[農園] 十字花科抗黑腐病育種:遠緣雜交與胚拯救

作者: ilikedrums (洗碗精)   2014-12-16 15:16:52
大家好,想分享一些所學,請不吝指教^^
全文網誌:http://saahort.pixnet.net/blog/post/191486577
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本文為實習期間所學分享,以十字花科蔬菜抗黑腐病育種為例,參考《台灣十字花科黑腐
病菌偵測及防治》及《遠緣雜交育種障礙及克服策略》等文章整理而成,並感謝鳳試所邱
女士詳加指導。由於筆者對於育種方面較為陌生,若文章有不對之處還請多加指點。
1. 育種目的:Xanthomonas campestris pv. campestris引起的十字花科黑腐病是世
界性的重要病害,抗黑腐病可從許多方面著手,如種子檢定、種子處理、田間衛生及輪作
等。育成抗黑腐病品種亦為方法之一,然已知之甘藍、花椰菜、青花菜、芥藍等十字花科
蔬菜尚未發現具有抗黑腐病基因之原種,需藉由遠緣雜交技術引入小白菜、芥菜抗黑腐病
品種之基因,以育成新的抗病品種。
2. 遠緣雜交之挑戰:雜交育種一般採用無雜交障礙的種內材料為親本,遠緣雜交則將
親本擴大到種間(interspecies)或屬間(intergenus)的層次。遠緣雜交會產生的障礙
,以十字花科為例,十字花科蕓苔屬作物可分為三大類-甘藍類、白菜類及芥菜類,其染
色體數各不相同。甘藍類的甘藍、花椰菜、青花菜、芥藍之染色體為2n=18;白菜類的小
白菜之染色體為2n=20;黑芥類的芥菜之染色體為2n=36。不同類(如,以甘藍類為母本,
小白菜或芥藍為父本)雜交後,由於染色體同源性低,可能發生(1)受精前:親本雜交
不親合,花粉在柱頭無法萌發或伸長受阻;(2)受精後:雜種胚敗育,種子無法形成;
(3)成株後:雜交種植株稔性低或不稔,為此育種過程中需應用許多技術以達成育種目
標。
3. 遠源雜交技術
(1)蕾期授粉:避免自交/雜交不親合,可利用蕾期授粉方式,於柱頭尚未形成花粉萌芽抑
制物質時加以)授粉,其他如生長調節劑、氯化鈉、二氧化碳等處理亦可提高授粉成功率
。蕾期授粉之操作細節依授粉者習慣各有不同,此處以芥菜為例,簡述如下:
A. 選定父本,開花前套袋避免其他花粉沾染。
B. 以酒精消毒鑷子(避免其他花粉沾染),摘取父本花朵,放置於培養皿等容器中。
C. 母本部分,以鑷子除去已開、柱頭已露出或過小的花苞,並除去花序生長點避免新花
苞產生。留下飽滿健康、未打開之花苞,以鑷子除去花瓣。
D. 取父本花朵,將花粉沾上柱頭、套袋保護,1~2日後取下。
(2)胚拯救:授粉成功後多數雜交胚會敗育死亡,故不等種子成熟即採收未成熟胚進行培
養(胚拯救)。胚培養之操作過程於不同實驗室操作細節各有不同,簡述如下:
http://pic.pimg.tw/saahort/1418625132-3134215012.jpg
A. 根據不同品種特性於適當時機採收未成熟胚。
B. 酒精浸潤約10秒後以清水沖洗,再以0.5%次氯酸鈉消毒10分鐘,於無菌環境洗清五次

C. 在顯微鏡下切開果莢,挑出未成熟胚,植入培養基。胚齡越小培養的難度越高,較成
熟的胚較易培養,但是也可能已發生敗育,時機需自行記錄掌握。未成熟胚依外觀可分為
飽滿、不飽滿及乾癟三種狀況,越成熟可能越乾癟,根據詢問,不飽滿至乾癟的胚成活率
可能較高,但因品種而異。
D. 以接種環將胚種入培養基,移入遮光環境進行培養,若胚成功萌發則移入弱光環境,
最後移至正常燈照下培養。
E. 植株成長後可利用微體扦插方式進行繼代:取出地上部、切除葉片,將側芽或頂芽重
新種入培養基。
(3)克服不稔性:遠緣雜交株成功長成後仍有稔性低或不稔問題
作者: gpoidg (就是這樣...)   2014-12-16 16:42:00
好久不見~~回台了嗎?

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