《矮牵牛育种》PPT课件

3.3 单倍体育种
花药培养 • 国外对矮牵牛属的花药及花粉培养的研究主要在 20 世纪70年代至90年代初，Binding（1972）用 矮牵牛花粉粒进行培养，经7 d温育后，发育成三 核花粉粒，没有报道愈伤组织或小苗的再生。 • 国内对单倍体育种研究的报道较少，近几年华中 农业大学的包满珠教授等人此方面的研究较多，
白色、乳黄、各种星条及带网纹的颜色。 •缺少：橘红色、砖红色以及纯黄色品种。
矮牵牛花色分子生物学研究
• ① 花色素生物合成的关键酶基因： CHS 、 CHI 、 F3H 、 F3'H 、 F3'5'H 、 FLS 、 DFR 、 ANS 、 3GT 、 3RT 、 MT 、 ARAT 等。 • ② 控制结构基因表达的调节基因 An1,2,10,11,12,In1, Fa In2。 • ③ 影响液泡 pH 值的基因： pH1-5
克隆 、构建植物表达载体 、将重组质粒
导入农杆菌、农杆菌介导目的基因转化植
物 、转基因植株的筛选与鉴定 。 • 基因工程应用： 修饰花色、改变株型、改善花型、延缓 衰老、提高抗性、雄性不育。
3.2 体细胞杂交育种
• 矮牵牛属是最早进行体细胞培养的植物种
类，1972年始就用于原生质体分离和培养； • 现已通过体细胞融合方式获得了芽和杂种 植株； • 但无新品种产生的报道。
• 4 ） P. exserta
植株高大（ 150cm ），灌木状。
2 ．品种资源
矮牵牛品种，由野生的直立性腋生矮牵牛（P. antegrifolia） 杂交培育的。 • 1 ）大花型（单瓣和重瓣）
径 7.5-10cm ,单瓣或重瓣。如 Aladdin 、 Dream 、 Flash 、 Frost 、 Ultra 、 Cascade （重 瓣）等系列。 “虹彩”、“梦幻”、“阿拉丁”、 “依格”、“凝霜白边”、“夸张”等系列。
夸张系列
夸张白星干红 星蓝色
夸张白星玫红色 夸张白星红色
• 2 ）垂吊型：径5-7.5cm ，花多，茎蔓很长，适 用于花坛，吊篮。 如 Surf 、 Wave 、 Avalanche。
珊瑚色
白色
紫红色
蓝色
浅紫色
冰淡紫色
鲑红色
粉红
• 3）丰花型（单瓣和重瓣） ： 径6-7.5cm ，花多。如 Madness 、 Double Madness.
• 7 ）区域试验与生产试验 • 8）杂交种子生产
• 9 ）推广应用
• 注意事项：
• 1 ）生产自交系时应严格套袋隔离；
• 2 ）选育自交系时应达到足够的自交代
数；
• 3 ）加强自交系的栽培管理； • 4 ）杂交制种时严格去雄套袋。
3. 生物技术育种
• 矮牵牛在植物基因工程育种、体细胞育种 及单倍体育种都取得了一定的进展； • 基因工程育种已创造出新品种并加以应用； • 体细胞育种和单倍体育种直至现在尚无新 品种产生。
• 20世纪80年代后期，我国从美国、日本和 荷兰等国大量引进栽培。
• 作为花坛后起之秀，市场对矮牵牛需求量 越来越大。
二、 遗传资源
• 1803年，Jusseau确定矮牵牛属；
• 现已确定的矮牵牛大约40种。400多个品 种。 • 类型：大花单瓣类、丰花单瓣类、多花单 瓣类、大花重瓣类、丰花重瓣类、重瓣多 花类等。
• 4. 株型 • 株型与内源激素（如细胞分裂素、 生长素等）关系密切。 • 育种目标: 矮化多分枝、匍匐生长 型等不同株型的品种。
• • • •
5. 抗性 矮牵牛较抗病虫； 抗热、耐雨水较弱; 育种目标：抗雨水、耐热的品种。
四、 育种技术
• 1. 引种
• 1）品种咨询调查
• 2）根据当地气候条件及用途选择合适的品种 系列；
2003对矮牵牛进行花药培养，其最高诱导率达到 67.39％。
花药培养技术的研究
• 花药培养最佳培养时间 处于单核期的花药小孢子易产生单倍体 植株； 双核期易产生二倍体植株；
双核晚期易产生三倍体植株。
• 小孢子直接培养 2/3为三倍体植株 • 低温预处理 6℃处理48 h能显著提高花药培养的产胚率 （Malhotra and Maheshwari，1977）； • 基因型 基因型对矮牵牛花药培养诱导率的影响起决定性 作用（Mitchell et al., 1980）；
• 5 ）多花型（单瓣和重瓣） 径4-6cm ，花很多，抗病害能力强， 耐热、耐风雨，非常适合夏秋栽植。 如 Carpet 、 elebrity 、 Primetime.
三、矮牵牛的育种目标及其遗传规律 • 1 ．花色
•常见有20多种花色：红、大红、粉红、玫
红、鲑红、淡紫、酒红、蓝色、天蓝、青色、
园林植物育种学各论
矮牵牛育种
一、概 述
• 矮牵牛：茄科，矮牵牛属；原产巴西、阿 根廷等南美洲温带地区。 • 花型奇特，花色丰富，花期长，在干热少 花的夏季开放，适应性强； • 被喻为“世界花坛花卉之王”，广泛用于 盆栽、花坛、花槽、窗台点缀及家庭装饰 等。
一、概 述
• 在美国，种植和消费高居草本花卉之首。 • 在日本，矮牵牛是最受欢迎的花卉之一。
• 带星条以及网纹的花色很受市场青睐，仍然 是重要育种方向；
• 还需要培育更多的重瓣新类型品种。
• 矮牵牛在雨天观赏效果几乎尽失，又极怕涝， 需要培育更多的抗雨水性强的品种。
• 耐热、耐寒、抗虫等方面有待进一步发展。
• Spring Fling系列：荷兰Kieft Bloemzaden公司。 • Cabaret系列：来自美国Ball Horticultural Company。 • Colorburst系列、Carillon系列、Calipetite系列： 日本坂田(sakata)公司。 • Celebration系列、Dream Kisses系列： 德国 Westhoff公司出品。
紫红色和深玫瑰红
蓝色和红色
• 4 ）小花型： 径2.5-4cm ，花较多。
Million Bells系列（百万小铃）：由日本
Suntory公司培育。
Callie系列：美国Goldsmith（高美）公司 培育。 Calimor、Noa系列：以色列Danziger公司 培育。
• Superbells系列：美国Proven Winners出品。
• 2. 花径 • 花径大小属于数量性状，受多基因控制。 大花 F1 代自交后代花径大小发生分离，且变异 是连续的，成正态分布。 F2 、 F3 及 F4 代大花植 株自交后代继续发生分离，但是大花单株明显增多。 • 大花基因对小花基因有显性遗传趋势: 纯合大株与 纯合小株杂交，后代表现大花植株。
• 影响矮牵牛花药培养技术直接应用于生产
的主要因素：诱导率太低、大量三倍体植
株产生。 • 诱导率问题直至2003年有了较大的突破： 67.39％。 • 探索表明，三倍体植株的产生是由于核的 融合引起的，至今尚无解决该问题有效方 法的报道。
• Raquin 认为花粉植株的产量与胚状体的产 量和质量有关, 而胚状体的产量与供试材 料的基因型有关。 • Gupta认为：三倍体植株具有更强的生活 力和更高的观赏价值，在育种上有其重要 价值。
• 1930年，日本首次培育了F1代矮牵 牛品种； • 美国、日本和韩国等国都已培育出 许多F1代杂种,并已注册专利。
• 1999年韩国Song等通过6年连续自交在S6 代选择了27个纯系，包括3个白色系列、2
个黄色系列、9个粉红色系列、1个珊瑚色
系列、6个红色系列和6个紫色系列。
• 黄善武采用60Coγ射线诱变获得了蓝紫、 粉红、亮粉红、深红等花色的矮牵牛F1杂 种6个。 • 唐小敏等进行矮牵牛杂种优势研究，初步 摸清矮牵牛杂种优势的一般规律。
• 早期，国外选育矮牵牛雄性不育系生产F1 代种子，后因矮牵牛花器较大，人工杂交 操作较容易，因每一蒴果较多而摒弃。
• 优势杂交育种的基本程序： • 1 ）确定育种目标 • 2 ）收集育种材料 • 3 ）选育优良自交系 • 4 ）测定配合力，确定优势组合 • 5 ）配制一代杂种：
• 6 ）品种比较试验
• 小花性状与丰花性往往联系一起。
• 3. 重瓣性 • 矮牵牛的重瓣花由雄蕊和雌蕊瓣化而来, 结实率 降低或丧失。 • 重瓣基因对单瓣基因是隐性， 重瓣品种具有纯 合的重瓣花基因。 • 重瓣性的强弱受环境条件的影响：开花早期或营 养条件差时，会出现单瓣花； • 目前重瓣花品种仍然较少，培育更多的重瓣花品 种是今后矮牵牛育种目标之一。
• 3）进行品种比较试验 • 4）品种特性的综合评价 • 5）确定应用及引种品种 。
2. 杂交育种
• 1849年，产生复瓣品种；
• 1876年，自然变异产生四倍体大花品种；
• 1879年，培育小花及矮化品种； • 1880年，Shepherd 培育出享有盛名的 ‘California Giant’和‘Superhissima’类型，但 这些品系长得不够健壮，不适于露地种植。
3.1 矮牵牛基因工程育种
• 矮牵牛比较容易再生，组织与细胞操作技术 简单，生活周期短，遗传背景清晰，又是一 种重要花卉，是转基因的模式植物。 • 自Horsch等（1985）首次获得矮牵牛转基因 植株以来，矮牵牛的基因工程育种纷纷展开， 并创造了一系列新品系； • 已有新品种应用于生产；
• 农杆菌介导的遗传转化程序：目的基因的
1 ．野生资源 • 1 ）撞羽矮牵牛(P.violacea) 一年生草本，株高15～25厘米，全 株密生腺毛，叶卵圆形，具短柄， 花紫堇色。
• 2 ）腋生矮牵牛（ P. axillaris ）
花大，白色。一年生草本，株高30～ 60厘米，单花腋生，有香气。
• 3 ）青紫矮牵牛（ P. integrifolia =P. inflata ） 株高 20-30cm ，花小，紫红色。