專利名稱：普通蕎麥兩系雜交種生產(chǎn)技術(shù)的制作方法
普通蕎麥兩系雜交種生產(chǎn)技術(shù)一、 技術(shù)領(lǐng)域普通蕎麥兩系雜交種生產(chǎn)技術(shù)，屬農(nóng)業(yè)一農(nóng)作物雜種優(yōu)勢(shì)利用的 技術(shù)領(lǐng)域，是一項(xiàng)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)創(chuàng)新。二、 背景技術(shù)普通蕎麥(Fagopyrum esculentum)，屬蓼禾斗、蕎麥屬，一年生、 草本，是起源于我國(guó)的古老作物之一，其生育期短，適應(yīng)性強(qiáng)，耐瘠、 耐旱，廣泛分布在北半球歐洲、亞洲和美洲國(guó)家。在我國(guó)歷代農(nóng)業(yè)中 占有極其重要的地位，直到解放前夕在各省、區(qū)仍有較大種植面積。 五十年前蕎麥和水稻、小麥、玉米的產(chǎn)量水平相差不大，產(chǎn)量均在100 一200kg/ 667r^之間。隨著水稻、小麥、玉米逐漸應(yīng)用了矮稈資源和 育成了雜交種，畝產(chǎn)水平大幅度提高，截止目前畝產(chǎn)量達(dá)到400—1000 kg / 667m2。而目前世界各國(guó)蕎麥的平均畝產(chǎn)水平仍然是100 kg / 667m2 左右。由于效益低，種植面積不斷縮小，在我國(guó)已退縮到高寒山區(qū)， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民生活需求。三、 發(fā)明內(nèi)容普通蕎麥?zhǔn)侵匾募Z食作物，只有提高單位面積產(chǎn)量、提高農(nóng)民 的種植效益，才能大面積發(fā)展。首要解決的問(wèn)題是選育高產(chǎn)品種，提 高普通蕎麥單產(chǎn)水平。 一是選育矮稈、半矮稈種質(zhì)資源，在高肥、水 栽培條件下，不倒伏，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)目標(biāo)；二是利用雜種優(yōu)勢(shì)。普通蕎麥 屬兩性花、二型花，異花授粉作物。 一種花型是長(zhǎng)花絲、短花柱，另 一種花型是短花絲長(zhǎng)花柱，二者花型在群體中的植株比例是b 1， 二 者花型相互授粉才能結(jié)實(shí)，自花授粉或同一種花型相互授粉不結(jié)實(shí)， 這種現(xiàn)象叫自交不親和。利用其自交不親和的特性和花粉管生長(zhǎng)快、 慢的差異來(lái)生產(chǎn)雜交種(FO。方法是由人工選育出近交系親本，再由 人工逐年控制親本之間授粉使其基因重組。1、 選育半矮稈近交系(相當(dāng)于自交系)從不同的普通蕎麥品種中，選擇植株莖稈硬、結(jié)實(shí)率高、生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)的單株，進(jìn)行隔離繁殖，從中再選擇符合目標(biāo)性狀的植株，經(jīng)過(guò)一株傳等選育方法，連續(xù)進(jìn)行6—10個(gè)世代的選擇，選出了遺傳基因純合，性狀表現(xiàn)整齊一致的近交系三個(gè)，其形態(tài)特征如下親本(PO —半矮稈變異系(相當(dāng)于自交系)正常的普通蕎麥?zhǔn)侵髑o直立、葉互生、側(cè)旁分枝，而半矮稈變異系植株的葉片、花器、 籽粒形狀與正常植株相同，只是植株形態(tài)發(fā)生了變異即主莖伸高受 抑制(螺旋或側(cè)向一邊生長(zhǎng)而不等)，節(jié)間距離短，有時(shí)2個(gè)或3個(gè)節(jié) 重疊在一起，使互生的葉(花序、分枝)呈假對(duì)生或假輪生狀排列， 花序主要集中在分枝或主莖頂端，花朵白色，籽粒正三梭錐形、黃褐 色，千粒重32g，植株莖稈黃綠色，高度80士5cm，比正常株高降低 1/3，莖稈粗壯、堅(jiān)硬、抗倒性極強(qiáng)。親本(P2) —近交系(相當(dāng)于自交系)株高100cm左右，白花， 籽粒正三梭錐形、黑褐色，千粒重30g，植株莖稈較粗，黃綠色，植 株結(jié)實(shí)區(qū)也有假對(duì)生、輪生的花序。親本(P3) —近交系(相當(dāng)于自交系)株高90cm，白花，籽粒黑 色、長(zhǎng)三棱錐形，千粒重29 g，植株莖稈較粗、紅色。2、 選配組合、生產(chǎn)雜交種F"(1)、三交兩系法生產(chǎn)雜交種Fi(模式圖詳見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖)① 生產(chǎn)保持系兼不育系親本(P。在隔離區(qū)條件下繁殖，沒(méi)有 外來(lái)其它蕎麥的花粉，姊妹株相互自由授粉可以結(jié)實(shí)，籽粒全部收獲。 一部分用作下年的制種母本，相當(dāng)于不育系；另一部分仍隔離繁殖， 相當(dāng)于保持系(逐年提供制種母本)。② 生產(chǎn)恢復(fù)系親本(P2)和(P3)在同一塊田種植，親本(P 2)作母本種三行，親本(P3)作父本種一行。開(kāi)花時(shí)從親本(P2)行中撥除長(zhǎng)花絲、短花柱植株(只留一種花型)，在另一塊以同樣方式種植的生產(chǎn)恢復(fù)系田中，從親本(P2)中撥除短花絲、長(zhǎng)花柱植株。收獲時(shí)，兩塊田中分別收獲親本(P2)行中的籽粒，作下年生產(chǎn)R 雜種的父本(恢復(fù)系)。③生產(chǎn)R雜交種制種時(shí)，親本(P》作母本種二行，恢復(fù)系作 父本種一行，畝播量3.5斤，(父、母本用種量比例為l: 6)。收獲時(shí)，父、母本行分別收獲和脫粒，母本行中的籽粒作為下年大田推廣的Fi雜交種。(2)單交兩系法生產(chǎn)雜交種R(模式圖詳見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖)① 生產(chǎn)親本親本(PJ和(P2)分別隔離繁殖(與其它蕎麥間隔2000米)，因?yàn)闆](méi)有外來(lái)的蕎麥花粉，親本(P》和(P2)繁殖田 內(nèi)，姊妹株相互授粉，可以結(jié)實(shí)，所收籽粒主要用作下年制種親本， 另一少部分繼續(xù)隔離繁殖，逐年提供制種親本。② 生產(chǎn)雜交種Fn親本(Pi)和(P2)的種子等量混合播種，植株自由授粉(與其它蕎麥間隔1000米)，所產(chǎn)籽粒全部為R雜交種，用于下年大面積推廣。3、雜交種R生產(chǎn)效果Fj直株生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，莖稈堅(jiān)硬、抗倒性極強(qiáng)，結(jié)實(shí)率高，幾乎無(wú)秕粒，表現(xiàn)出極強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)，在山旱地通常栽培條件下，突破了 250 kg / 667m2的產(chǎn)量。2003—2005年參加全國(guó) 區(qū)試，產(chǎn)量均具第一位，在北方地區(qū)增產(chǎn)20—40%。兩系法雜種的親 本都是半矮稈類(lèi)型，R仍保持莖稈粗壯、堅(jiān)硬等特征、特性，抗倒伏 性極強(qiáng)，在高肥、水栽培條件下仍不倒伏，大面積可實(shí)現(xiàn)200—300 kg / 667m2的產(chǎn)量。由此可見(jiàn)，"普通蕎麥兩系雜交種生產(chǎn)技術(shù)"是提升 我國(guó)蕎麥生產(chǎn)水平的關(guān)鍵。四

圖1是"三交兩系法生產(chǎn)雜交種F,模式圖"。 圖2是"單交兩系法生產(chǎn)雜交種F,模式圖"。
權(quán)利要求
1. “普通蕎麥兩系雜交種生產(chǎn)技術(shù)”特征是利用普通蕎麥自交不親和特性和花粉管生長(zhǎng)快、慢的差異生產(chǎn)雜交種，方法是由人工選育出近交系親本，再由人工逐年控制親本之間授粉，使其基因重組，“三交兩系法”制種時(shí)，親本(P1)隔離種植(在沒(méi)有外來(lái)蕎麥花粉情況下)，姊妹株相互授粉也能結(jié)實(shí)，親本(P1)相當(dāng)于保持系，可逐年提供制種親本；在與恢復(fù)系一起種植制種時(shí)，親本(P1)又相當(dāng)于不育系，在母本(P1)雌蕊柱頭上既有姊妹株的花粉，又有恢復(fù)系的花粉，二者花粉受兩種作用力影響，一是雌性配子對(duì)二者花粉具有選擇能力，表現(xiàn)在柱頭對(duì)花粉粒、卵細(xì)胞對(duì)精子的選擇上，其中選姊妹株花粉受精，屬近親交配，親和力弱，而選擇恢復(fù)系花粉受精，親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，親和力強(qiáng)；二是雄性配子的主動(dòng)作用力，雄性配子的恢復(fù)系是由人工制造的雜交種F1，植株生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、花粉的生活力旺盛，比姊妹株花粉管生長(zhǎng)快，這樣恢復(fù)系花粉具有被選中和花粉管生長(zhǎng)快的優(yōu)勢(shì)，搶先進(jìn)入雌性植株胚囊受精結(jié)實(shí)為雜交種F1(三交兩系法制種技術(shù)模式圖詳見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖)。
2、 "單交兩系法"制種親本(P0和(P2)的種子等量混合種植、 開(kāi)花時(shí)，每個(gè)雌蕊柱頭上有二者等量比例的花粉粒，親本(P》和(P 2)系內(nèi)姊妹株相互受精結(jié)實(shí)，屬近親交配，親和力弱，而親本(P》和 (P2)之間的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，親和力較強(qiáng)，此時(shí)親本(P0和(P2)均為 母本，均選擇對(duì)方花粉受精結(jié)實(shí)為雜交種Fi(單交兩系法制種技術(shù)模 式圖詳見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖)。
3、 親本的特征特性親本(PJ —半矮稈變異系(相當(dāng)于自交系)正常的普通蕎麥?zhǔn)侵髑o植立、葉互生、側(cè)旁分枝，而半矮稈變異系植株的葉片、花器、籽粒 形狀與正常植株相同，只是植株形態(tài)發(fā)生了變異即主莖伸高受抑制 (螺旋或側(cè)向一邊生長(zhǎng)而不等)，節(jié)間距離短，有時(shí)2個(gè)或3個(gè)節(jié)重疊 在一起，使互生的葉(花序、分枝)呈假對(duì)生或假輪生狀排列，花序主要集中在分枝或主莖頂端，花朵白色，籽粒正三梭錐形、黃褐色，千粒重32g，植株莖稈黃綠色，高度80士5cm，比正常株高降低1/3，莖稈粗壯、堅(jiān)硬、抗倒性極強(qiáng)；親本(P2) —近交系(相當(dāng)于自交系)株高100cm左右，白花， 籽粒正三梭錐形、黑褐色，千粒重30g，植株莖稈較粗，黃綠色，植 株結(jié)實(shí)區(qū)也有假對(duì)生、輪生的花序；親本(P3) —近交系(相當(dāng)于自交系)株高90cm，白花，籽粒 黑色、長(zhǎng)三棱錐形，千粒重29 g，植株莖稈較粗、紅色。
全文摘要
“普通蕎麥兩系雜交種生產(chǎn)技術(shù)”，屬農(nóng)業(yè)—農(nóng)作物雜種優(yōu)勢(shì)利用技術(shù)領(lǐng)域，由人工控制授粉、利用普通蕎麥自交不親和特性和花粉管生長(zhǎng)快、慢的差異生產(chǎn)雜交種F₁。雜交種F₁在山旱地良種、良法配套，產(chǎn)量可達(dá)250kg/667m²，比常規(guī)品種增產(chǎn)20-40％。采用“三交兩系法”和“單交兩系法”技術(shù)生產(chǎn)雜交種F₁。親本(P₁)隔離種植時(shí)，姊妹交可以結(jié)實(shí)；與恢復(fù)系一起種植時(shí)因恢復(fù)系是人工制造的雜交種，生活力旺盛，花粉管比親本(P₁)生長(zhǎng)快，搶先進(jìn)入親本(P₁)胚囊受精結(jié)實(shí)為雜交種?！皢谓粌上捣ā敝品N時(shí)，親本(P₂)和(P₃)之間受精結(jié)實(shí)的親和力大于親本(P₂)和(P₃)系內(nèi)姊妹交的親和力，相互選擇對(duì)方的花粉受精結(jié)實(shí)，生產(chǎn)雜交種F₁。
文檔編號(hào)A01H5/00GK101268756SQ20071008928
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者劉春梅, 葉文銀, 高立榮 申請(qǐng)人:高立榮;劉春梅;葉文銀