CN105900698A - 一种采用嫁接预测杂种优势的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用嫁接预测杂种优势的方法，包括以下步骤：(1)选择具有代表的生态型作为试验的场地；(2)设计种植小区数，设置重复数；(3)嫁接，将两种或两种以上的植物进行嫁接，所述嫁接类型包括：父母本值类，亲和性值类，交互值类；(4)嫁接后按嫁接各自作物要求管理，定期抹去嫁接以下的抽生芽，嫁接成活后，仅留接穗生长，其余抹去，然后进行水肥管理；(5)收获时，测定嫁接类型的目标产量及相关生理指标；(6)采用杂种优势的预测方法对嫁接类型进行预测。本发明方法可预测任意组合的杂种优势，并进行多组数据的比较，找出较优优势的杂种优势组合，实验结果直观性强，可测性强，可大大提高杂交育效率。
Description
技术领域
本发明涉及杂交育种领域，特别涉及一种采用嫁接预测杂种优势的方法。
背景技术
杂交育种是目前90％以上的动植物选育新品种的基本育种方法，杂交育种是利用生物界的杂种优势，所胃的杂种优势是指两个性状(或遗传组成)不同的亲本杂交后产生的杂种，在生长势、生活力、繁殖力、适应性以及产量、品质等性状方面超过其双亲的现象。例如不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代，往往比它的双亲表现出更强大的生长速率和代谢功能，从而导致组织器官发达、体型增大、产量提高，或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等的提高。但并不是所有的亲本杂交后，都具有杂交种优势，且不同组合的杂种优势大小也存在千差万别，有的杂种优势明显，有的不明显，甚至退化。杂交育种的核心是利用杂种优势，即选出强的优势杂交组合亲本，而亲本的选择和选配是获得强优势组合的关键环节，如何进行杂种优势预测，一直是遗传学和植物育种学研究的重要内容。在实践中要获得大的杂种优势，育种家往往通过花费大量的时间、人力、物力和财力进行测交后判断杂种优势的高低，成本高、周期长。如能事先预测某个组合的杂种优势，则可减少盲目性，提高选择效率，缩短育种年限，加快育种进程，降低育种成本。大量的研究表明，作物产量性状受多个微效基因控制，至于是多少个微效基因控制，目前尚无定论；加上作物产量又受环境等储多因素影响，杂种优势预测难度极大。许多育种学家从群体遗传、生理代谢、分子水平等多方面对杂种优势预测进行了探索与研究，试图找到一条简单、准确、有效的方法来预测强优势组合，但至今，育种家们尚未发现具广泛适应性的准确预测方法，而本发明具有简单、实用，并适用所有植物的内含物质预测，适应性极广。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用嫁接预测杂种优势的方法，从而克服现有预测方法的准确性差、预测误差大、费时费工、周期长和费用高等缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种采用嫁接预测杂种优势的方法，包括以下步骤：
(1)选择具有代表的生态型地段作为试验场地；
(2)设计种植和重复数；
(3)嫁接，当试验的植物材料达到合适嫁接条件时分别进行嫁接，将两种或两种以上的植物进行嫁接，所述嫁接类型包括：父母本值类，亲和性值类，交互值类；
(4)嫁接后按嫁接各自作物要求管理，定期抹去嫁接以下的抽生芽，嫁接成活后，仅留接穗生长，其余抹去，然后进行水肥管理；
(5)收获时，测定嫁接类型的目标产量及相关生理指标；
(6)采用杂种优势预测方法对嫁接类型进行预测。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(3)中的嫁接包括根、茎、叶或枝的嫁接、细胞嫁接或根系嫁接中的一种或几种。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(6)中的杂种优势预测方法为超中优势预测法、超亲优势预测法、超标优势预测法、或离中优势预测法。；其中，以亲和值类或杂互值类中的一种作杂种一代值来预测，或以亲和值类和杂互值类两者的平均值作为杂种一代值来进行预测。
优选地，上述技术方案中，对A和B两个品种进行杂种优势预测，采用的嫁接为根、茎、叶F1或枝的嫁接，进行的嫁接类型为，父母本值类，(A+A)/A和(B+B)/B；亲和性值类：(A+A)/B和(B+B)/A；交互值类：(A+B)/A和(A+B)/B；其中表达方式：分子为接穗，分母为砧木，分子含有“+”表示嫁接2条接穗。
优选地，上述技术方案中，对A和B两个品种进行杂种优势预测，采用的嫁接为根系嫁接的，进行的嫁接类型为，父母本值类：A/(A+A)和B/(B+B)；亲和性值类：A/(B+B)和B/(A+A)；交互值类：A/(A+B)和B/(A+B)；其中，分子为砧木，仅根系进行嫁接，分母为接穗，嫁接根系，分母中含有“+”表示嫁接2条根系，除去其它根系。
优选地，上述技术方案中，对两种以上品种进行杂种优势预测时，以任意品种进行两两组合，然后进行嫁接杂种优势预测。
优选地，上述技术方案中，对A、B和C三个品种进行杂种优势预测，进行的嫁接类型为，父母本值类：(A+A+A)/A、(B+B+B)/B、(C+C+C)/C；亲和性值类：(B+B+B)/A、(C+C+C)/A、(A+A+A)/B、(C+C+C)/B、(A+A+A)/C、(B+B+B)/C；交互值类：(A+B+C)/A、(A+B+C)/B、(A+B+C)/C；超过三个品种的，杂种优势预测以此类推。
一种预测木薯杂种优势的方法，包括以下步骤：
(1)选择具有代表的生态型地段作为试验场地；
(2)设计种植小区数和重复数；
(3)嫁接，当试验的木薯材料达到合适嫁接条件时分别进行嫁接，将两个或两个以上的木薯品种进行嫁接，所述嫁接类型包括：父母本值类，亲和性值类，交互值类；
(4)嫁接后按种植木薯的要求进行田间管理，定期抹去嫁接口以下的抽生芽，嫁接成活后，按要求只保留1条接穗的生长，其余的芽抹去，然后进行水肥管理；
(5)收获时，测定嫁接类型的目标产量及相关生理指标；
(6)采用杂种优势预测方法对嫁接类型进行预测。
优选地，上述技术方案中，预测木薯杂种优势的方法，包括以下步骤：
(1)选地整地；
(2)设计种植小区数和重复数；
(3)种植木薯，筛选父母本；
(4)杂交父母本的嫁接，在木薯株高30-40cm或茎粗大于0.5cm，切口部出现部分木栓化时，进行嫁接；
(5)嫁接后管理，嫁接后，定期检查，除去嫁接口以下所有抽生芽，接穗成活后，采取统一管理，每个接穗仅留1条枝条，定期检查，除去接穗抽生多余的腋芽，并除去嫁接口下部新抽生的条枝；
(6)收获各生物性状指标测定，采用杂种优势预测方法对嫁接类型进行预测。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(6)中木薯的收获生物性状测定指标为块根产量和块根淀粉产量。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(6)中杂种优势的预测方法为超中优势预测法，
H＝〔F1－(P1+P2)/2〕/〔(P1+P2)/2〕
其中，式中H—杂种优势；
F1—杂种一代的平均值，即嫁接父母本的亲和性值类和交互值类的平均值；
P1—亲本A的父、母本值类的(A+A)/A的值；
P2—亲本B父、母本值类的(B+B)/B的值。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用嫁接预测杂种优势的方法，可预测任意品种两两组合的杂种优势，并进行多组数据的比较，找出较优优势的杂种优势组合，实验结果直观性强，可测性强，可大大提高杂交育效率。
附图说明
图1是根据本发明，采用嫁接预测杂种优势的方法对木薯进行预测的绝对产量预测图。
图2是根据本发明，采用嫁接预测杂种优势的方法对木薯进行预测的超中优势几率图。
图3是根据本发明，采用嫁接预测杂种优势的方法对木薯进行预测的绝对淀粉产量预测图。
主要附图标记说明：
1-XX048；2-SC124；3-SC205；4-SC9。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
利用本发明采用嫁接预测杂种优势的方法对木薯进行预测。即以木薯为例。广西木薯的典形生态型为红壤中度板结型(隆安、宁明、武鸣、桂平、平南等红壤土)、沙壤土型(北海、合浦等)。对4个木薯品种中的每两两组合进行杂种优势预测，选地整地，种植管理，嫁接、嫁接后管理、测定相关指标、杂种优势预测、指导杂交育种，具体实施步骤如下：
(1)选地整地
①选择具有代表性红壤土(中等板结型)的武鸣作为试验生态类区，地块要求不过分贫瘠、石砾少、无积水、避风或有林段保护的土地，按试验要求设计重复和小区数，在3月上旬至4月上旬进行种植，种植前1-2个月对试验地进行深翻细耙，充分暴晒、杀菌后，平整土地；
②开沟。按株行距开沟，犁土深30-40cm，开沟深20-25cm，按株行距1×1m，起畦；每个区种植25株；
③基肥的施用。所述的基肥是每亩施农家肥500-800kg、尿素10-12kg和氮磷钾浓度≥40％的三元复合肥20-25kg，充分混合均匀，基肥施于畦中间与泥土拌匀。
④试验品种XX048、SC124、SC205、SC9，每个品种7个区，2个重复，共56个小区，随机区组排列。
(2)材料的选用与处理
①试验材料的选择。采用充分老熟、茎粗节密、芽点完好、新鲜、不损伤、切口有乳汁、无病虫的宿根木薯作为多系育种试验材料；将种茎切割成长度30-50cm，试验所需嫁接苗数为4苗，采用氯吡脲药液点4-6个腋芽眼，凉干后种植，种后畦面覆盖1m宽地膜，地膜四周用泥土压实，确保萌发出所需的苗数。
②4月中旬，检查出苗数，并根据嫁接所需苗数定苗，除去多余的苗；对出苗不足4苗的，在离地面5-10cm高度处全株统一打顶，根据嫁接设计，留所需苗。
③其它按常规种植管理；
(3)杂交父母本的嫁接与管理
①在木薯株高30-40cm或茎粗大于0.5cm，切口部出现部分木栓化时，进行嫁接，本实施的嫁接方式为切接法。
②嫁接方式，每个重复，每个品种嫁接采用同品种自接各1个小区25株(即父母本值类)，每株嫁接2条接穗以上，保证具完全如(XX048+XX048)/XX048(分子为接穗，仅做普通嫁接，以下相同)、(SC124+SC124)/SC124、(SC205+SC205)/SC205、(SC9+SC9)/SC9全部具有双枝接穗成活。
③按试验要求分别嫁接亲和性值类，共4个品种6种组合，每个重复分别嫁接两两组合的亲和性值类各1小区，25株，共12种组合，分别是(SC124+SC124)/XX048、(XX048+XX048)/SC124、(SC205+SC205)/XX048、(XX048+XX048)/SC205、(SC9+SC9)/XX048、(XX048+XX048)/SC9、(SC205+SC205)/SC124、(SC124+SC124)/SC205、(SC9+SC9)/SC124、(SC124+SC124)/SC9、(SC9+SC9)/SC205、(SC205+SC205)/SC9、每株嫁接2条接穗以保证每株有双接穗成活。
④交互类嫁接，每个重复有12种组合，每株嫁接2条接穗保证每株有双接穗成活。分别为(XX048+SC124)/XX048、(XX048+SC124)/SC124、(XX048+SC205)/XX048、(XX048+SC205)/SC205、(XX048+SC9)/XX048、(XX048+SC9)/SC9、(SC124+SC205)/SC124、(SC124+SC205)/SC205、(SC124+SC9)/SC124、(SC124+SC9)/SC9、(SC9+SC205)/SC205、(SC9+SC205)/SC9。
(4)嫁接后管理
①嫁接后，定期检查，除去嫁接口以下所有抽生芽，防止嫁接口以下的芽竞争养分，影响接穗生长。
②对嫁接成活后，部分受嫁接膜限制不能抽生的，用刀片破膜，以便接穗顺利抽生叶稍。
③嫁接后15天，接穗成活基本稳定，采取统一管理，每个接穗仅留1条枝条，并定期检查，除去接穗抽生多余的腋芽，并定期除去嫁接口下部新抽生的枝条。
(5)收获各生物性状指标测定
①分别测定各小区中间9株的鲜薯产量和淀粉含量及其所需生物性状，如胡萝卜素、氢氰酸(HCN)等，本例仅作产量和淀粉产量预测
②淀粉产量＝鲜薯产量×淀粉含量
③采用超中优势预测法
H＝〔F1－(P1+P2)/2〕/〔(P1+P2)/2〕
其中，式中H—杂种优势；
F1—杂种一代的平均值，即两种嫁接方式父母本的亲和性值类和交互值类的平均值；
P1—亲本A的父、母本值类的(A+A)/A的值；
P2—亲本B父、母本值类的(B+B)/B的值。
⑤计算后预测结果。
对木薯绝对产量进行预测，如图1所示。
从图1中可知：(1)对XX048同其它3个品种的杂交优势进行测定，XX048与SC124获得较高的产量具有较大几率。(2)对SC124同其它3个品种的杂交优势进行测定，XX048与SC124获得较高的产量具有较大几率。(3)对SC205其它3个品种的杂交优势进行测定，SC205同XX048获得较高的产量具有较大几率。(4)对SC9同其它3个品种的杂交优势进行测定，SC9同XX048获得较高的产量具有较大几率。
对木薯超中优势几率进行统计，如表1所示。
表1超中优势几率统计表
| 品种 | XX048 | SC124 | SC205 | SC9 |
| XX048(接穗) | 100.00 | 88.19 | 89.64 | 83.06 |
| SC124 | 88.19 | 100.00 | 92.02 | 79.10 |
| SC205 | 89.64 | 92.02 | 100.00 | 85.76 |
| SC9 | 83.06 | 79.10 | 104.44 | 100.00 |
根据表1绘制出图2，即如表1和图2所示，杂交时间的选择，不选用首个生殖期杂交。SC9与SC205具有较大的超中优势，几率104.44％，但两者父母亲本产量一般，预测上仅易超中亲值，但绝对产量不具优势。
对木薯绝对淀粉产量进行预测，如图3所示。
从图3所示的木薯绝对淀粉产量可知，(1)XX048同其它3个品种的杂交优势测定，XX048与SC124获得较高淀粉产量的几率最大。(2)SC124同其它3个品种的杂交优势测定，SC124与SC9、XX048与SC124获得较高淀粉产量的几率最大。(3)SC205同其它3个品种的杂交优势测定，SC205与SC9得获较高淀粉产量的几率最大。
综上测定结果所述，得出预测结论：(1)要获得较高鲜薯产量(不考虑淀粉含量)的最优组合为XX048与SC124杂交组合；(2)要获得较高淀粉产量(鲜薯产量×淀粉含量)的最优组合为SC205与SC9杂交组合。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例子进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种采用嫁接预测杂种优势的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选择具有代表的生态型地段作为试验场地；
(2)设计小区数和重复数；
(3)嫁接，当试验的植物材料达到合适嫁接条件时分别进行嫁接，将两种或两种以上的植物进行嫁接，所述嫁接类型包括：父母本值类，亲和性值类，交互值类；
(4)嫁接后按嫁接各自作物要求管理，定期抹去嫁接以下的抽生芽，嫁接成活后，仅留接穗生长，其余抹去，然后进行水肥管理；
(5)收获时，测定嫁接类型的目标产量及相关生理指标；
(6)采用杂种优势预测方法对嫁接组合进行预测。
2.根据权利要求1所述的采用嫁接预测杂种优势的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的嫁接包括根、茎、叶或枝的嫁接、细胞嫁接或根系嫁接中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的采用嫁接预测杂种优势的方法，其特征在于，所述步骤(6)中的杂种优势预测方法为超中优势预测法、超亲优势预测法、超标优势预测法或离中优势预测法；其中，以亲和值类或交互值类中的一种作为F1平均值来预测，或以亲和值类和杂互值类两者的平均值作为杂种F1，平均值来进行预测。
4.根据权利要求1所述的采用嫁接预测杂种优势的方法，其特征在于，对A和B两个品种进行杂种优势预测，采用的嫁接为根、茎、叶或枝的嫁接，进行嫁接的类型为，父母本值类，(A+A)/A和(B+B)/B；亲和性值类：(A+A)/B和(B+B)/A；交互值类：(A+B)/A和(A+B)/B；其中，表达方式为，分子为接穗，分母为砧木，分子有含有“+”表示嫁接2条接穗。
5.根据权利要求1所述的采用嫁接预测杂种优势的方法，其特征在于，对A和B两个品种进行杂种优势预测，采用的嫁接为根系的嫁接，进行嫁接的类型为，父母本值类：A/(A+A)和B/(B+B)；亲和性值类：A/(B+B)和B/(A+A)；交互值类：A/(A+B)和B/(A+B)；其中，分子为砧木，仅根系进行嫁接，分母为接穗，嫁接根系，分母中含有“+”表示嫁接2条根系，除去其它根系。
6.根据权利要求4或5所述的采用嫁接预测杂种优势的方法，其特征在于，对两种以上品种进行杂种优势预测时，以任意品种进行两两组合，然后进行嫁接杂种优势预测。
7.根据权利要求1所述的采用嫁接预测杂种优势的方法，其特征在于，对A、B和C三个品种进行杂种优势预测，进行嫁接的类型为，父母本值类：(A+A+A)/A、(B+B+B)/B、(C+C+C)/C；亲和性值类：(B+B+B)/A、(C+C+C)/A、(A+A+A)/B、(C+C+C)/B、(A+A+A)/C、(B+B+B)/C；交互值类：(A+B+C)/A、(A+B+C)/B、(A+B+C)/C；超过三个品种杂种优势预测的，以F1此类推。
8.一种预测木薯杂种优势的方法，其特征在于，该方法使用如权利要求1所述的采用嫁接预测杂种优势的方法。
9.根据权利要求8所述预测木薯杂种优势的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选地整地；
(2)设计种植小区数和重复数；
(3)种植木薯，筛选父母本；
(4)杂交父母本的嫁接，在木薯株高30-40cm或茎粗大于0.5cm，切口部出现部分木栓化时，进行嫁接；
(5)嫁接后管理，嫁接后，定期检查，除去嫁接口以下所有抽生芽，接穗成活后，采取统一管理，每个接穗仅留1条枝条，定期检查，除去接穗抽生多余的腋芽，并除去嫁接口下部抽生的枝条；
(6)收获各生物性状指标测定，采用杂种优势预测方法对嫁接类型进行预测。
10.根据权利要求9所述预测木薯杂种优势的方法，其特征在于，所述步骤(6)中木薯的收获生物性状指标测定为产量和淀粉产量；
所述步骤(6)中杂种优势预测方法为超中优势预测法，
H＝〔F1－(P1+P2)/2〕/〔(P1+P2)/2〕
其中，式中H—杂种优势；
F1—杂种一代的平均值，即两种嫁接方式的父母本亲和性值类和交互值类的平均值；
P1—亲本A的父、母本值类的(A+A)/A值；
P2—亲本B父、母本值类的(B+B)/B值。
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|---|---|---|---|---|
| CN116711630A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-09-08 | 广西壮族自治区亚热带作物研究所（广西亚热带农产品加工研究所） | 一种采用多品种嫁接构建共生系统的有性杂交的育种方法 |
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| US20070082337A1 (en) * | 2004-01-27 | 2007-04-12 | Compugen Ltd. | Methods of identifying putative gene products by interspecies sequence comparison and biomolecular sequences uncovered thereby |
| CN101230401A (zh) * | 2008-02-21 | 2008-07-30 | 浙江理工大学 | 一种水稻杂种产量优势的预测方法 |
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