易位系品种间杂交F1代与对照原种间杂交F1代的果形、皮色、瓤色等特征特性也基本相似，但不同品种的易位系间杂交F1代和易位系与非易位系品种间杂交F1代花粉均不同程度地败育，单瓜籽粒数亦不同程度地减少。据此，我们可以把优良的杂交F1代组合的亲本诱变，培育成易位系进行杂交，培育出能保持二倍体品种间杂交1代优良特征特性的少籽杂交F1代组合。 2.1 易位系134-11 易位系134-11是中国农业科学院果树研究所牟哲生研究员提供的品种资源134的易位系，特性特征和134相似。果实高圆形，皮色青绿带墨绿色宽条纹，果皮薄，易裂果，中心可溶性固形物含量10.5% 左右，口感极佳。与二倍体资源黑父本正反交F1代有50.8% 的花粉败育，单瓜籽粒数分别为81.7?18.9和92.8?13.7，而对照组合134×黑父本单瓜籽粒数为141粒。易位杂交F1代单瓜籽粒数仅为对照的57.9% 和65.8%。134-11 与铃8正反交F1代花粉败育率为50%，单瓜籽粒数分别为86.5?52.7和103.0?13.2，仅为对照组合134×铃8 单瓜籽粒数195.3?64.0的44.3% 和52.7%(表2)。 2.2 易位系铃139、铃140 易位系铃139、铃140是杂交组合铃8经多代自交分离育成的长果形品系诱发培育的易位系。由于铃139与铃140是来自辐射M1代同一粒种子后代，所以铃139和铃140应为相同染色体易位。其果实长椭圆形，皮色浅青具细网纹，皮薄，但不易裂果，小果型，果形稳定，中心可溶性固形物 10.5% 左右，瓜瓤爽脆。铃140×黑父本F1代单瓜籽粒数52.2粒，仅为对照铃8×黑父本F1代单瓜籽粒数168.3?86.4粒的31.%。134×铃140 F1代单瓜籽粒数77粒，为对照 134×铃8 195.3?64.0粒的39.4%。而134-11×铃140(父母本均为易位系)的 F1代，单瓜籽粒数为25.7粒，仅为对照 134×铃8的F1代单瓜籽粒数195.3粒的13.2%。134×铃140(非易位系×易位系)单瓜籽粒数77粒。而134-11×铃140单瓜籽粒数25.7粒，仅为134×铃140的33.4%(表2)。 2.3 易位系宅黄421、宅黄422 易位系宅黄421、宅黄422是广东省鹤山市宅梧镇外贸站梁炳铭先生提供的黄皮红瓤西瓜品种。因没有品种名称，故命以宅黄。宅黄421和宅黄422是来自同一粒辐射种子的后代，也即来自同一染色体易位系。宅黄421、宅黄422 为圆形果，果皮黄色美观，皮厚0.5 cm，不易裂果，果实中等大小，早熟，瓜瓤红色，品质中等，中心可溶性固形物含量10% 左右。小花黄×宅黄422杂交F1代单瓜籽粒数为82.7?24.4粒，仅为对照组合宅黄×小花黄F1代单瓜籽粒数248.2?53.5粒的33.3%。黑父本×宅黄422 F1代花粉败育率为57%，单瓜籽粒数为77.5粒，仅为对照组合宅黄×黑父本F1代单瓜籽粒数195.4?20.5粒的33.3%。 2.4 易位系友423、143、145 易位系友423、143、145是由友2培育成的易位系。友423是来自M1代01-133-1株系 选育的易位系，而友143、145是来自M1代同一株系01-133-25的后代，其易位染色体可能相同。友423、143、145虽来自不同的辐照M1代株系，但其特征特性相似。果实椭圆形，皮色浅青具细网纹，果皮薄，瓤色红，味质佳，中心可溶性固形物含量10%,11.5%，中早熟。黑父本×友423 F1代单瓜籽粒数98.0?4.24，仅为对照组合友2×黑父本单瓜籽粒数163.5?23.3的59.9%。早密母×友423的F1代单瓜籽粒数为42粒，仅为对照组合友2×早蜜母本F1代单瓜籽粒数188粒的22.3%。小花黄×友423、小花黄×友143、小花黄×友145单瓜籽粒数分别为92.0?0.0、94.3?29.7、62.0?8.3粒，仅为对照组合小花黄×友2 的F1代单瓜籽粒数237.8?63.0的38.0%、39.7%、26.1%。友2×134-11的F1代花粉败育率为50.7%，单瓜籽粒数91.8?22.9粒，134-11×友2的F1代单瓜籽粒数为99.7?11.9粒。而 134-11×友423 F1代花粉败育率为66.7%，单瓜籽粒数仅为75粒，比友2×134-11和134-11×友2少16.8和24.7粒。友423×铃140单瓜籽粒数23粒，仅为友2×铃8的F1代152.8?83.9的15.1%。父母本均为易位系(友423×铃140)的F1代单瓜籽粒数仅23粒，为母本友2(非易位系)×134-11(易位系)杂交F1代单瓜籽粒数91.8粒的25.1%，仅为 134-11(易位系)×友2(非易位系)F1代单瓜籽粒数99.7粒的23.1%(表2)。说明父母本均为易位系的F1代单瓜籽粒数明显少于父母一方为易位系的F1代。 2.5 易位系3号和易位系5号 易位系3号是1979年用杂交组合“茶―”未稳定的后代用γ射线辐照诱变育成的易位系。其果实为圆形，皮色浅青，红瓤，不易裂果，中熟。易位系3号与非易位系品种资源小花黄、134、早蜜母本、郑果3号、友2、黑父本等互交F1代花粉败育率多在80%以上，单瓜籽粒数多在40粒左右，其中134-11×易位系3号的F1代单瓜籽粒数只有19.7?4.9粒，黑父本×易位系3号F1代单瓜籽粒数32.5?11.2粒。易位系3号×134-11 的F1代共20株，有17株雄花退化，3株有雄花1,3朵开放。其中第10株中开放的雄花经育性检查，育性正常的花粉5粒，败育的181粒，败育率达97.3%，其他2朵花粉育性全部败育，雄花退化，无花粉。用非易位系品种育性正常花粉人工授粉的F1代，其单瓜籽粒数仅13.7?9.3粒(表2)。但 134-11×易位系3号的F1代未出现雄花退化。总之，易位系3号与非易位系品种的F1代(表2 的5-1,5-11)单瓜籽粒数均极少。 易位系5号是用由马来西亚引进的杂交种子经多代自交选育性状稳定的材料而诱变培育的易位系。易位系5号果实圆形，果皮浅青，红瓤，籽粒极小，以易位系3号为母本与易位系5号为父本的F1代，雄花退化。在其生长过程中期可见雄蕊，但随着生长发育，雄蕊逐渐干枯退化。但雌花发育正常，开花正常，用非易位系二倍体品种育性正常的花粉授粉，可正常结果。但单瓜籽粒数极少。 用7个品种资源的易位系互交，只发现易位系3号为母本与易位系5号、134-11的杂交F1代出现雄花退化现象，反之用易位系5号或134-11为母本与易位系3号为父本的杂交F1代，却没有出现雄花退化现象。 3 染色体易位杂交F1代组合介绍 2001―2006年用易位系友423、134-11、铃140、宅黄422、易位系3号、易位系5号分别与非易位品种资源杂交，和上述不同的易位系互交，共获杂交1代组合67个。其中以友2的易位系友423、143、145与非易位系品种资源杂交12个组合;以134的易位系 134-11与非易位品种资源杂交21个组合;以宅黄的易位系宅黄421、宅黄422与非易位品种资源杂交6个组合;以铃8的易位系铃139、铃140与非易位品种资源杂交4个组合;以易位系3号与非易位品种资源杂交16个组合;易位系间互交8个组合。代表性组合和品种如下: 3.1 科丰黑美人 科丰黑美人是以友423 为母本与黑父本杂交育成的 F1代。该组合的生育期、果形、皮色、瓤色、瓤质、耐贮性等特征特性极似台湾农友黑美人，感官上难以区别。其最大优点是 单瓜籽粒数少，仅98.0?4.2粒(花粉败育率达50.7%)，为对照友2×黑父本单瓜籽粒数163.5?33.3粒的59.9%。单瓜籽粒数也明显少于农友黑美人，而且可溶性固形物含量明显高于对照组合(表3)。在生产上表现良好，受到欢迎。 3.2 华黄玉 华黄玉是以华玉为母本与友423杂交的F1代。该组合果实高圆形，花皮，皮厚0.52 cm，瓜瓤深黄、美观，瓤质爽口。测14个瓜平均中心可溶性固形物含量 14.11%?0.36%，最高14.5%，最低13.5%，边部11.7%?0.61%，最高13%，最低10.5%，而且单瓜间差异小。单瓜籽粒数少，为81.08?28.3粒，仅为对照组合华玉×友2组合F1代单瓜籽粒数171.5?31.6粒的47.7%，比台湾品种农友小兰可溶性固形物含量高出很多，单瓜籽粒数少许多(表3)。深受瓜农和消费者欢迎，是一个早熟、优质、少籽西瓜组合。 3.3 双黄 双黄是小花黄×宅黄422 的F1代杂交组合，主要特点是黄皮黄瓤，故称双黄。瓜皮、瓤色美观，瓤质细嫩，有品尝者说其入口即化。单瓜籽粒数为82.7?24.4，仅为对照组合宅黄×小花黄单瓜籽粒数216.3?59.8粒的38.2%。该组合是个优质、美丽、少籽、早熟的小果型品种。 3.4 华红3号 华红3号是以友2×134-11杂交的F1代组合。该组合果实高圆形(长18.4 cm，宽14 cm)，皮较薄(0.4 cm左右)，浅花皮，红瓤，中心可溶性固形物含量11.70%?0.63%，边部10.20%?0.30%，品质优，单瓜籽粒数91.8?22.9粒(表3)。 3.5 红牡丹 红牡丹是134-11×铃140杂F1代交组合。果形椭圆，皮厚0.34?0.05 cm，浅花皮，红瓤，瓤质细爽，中心可溶性固形物含量11.28%?0.30%，边部10.12%?0.64%，品质佳，单瓜 籽粒数86.5?52.7 粒，仅为对照组合134×铃8单瓜籽粒数195.3?46.0粒的44.3%。是个早熟、皮薄、优质、红瓤小果型少籽杂交1代组合。 4 讨 论 (1)染色体易位杂交1代组合(包括易位系交二倍体品种和易位系间互交)具有三大优点: ?易位系杂交1代组合多数保留了对照组合(非易位系亲本杂交组合)的杂种优势和优良特征特性。其单瓜籽粒数都明显少于对照组合，而且果实可溶性固形物含量都有不同程度提高，从而提高了西瓜杂交1代的品质和商品价值。本研究结果曾进行过报道[1]，与王鸣、张兴平、张显、刘莉、焦定量、段爱民等[2-4]研究结果一致。例如，易位杂交1代科丰黑美人(友423易位系×黑父本)其单瓜籽粒数平均98粒，仅为对照组合友2×黑父本 F1代单瓜籽粒数163.5粒的59.9%。中心可溶性固形物含量11.27%，边部10.1%，对照组合友2×黑父本分别为9.92%和8.38%，对照品种农友黑美人分别为10.67%和8.93%。红牡丹(易位系134-11交易位系铃140)单瓜籽粒数86.5粒，仅为对照组合(134×铃8)195.3粒的44.3%;中心可溶性固形物含量11.28%，边部10.12%，对照组合分别为10.75%和8.45%。易位系友423交易位系铃140单瓜籽粒数23粒，仅为对照组合(友2×铃8)单瓜籽粒数152粒的15%;中心可溶性固形物含量13.7%，比对照组合11.7% 提高了2百分点(表3)。易位杂交1代组合性状调查可以更多了解易位杂交1代组合的优点。 ?易位系种子繁殖、杂交种子制种与二倍体杂交组合亲本繁殖杂交种子制种相同，易于操作。 ?易位杂交1代每个植株花粉均为半败育，所以可以在杂交种子1代植株雄花开放时进行花粉育性鉴定，确定杂交种子的纯度，从而大大缩短和提早确定杂交种子纯度的时间，易位杂交种子子1代纯度无需等到瓜果形成、定个、成熟后。只要保证植株雄花能开放的生长 时间和种植密度即可，从而节省了纯度鉴定成本。 (2)诱变培育西瓜染色体易位系的技术容易掌握，只要按步骤进行就可在较短时间内育成易位系。但以育种为目的，应首先把最优良的、生产上已经应用的常规杂交1代组合的父本或母本或父母本诱变培育成易位系，就能在短时间内组配育成优良的易位杂交1代少籽西瓜组合。笔者把5个常规二倍体西瓜品种(品系)134、铃8、宅黄、友2、小花黄通过辐射诱变，经过M1代、M2代和测交F1代3次种植育成了134-11，铃140、铃139，宅黄421、宅黄422，友423、友143、友145 和小花黄易位系。说明培育易位系的效率很高且可靠。 (3)易位系×非易位系亲本杂交1代和易位系之间互交的1代单瓜籽粒数，不同组合之间差异极大。只要诱变育成多种多样的染色体易位系，进行易位系与二倍体品种测交和不同易位系之间互交，定能选配出多种类型优良少籽染色体易位杂交1代组合。 (4)易位3号作母本与其他易位系(易位系 5号、易位系134-11)杂交子1代雄花退化，必须用二倍体西瓜育性正常花粉进行人工辅助授粉才能坐果。反之用易位系3号作父本与易位系5号或易位系134-11的杂交子1代，未出现雄花退化现象。易位系3号为母本或父本的杂交子1代，花粉败育率更高，籽粒普遍更少(表2的5-1,5-11)。易位系3号为母本与易位系5号和易位系134-11杂交子1代雄花均退化，但易位系3号为母本与易位系铃139、宅黄421、友423的杂交子1代是否出现雄花退化现象尚未可知。我们期待，也有可能通过研究培育出大量的西瓜染色体易位系，尽早育成像易位系3号这样特性而更具优良综合性状的易位系，选育出更少籽的易位杂交组合。 (5)通过重复辐照诱发多对染色体易位培育极少籽易位系，直接用于生产，但重复辐照必然引起西瓜基因突变，不利于优良性状易位系的培育。即使能直接育成少籽易位系，也会因单瓜籽少，种子繁殖成本高，难以直接应用。直接应用易位系于生产必然缺失杂种优势，因此通过培育多种多样的易位系进行易位系与非易位系之间的杂交和易位系之间互交是培育具有杂种优势的易位杂交1代少籽组合较为合理可行的途径。相信通过全国西瓜育种科技人员的努力，可望在较短时间内诱发培育出多种多样优良性状的易位系，选配出受瓜农和消费者欢迎的易位杂交1代少籽西瓜品种，实现西瓜杂交1代少籽化的目标。 参考文献 [1] 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