苎麻核诱变育种技术及效果分析_罗素玉-1998

6期
苎麻核诱变育种技术及效果分析
339
( 三) 优良类型的选择和繁殖 苎麻是异花授粉作物, 遗传基础复杂, 每个品种都是一个复杂的群体( 即杂合体) , 其有性
繁殖后代群体内个体间的变异分离现象极为普遍, 适宜剂量的60Co C射线的辐照苎麻种子, 把 杂交育种和辐射育种结合起来能使后代中高产、优质、抗性强的优良变异单株出现的几率大大 提高[ 3] 。根据育种目标和选择标准, 对优良的变异单蔸进行严格的选择和简易的对比试验, 主要鉴定其单蔸生产力和纤维细度, 淘汰优良性状不突出者。中选的 M1 代必须以无性繁殖 技术, 固定、保存其优良性状并加大繁殖, 扩大其群体, 进入育种程序, 即分别进行蔸系、品系比 较, 多点试验和全国区试, 进行丰产性、纤维品质、抗性和区域适应性等试验。主要性状逐级鉴 定分析和筛选, 继续优中选优直至生产利用。应该引起注意的是, 在整个育种过程中, 中选的 优良变异类型只能是原种的无性系后代, 才能保持其优良特性的纯一性, 而种子繁殖的后代则 不适用。 ( 四) 核诱变效应与育种利用
核 农 学 报 1998, 12( 6) : 337~ 341
337
Act a Ag ricu lt urae N ucl eatae S i ni ca
苎麻核诱变育种技术及效果分析
罗素玉 唐守伟
( 中国农业科学院麻类研究所 沅江 413100)
用60Co C射线 50~ 100G y 辐照, 成功选育出高产、优质、抗性强和区域适应性广 等优良特性为一体的苎麻新品种圆叶青和 7469。苎麻不同器官的辐射敏感性不同, 辐照苎麻种子的适宜剂量为 50~ 300Gy, 辐照地下茎的适宜剂量为 20~ 90Gy。辐照 苎麻种子 M1 能发生明显的变异分离, 其诱变率可提高 12170% ~ 52183% 。因此, 在 M 1 即可进行严格的选择, 并采用无性系繁殖技术, 固定其优良性状, 扩大其群体, 供 育种和生产应用。辐照苎麻种子比辐照地下茎的诱变、选择效果好, 并获得预期效 果, 而辐照地下茎的技术条件要求高, 存活率低, 有益突变出现的几率更低, 目前尚未 在育种中取得实质性成效。
关键词: 苎麻 核诱变 选择 新品种
前言
70 年代初, 我国率先开展了苎麻核诱变育种高新技术的研究和应用工作, 并取得成效, 本 所以60Co C射线为辐射源诱变杂交种子, 获得了常规育种很难引变的新个体、新基因源, 选育 成功 2 个国家级苎麻新品种圆叶青和 7469[ 2] , 它们均具有高产、优质、抗性强和区域适应性广 等优良特性, 较好地缓解了苎麻品种普遍存在的高产与优质的内在矛盾性, 受到种植业、加工 业和流通领域的一致好评和欢迎, 并分别于 1989 年和 1994 年通过全国农作物品种审定, 其中 圆叶青已成为全国各主产麻区大面积推广利用的首选品种和育种利用的主体骨干亲本, 目前 累计推广面积 12181 万 hm2, 直接增加效益 6 亿元以上, 该品种的选育与推广获 1996 年农业 部科技进步三等奖。
材料与方法
选择综合性状优良, 但纤维品质不够理想的新品种湘苎一号( 即黄壳早的天然杂交种) 为 辐照亲本, 采用60Co C射线的 30~ 40Gy 辐照。分别调查、观察 M 1 的成活率及 M1、M2、V 1M 1 的变异类型( 包括形态畸变及突变) 。
根据高产、优质、多抗的育种目标, 在 M 1 中严格选择符合育种目标的优良变异单蔸, 并以 无性系繁殖技术, 固定其优良性状、扩大其个体, 进入育种程序, 对主要性状逐级进行鉴定比 较, 直至生产应用。
1001 00 1131 25 1121 41 1191 04 1261 33 1321 77 1441 89 1521 83
0
据调查, 苎麻种子辐照后, M 1 即发生变异分离, 其变异率能提高 12178% ~ 52183% ( 表 1) , 有益变异株出现的机会也多。地下茎在适宜的剂量范围内, VM1 变异多表现为劣变, 如叶 绿素缺乏、叶面畸形、生育迟缓、植株矮化、成活率低等, 外观有益变异出现的几率极低, 因此苎 麻辐射育种以辐照种子较理想。具有操作技术简便、收效快的特点。而辐照地下茎, 因技术条 件要求高, 存活率低, 有益变异低等原因, 目前尚未在育种上取得成效。 ( 二) 变异类型的出现和传递
图 1 苎麻不同品种过氧化物 酶同工酶电泳染色模式
F ig. 1 Elect rophoret ogram of peroxidase isoenzyme bands for diff erent ram ie variet ies
340
核农学报
12 卷
T able 2
谱带 Bands 1
EST A 2 1
地点 P lace
IBFC 麻类研究所 湖南省益阳市 Y iyang 湖南省吉首市 Jishou 安徽省池州市 Chizhou 湖北省咸宁市 X ianning 江西省宜春市 Y ichun 四川省涪陵市 Fuling 广东省韶关市 Shaoguan 山东省临沂市 Linyi 各地平均 A verage
圆叶青
Y uanyeqing
产 量 增产 纤维支数
Y ield ( kg/ hm2)
Increase in yiel d
(%)
F iber f ineness
30221 5 1 9 1948
28681 0 16841 5
表 3 品种产量、纤维支数比较
T able 3 Comprison of yields and f iber f ineness in raime variet ies
品种名称 V ariet y
湘苎一号 Xianzhu N o. 1 黄壳早 H uangkezao 黄壳麻 H uangkema 细叶绿 Xiyel&u 细叶绿 Xiyel&u 新余麻 Xinyuma 黑皮蔸 H eipidou 芦竹青 Luzhuqing 芦竹青 Luzhuqing
辐照 M1 的种子变异类型普遍有自交结实率偏低的现象, 自交后 M2 中有 5414% 的形态 特征类同 M1, 还有 4516% 的植株继续发生变异分离, 自交 M3 和 M4 仍有变异分离现象, 但变 异率逐渐下降。
地下茎经辐射处理后, VM1 的变异性有的能随着第 1 个季节( 或年) 生长周期的结束而消 失, 恢复正常生长, 如叶片微卷、变狭等, 有的则随着每个季节( 或年) 生长周期的开始而重复出 现, 如叶片金边型、生育迟缓、自交结实率低、分枝多等, 还有的嵌合体经分离后, 其特征、特性 能传递给无性繁殖后代, 但也有连续自交结实率极低和不孕现象, 其变异性部分能传递给有性 繁殖后代, 尚有部分不能传递, 自交后代继续发生变异分离。
圆叶青 Y uanyeqing
01 153 01 283 01 343 01 426 01 590 01 614
目前我所采用苎麻杂交育种与辐射育种相结合的方法, 已从 FnM1 中选出 2 个国家级苎 麻新品种圆叶青和 7469, 分别于 1989 年和 1994 年通过全国农作物品种审定, 新品种具有高 产、优质、抗性强、区域适应性广等优良特性, 其中圆叶青已成为全国各主产麻区大面积推广应 用的首选 品种[ 4] , 大 面积 栽培平 均产 量为 238015~ 252910kg/ hm2, 比各地 主栽 品种 平均 193315~ 195015kg / hm2 增产 22107% ~ 3016% ( 表 3) 。原麻锈脚极短, 风伤斑及病斑少, 公制 单纤维支数平均 1980 支左右。精干麻制成率高达 7110% , 各项理化指标均达到纺织高档产 品的质量要求, 累计推广面积 12181 万 km2, 增加经济效益 6 亿元以上, 经济效益极为显著。 同时作为一个综合性状优良, 具有一般配合力高、遗传基础较稳定、遗传传递力强的种质资源, 已被全国有关育种单位选为主体骨干, 亲本广泛应用于苎麻育种实践, 在被选为杂交育种、杂 种优势利用、辐射育种、倍性育种利用的同时, 湖南农业大学选择该品种为体细胞杂交、DNA 导入的标记品种。因此, 该品种的学术效益也很显著, 随着遗传育种的深入开展, 生物技术育 种的拓宽, 其应用前景和效益将更广阔。
器官均可辐照, 通常是处理种子和地下茎。因不同器官对辐射的敏感性有显著差别, 其适宜的 辐照剂量也有差异, 地下茎的适宜辐照剂量为 40~ 90Gy , 种子的适宜辐照剂量为 50~ 200Gy 。 在适宜的剂量范围内, M1 即出现类型繁多的变异, 若低于适宜剂量的下限, 则诱变效果不明 显; 反之, 若超过适宜剂量的上限, 虽然变异率增加, 但因辐射损伤的影响, 成活植株显著减少, 恢复正常生长的能力显著减弱, 处于半致死状态, 无实际选择应用价值。
利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法, 测定过氧化物酶同工酶在体内的代谢水平、酶的变化及酶谱 带的差异, 鉴定其诱变效应。
此文于 1997 年 9 月 1 日收到。
338
核农学报
12 卷
结果与分析
( 一) 苎麻辐射育种的适宜剂量 苎麻是多年生宿根性草本作物, 其繁殖方法分无性繁殖和有性繁殖, 故其营养器官和生殖
存活率
Survival rat e( % )
481 5 331 0 251 5 211 5 221 0 171 0
61 5 31 0 0
变异率
Variat ion rat e( % )
451 46 511 27 551 65 541 12 571 43 601 36 651 87 691 48
0
变异率与 CK 比 V ariat ion rat e/ CK
从辐照种子的 M1 能观察到不同程度的变异分离现象, 这些变异单株的特征特性不仅能 传递给无性繁殖后代, 而且能在以后的每季麻( 或年) 的生长周期中重复出现, 因此, 优良的变 异性可通过无性繁殖来保存、固定和传递, 故在 M1 中直接选择优良的变异类型是可行、有效 的, 这是苎麻辐射育种实践中一个极为有利的条件。