[发明专利]一种蚕豆闭花授粉方法及应用

说明书

 

技术领域

蚕豆是豆科、蚕豆属中唯一的一个栽培种。蚕豆(Vicia faba)，英文名为Horsebean，Broadbean，Faba Bean，是春播一年生或秋播越年生草本植物，又称胡豆、佛豆、胡豆、川豆、倭豆、罗汉豆等。蚕豆属于豆科(Leguminosae)，蝶形花亚科(Papilionoideae)，蚕豆族(ViciaL.)。是这个属中隔离最好的一个种。蚕豆与巢菜属(ViciaL.)中其它各个种之间还无杂交成功的实例。与巢菜属中其它种比较，蚕豆的染色体较大，DNA的量也较大，但染色体数较少2n=12,其它种2n=14。 

蚕豆起源于西南亚洲到地中海区域，是世界上最古老的栽培作物之一，已有4000余年的栽培历史。蚕豆传入亚洲，以我国最早，最初传至欧洲，汉时(公元前二世纪)张骞通西域期间传入我国，由我国传到韩国、日本、印度，为近代的事。蚕豆驯化栽培的历史同小麦和大麦一样久远，至少在6000年以上。从位于土耳其新石器时代遗址中发掘出的大约公元前7000年的碳化蚕豆种子，是考古中发现的最古老的证明。蚕豆传入中国的具体时间不详，可能是在隋唐时期经西域传入，在中国的栽培历史约有2100多年。

 

背景技术

据FAO统计资料(FAOSTAT,2009)，2001-2007年平均，全世界干蚕豆生产面积267.36万hm2，总产448.78万t，共有56个国家生产干蚕豆。蚕豆是我国除大豆和花生之外目前种植面积最大、总产最多的食用豆类作物。蚕豆在全国大多数省区都可种植，长江以南地区以秋播冬种春收为主，长江以北地区以早春播早秋收获为主。在全国31个省(区、市)中，除山东、海南和东北三省极少蚕豆种植外，其余25个省(区、市)均种有蚕豆栽培。

云南是我国蚕豆的主要产区，年种植面积300-500万亩，占全国总蚕豆生产面积的38.3%，居全国第一位；大面积种植的主要分布在滇东北（曲靖市、昭通市）、滇东南（文山市）滇中（楚雄市、大理市），滇西（保山），分布海拔400～2700米的坝区及山区，其次是四川、重庆、江苏和贵州，种植规模在100-250万亩。除四川的甘孜一带有少量的春播栽培外，均为秋播栽培（每年9-10月播种，次年4-5月收获干籽粒）。

蚕豆种的授粉习性属于常异花类型，其异交率在25.75-56.14%之间，这就要求种性保持要在严格控制花粉传递的条件下进行，给种质资源研究、品种改良技术工程和良种繁育生产带来许多困难，要求在技术上、设施上有较大投资。为了有效坚决这一障碍性问题，我们开展了降低蚕豆作物异交率的相关研究，选择创制闭花受精变异基因型，即通过获得花器形态结构的变异，障碍导致异交的媒介-蜂的访问，从而阻止花朵间、植株间、品种间的花粉传授，实现自交授粉。通过改变蚕豆的授粉习性，可使一些优异的形态性状、籽粒性状、品质等优良性状得以稳定的保持，保证生产出来的产品在品质及产量上表现出特有的优越性，从而提高蚕豆产品的经济效益；同时为蚕豆作物种质资源研究、品种选育及种苗生产提供了有力的技术支撑。

 

发明内容

本发明涉及农作物育种领域，具体涉及到的作物是蚕豆。蚕豆为一年生或越年生草本植物，茎四棱中空；偶数翼状复叶，一般有小叶2-4对；花为腋生，属于两性花，一般为常异花授粉作物。蚕豆花有旗瓣一枚在上方，形体最大；翼瓣两枚，体型中等大小，附于龙骨瓣两旁，中央有黑色或紫色大斑；龙骨瓣两枚在翼瓣内面。本项目研究的 “8137”花材料闭花受精技术中的8137，花器结构较特殊，是稀有的闭花授精类型：它的旗瓣、龙骨瓣大小和一般蚕豆植物的花器一样，但翼瓣明显退化缩小，仅有正常蚕豆花器的20%大小，并且退化的翼瓣紧抱龙骨瓣。这样就导致传粉媒介昆虫无法正常停留在花器上采蜜取粉，在花朵间、植株花器间传导花粉而导致异交。

闭花受精材料：具有“8137”花器结构。

使用“8137”材料的技术：包括遗传研究和品种改良等应用。

蚕豆的闭花授精特性目前在国内还没有相关的报道，同时也没有闭花授精的品种和材料在生产上应用。本项目育成的蚕豆新品种“云豆8137”具有闭花授精特性。

附图说明：

        图1是8137花图    

        图2是普通蚕豆花图