一種冷等離子體處理的西葫蘆育種方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種西萌蘆育種方法，特別涉及一種冷等離子體處理的西萌蘆育種方 法，屬于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 西萌蘆（Cucurbita pepo L.)別名前瓜、熊（雄）瓜、白瓜、小瓜、番瓜、角瓜等，屬 于萌蘆科，南瓜屬西萌蘆種；為一年生蔓生草本，有矮生、半蔓生、蔓生三大品系，原產(chǎn)印度， 中國南方、北方均有種植，是人們喜愛的蔬菜之一。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和消費需求的增 加，西萌蘆種植面積迅猛發(fā)展，目前，濟南市保護地栽培主推的西萌蘆品種，大部分是從國 外引進的法國冬玉、凱撒和法拉利等，進口品種產(chǎn)量高、耐貯性好，但種子價格昂貴。傳統(tǒng)西 萌蘆育種在過去的幾十年確實有很大的成就，但由于育種時間過長、低水平重復(fù)、同質(zhì)化嚴(yán) 重。要想在西萌蘆育種方面有更高的成就，就一定要依靠現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。但是，目前具有突 破性的轉(zhuǎn)基因育種方法在全球范圍內(nèi)引起了激烈的爭論，認(rèn)為轉(zhuǎn)基因作物具有極大的潛在 危險，可能會對人類健康和人類生存環(huán)境造成威脅，而所有人工誘變的發(fā)生均是隨機的，目 前還做不到定向誘變。太空育種的成本相當(dāng)高，不是一般單位和個人能夠承擔(dān)的。在這種 情況下，如何找到一種既能突破傳統(tǒng)生物育種低水平重復(fù)操作，又不改變基因性狀、安全環(huán) 保的育種手段，成為當(dāng)務(wù)之急。
[0003] 冷等離子體種子處理技術(shù)是源于俄羅斯科學(xué)家發(fā)明的一種種子處理新技術(shù)。該技 術(shù)在國內(nèi)醫(yī)藥、化工領(lǐng)域都有廣泛地應(yīng)用，將該技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在國內(nèi)外尚屬新的研 宄領(lǐng)域，目前尚未見冷等離子體在西萌蘆育種方面的研宄和報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種冷等離子體處理的西萌蘆育種方法，結(jié)合先進的冷等離 子體種子處理技術(shù)，處理育種材料，定向選擇目標(biāo)性狀，克服了傳統(tǒng)的育種手段時間長、目 標(biāo)盲目性、育種質(zhì)量低、育種成本高的弊端，在西萌蘆育種手段上具有創(chuàng)新性。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種獲得種子發(fā)芽能力提高和/苗高增加和/主根長增長和/第一雌花著生節(jié)降 低和/配合力提高和/初次采瓜時間提前和/生物產(chǎn)量增加的西萌蘆的方法，包括以下步 驟：
[0007] (1)將西萌蘆品種種子種植、篩選，自交選育得到西萌蘆育種材料；
[0008] (2)將西萌蘆育種材料的種子進行冷等離子體處理；
[0009] (3)將冷等離子體處理的材料進行加代選優(yōu)良株系，先采用自交、回交和測交育種 手段，并結(jié)合分子標(biāo)記和同工酶鑒定手段進行輔助育種，選出具有目標(biāo)性狀的配合力高的 優(yōu)良變異自交系；將優(yōu)良變異自交系進行自交提純復(fù)壯得到穩(wěn)定父母本株系。
[0010] (4)父母本雜交測配而得到西萌蘆雜交組合，通過抗性鑒定試驗及品比試驗，最終 得到優(yōu)良西萌蘆新品種。
[0011] 所述提高、增長、增加、降低和提前均為與未經(jīng)任何處理的同一批相同品種的西萌 蘆本材料相比。
[0012] 所述種子發(fā)芽能力具體體現(xiàn)為西萌蘆種子發(fā)芽勢和/或發(fā)芽率。
[0013] 所述生物產(chǎn)量增加具體體現(xiàn)為苗干重/鮮重增加、瓜長增加、瓜橫徑增加、單瓜重 增加和/產(chǎn)量增加。
[0014] 步驟（2)中，冷等離子體處理處理過程為：將西萌蘆品種的育種材料的種子置于 冷等離子體處理機內(nèi)，在1-500W的處理功率下對西萌蘆種子進行15-20秒的非電離幅射處 理，處理以氦氣為工作介質(zhì)，在真空封閉環(huán)境中進行。
[0015] 所述處理功率優(yōu)選為10-200W，處理的時間優(yōu)選為15-18s。
[0016] 所述處理功率進一步優(yōu)選為60-140W，處理的時間進一步優(yōu)選為16-17s。
[0017] 所述處理功率進一步優(yōu)選為120W，處理的時間進一步優(yōu)選為17s。
[0018] 步驟（1)中，所述的將西萌蘆品種種子種植、篩選，自交選育，有利于遺傳多樣性 保持和種質(zhì)資源創(chuàng)新。西萌蘆品種優(yōu)選為如下任一品種：煙萌4號、淄萌1號、淄萌3號、西 星西萌蘆1號、寒綠7042、圓萌1號、晉西萌蘆6號、京萌12號、京萌5號、圓萌2號、亞歷山 大、卡斯特羅、凱撒。
[0019] 對于各品種的西萌蘆而言，經(jīng)過本發(fā)明的方法處理后，改善最明顯的性狀如下：
[0020] 煙萌4號：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在瓜橫徑、單瓜重增加顯著。
[0021] 淄萌1號：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在瓜長增加最顯著。
[0022] 淄萌3號：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在前期產(chǎn)量增加最顯著。
[0023] 西星西萌蘆1號：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在株幅、主根長增加最顯著。
[0024] 寒綠7042 :主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在配合力、結(jié)果數(shù)增加最顯著。
[0025] 晉西萌蘆6號：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在苗期干重增加最顯著。
[0026] 京萌12號：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在苗期鮮重增加最顯著。
[0027] 圓萌2號：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在發(fā)芽勢、發(fā)芽率增加最顯著。
[0028] 亞歷山大：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在總產(chǎn)量增加最顯著。
[0029] 卡斯特羅：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在苗高增加最顯著。
[0030] 凱撒：主要性狀優(yōu)勢表現(xiàn)在主根長增加最顯著。
[0031] 上述任一所述的方法在西萌蘆育種中的應(yīng)用也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0032] 本發(fā)明提供的方法是將種子經(jīng)過冷等離子體處理后，西萌蘆種子DNA序列不發(fā)生 變化，但基因表達卻發(fā)生了可遺傳的改變。這種改變是細(xì)胞內(nèi)除了遺傳信息以外的其他可 遺傳物質(zhì)發(fā)生的改變，且這種改變在發(fā)育和細(xì)胞增殖過程中能穩(wěn)定傳遞。該方法突破了傳 統(tǒng)西萌蘆育種低水平重復(fù)、同質(zhì)化嚴(yán)重和轉(zhuǎn)基因育種潛在危險，以及太空育種經(jīng)濟投入巨 大的缺點，可以縮短西萌蘆育種周期，在西萌蘆育種方法和手段上具有先進性。
[0033] 本發(fā)明提供的一種冷等離子體處理的西萌蘆育種方法的優(yōu)點如下：
[0034] 1、改進選育方法，采用冷等離子體處理西萌蘆親本材料，利用處理后的親本材料 進行育種，克服了傳統(tǒng)的育種手段時間長、目標(biāo)盲目性、育種質(zhì)量低、育種成本高的弊端。通 過冷等離子體技術(shù)處理親本種子進行育種，是西萌蘆育種新的突破，為我國西萌蘆種子庫 中增加了新類型種質(zhì)資源。
[0035] 2、等離子體種子處理技術(shù)就是運用高能量的物質(zhì)聚集態(tài)對農(nóng)作物種子進行< 20 秒（S)非電離幅射處理，能達到促生復(fù)壯、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)和增加抗病蟲害能力和抗旱 能力。此技術(shù)育成的西萌蘆新品種具有高活力、高產(chǎn)、廣適、優(yōu)質(zhì)等特性，節(jié)約用種量，節(jié)約 用種成本投入。
[0036] 3、通過冷等離子體技術(shù)處理親本種子進行育種，由于是非電離輻射，不會使物質(zhì) 分子產(chǎn)生電離，因而不會使種子的基因產(chǎn)生易位，從而保證了作物基因安全，具有生態(tài)環(huán) 保，綠色無污染的優(yōu)勢。育成的品種抗性優(yōu)勢可減少農(nóng)藥的使用，減少生產(chǎn)成本支出。
[0037] 4、本發(fā)明方法冷等離子體處理功率人為可控，結(jié)合分子標(biāo)記和同工酶鑒定利用， 通過反復(fù)試驗可以找到某種西萌蘆種子某一特定性狀的處理功率，某一優(yōu)良基因得到最佳 表達，能更好地滿足選育西萌蘆優(yōu)良品種的需求，進一步縮短西萌蘆育種周期，選育出更為 優(yōu)良的西萌蘆新品種。
【附圖說明】
[0038] 圖1和2為西胡蘆提純復(fù)壯二年兩圃制不意圖。
[0039] 圖2中，▲代表品種資源，〇代表后代不同分離中的普通性狀，魯代表后代不同分 離中母本目標(biāo)性狀，※代表后代不同分離中父本目標(biāo)性狀。
【具體實施方式】
[0040] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0041] 下述實施例中所用的材料、試