大家好,想分享一些所学,请不吝指教^^
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本文为实习期间所学分享,以十字花科蔬菜抗黑腐病育种为例,参考《台湾十字花科黑腐
病菌侦测及防治》及《远缘杂交育种障碍及克服策略》等文章整理而成,并感谢凤试所邱
女士详加指导。由于笔者对于育种方面较为陌生,若文章有不对之处还请多加指点。
1. 育种目的:Xanthomonas campestris pv. campestris引起的十字花科黑腐病是世
界性的重要病害,抗黑腐病可从许多方面着手,如种子检定、种子处理、田间卫生及轮作
等。育成抗黑腐病品种亦为方法之一,然已知之甘蓝、花椰菜、青花菜、芥蓝等十字花科
蔬菜尚未发现具有抗黑腐病基因之原种,需借由远缘杂交技术引入小白菜、芥菜抗黑腐病
品种之基因,以育成新的抗病品种。
2. 远缘杂交之挑战:杂交育种一般采用无杂交障碍的种内材料为亲本,远缘杂交则将
亲本扩大到种间(interspecies)或属间(intergenus)的层次。远缘杂交会产生的障碍
,以十字花科为例,十字花科芸苔属作物可分为三大类-甘蓝类、白菜类及芥菜类,其染
色体数各不相同。甘蓝类的甘蓝、花椰菜、青花菜、芥蓝之染色体为2n=18;白菜类的小
白菜之染色体为2n=20;黑芥类的芥菜之染色体为2n=36。不同类(如,以甘蓝类为母本,
小白菜或芥蓝为父本)杂交后,由于染色体同源性低,可能发生(1)受精前:亲本杂交
不亲合,花粉在柱头无法萌发或伸长受阻;(2)受精后:杂种胚败育,种子无法形成;
(3)成株后:杂交种植株稔性低或不稔,为此育种过程中需应用许多技术以达成育种目
标。
3. 远源杂交技术
(1)蕾期授粉:避免自交/杂交不亲合,可利用蕾期授粉方式,于柱头尚未形成花粉萌芽抑
制物质时加以)授粉,其他如生长调节剂、氯化钠、二氧化碳等处理亦可提高授粉成功率
。蕾期授粉之操作细节依授粉者习惯各有不同,此处以芥菜为例,简述如下:
A. 选定父本,开花前套袋避免其他花粉沾染。
B. 以酒精消毒镊子(避免其他花粉沾染),摘取父本花朵,放置于培养皿等容器中。
C. 母本部分,以镊子除去已开、柱头已露出或过小的花苞,并除去花序生长点避免新花
苞产生。留下饱满健康、未打开之花苞,以镊子除去花瓣。
D. 取父本花朵,将花粉沾上柱头、套袋保护,1~2日后取下。
(2)胚拯救:授粉成功后多数杂交胚会败育死亡,故不等种子成熟即采收未成熟胚进行培
养(胚拯救)。胚培养之操作过程于不同实验室操作细节各有不同,简述如下:
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A. 根据不同品种特性于适当时机采收未成熟胚。
B. 酒精浸润约10秒后以清水冲洗,再以0.5%次氯酸钠消毒10分钟,于无菌环境洗清五次
。
C. 在显微镜下切开果荚,挑出未成熟胚,植入培养基。胚龄越小培养的难度越高,较成
熟的胚较易培养,但是也可能已发生败育,时机需自行记录掌握。未成熟胚依外观可分为
饱满、不饱满及干瘪三种状况,越成熟可能越干瘪,根据询问,不饱满至干瘪的胚成活率
可能较高,但因品种而异。
D. 以接种环将胚种入培养基,移入遮光环境进行培养,若胚成功萌发则移入弱光环境,
最后移至正常灯照下培养。
E. 植株成长后可利用微体扦插方式进行继代:取出地上部、切除叶片,将侧芽或顶芽重
新种入培养基。
(3)克服不稔性:远缘杂交株成功长成后仍有稔性低或不稔问题