园艺植物杂交育种计划(园艺植物育种学实验一)

项目一：白灵菇优良品种的杂交选育及评价

（一）成果简介　　目前，国内报道的白灵菇菌株较多，随着食用菌产业的发展，种植规模的扩大，相互引种频繁，造成菌种退化、老化严重，具有自主知识产权的菌种匮乏。与其他食用菌相比，我国的白灵菇育种工作起步相对较晚，商业化栽培的白灵菇品种较为单一，同时由于我国地域辽阔，气候类型多种多样，品种的适应性还有待进一步提高。

应用领域：农林牧副渔。技术原理：收集我国生产上代表性主栽白灵菇菌株5 个，经体细胞亲和性分析、酯酶同工酶测定，确定亲缘关系，并进行品比试验；对生产退化菌株进行提纯复壮，选出优良菌株；对具有拮抗性、酯酶同工酶酶谱差异较大且具有优势互补菌株进行单孢分离及原生质体分离，采用单孢子分离技术和原生质体融合技术进行生产白灵菇优良菌株的杂交选育和评价。

（二）成果创新性　　1.建立了一种白灵菇单孢分离新方法用无菌打孔器取PDA培养基琼脂块置于水琼脂平板中央，将稀释至1×103/mL的白灵菇孢子悬液吸取1μl滴于琼脂块中央，使每个琼脂块上仅有一个孢子，25℃培养观察，将确定只有一个孢子萌发的琼脂块移至试管斜面培养基中培养，无锁状联合即可认为单核菌丝，该方法挑取的单核菌丝成功率达99.9%。　　2.建立了一种简便的白灵菇单孢菌丝鉴定方法 将单孢菌丝接种到PDA培养基平板中，每个平板中接种5-6个菌株，每两个菌种块间隔2-3cm。待平板中的菌落长到1-2cm左右时，直接置于显微镜下观察，若无锁状联合即可认为单孢萌发生成的菌丝为单核菌丝。　　3.培育出一个杂交菌株以"中农1号"和"中农翅鲍"两个品种作为亲本，经过孢子分离和原生质体单孢分离获取单核菌株，经过杂交育种，最终筛选出了1个生产性状比较优良的杂交菌株"白杂65"，出菇周期80天左右，比常规品种周期短10-20天，无特定温差刺激即可出菇，可进一步作为育种材料。

（三）成果先进性：　　白灵菇优良品种的杂交选育及评价项目技术水平属于国内领先。建立的白灵菇单孢分离新方法，使挑取的单核菌丝成功率达99.9%；根据锁状联合的有无鉴定单核菌丝，使白灵菇单孢菌丝的鉴定简便易行；项目培育出一个杂交菌株"白杂65"，为培育具有我国自主产权的白灵菇品种奠定了基础。由于白灵菇生产原材料主要为棉籽壳、麦麸等废弃料为原料，原料来源丰富；成本低，产量增加、效益高；节省了木材、保护了生态环境。

白灵菇的生长不需要土壤，因此不需要耕地，可以利用非耕地之外的地面。可行立体栽培：层架或叠压栽培。白灵菇还具有低耗水和高生物转化率的优点，与大田主要农作物相比，白灵菇生产可实现较高的生物转化率。白灵菇生产后的废料即菌糠作为有机肥施用，再次实现了农业废弃物利用，生态效益显著。项目的示范推广，带动了一大批农户投身白灵菇产业，使更多的闲置劳动力投入到食用菌生产中，既带动了农民就业，又增加了农民经济收益，解决农村闲置劳动力超过1万人，不但提高了菇农的经济效益，对稳定农村社会秩序具有良好的促进作用，实现了经济和社会效益的双赢，社会效益显著。

项目二、梨抗黑星病机理分析及新种质创制

（一）成果简介：　　梨是中国北方第二大水果，在水果产业中占有举足轻重的地位。黑星病是中国梨最主要的病害之一，每年对梨产业造成的经济损失高达30%。目前，生产上对该病的防治仍以化学防治为主，致使果实中的农药残留量维持在很高水平，直接影响果品质量安全。选用抗黑星病梨品种，可以实现在生产中减少用药甚至不用药。因此发掘梨抗黑星病种质，解析抗病性遗传规律和相关抗病分子机制，从而创新抗病种质并形成基于抗病机制的抗性调控技术，对于整个梨产业控制病害发生和流行、减少农药施用、提高种植效益等都具有重要的经济和生态意义。

本成果主要取得了以下研究成果：发掘出梨高抗黑星病种质并揭示了抗病性遗传规律；揭示了自育高抗种质03-04-034对梨黑星病的抗性属于诱导抗性，且水杨酸作为诱导抗性的关键因子起作用；初步揭示了梨黑星病抗病分子机制：得到1个与抗病性主基因位点紧密连锁的SSR标记TsuENH016，发现并克隆到一个与梨黑星病抗性相关的基因--类枯草杆菌蛋白酶基因；基于上述抗病遗传规律，应用自育抗病优系和现有抗病品种，创制了一批高抗梨黑星病且综合性状优良的新品种和品系；进而构建了高抗梨黑星病良种高效繁育体系。（二）成果创新性：　　1.材料创新，梨高抗黑星病单系"03-04-034"和"03-08-080"是项目组自主选育的高抗梨黑星病的全新试材，是从7601株的大群体中筛选出通过多年抗病性验证的稳定抗病单系，极为难得。我们应用这两份试材及其与亲本的回交群体，研究了梨黑星病抗病遗传规律和初步研究了其抗病机制，并利用这两份试材创制了一批综合性状优良的抗病品系。　　2.发现SLPs与梨黑星病抗性相关，SLPs在拟南芥、大豆、小麦、玉米、番茄、甜瓜、葡萄等植物上的作用研究此起彼伏并已取得重大突破，可木本植物上的研究很少，仅包括油桐、柑橘等少数树种。到目前为止，没有任何关于SLPs在抗梨黑星病上的作用的研究报道，SLPs与梨黑星病抗性相关是本研究利用抑制性扣除杂交技术得出的结论，我们将在此基础上，对梨抗黑星病相关基因SLPs的抗病功能进行全面解析，此项研究完成之后不仅能为其他抗病基因的发掘提供理论和实践基础，并有利于我们进一步从木本植物上认识SLPs与植物防御的关系。

（二）成果先进性：　　本成果研发过程中，我们首先发掘出梨高抗黑星病种质并揭示了抗病性状遗传规律，选用的试材是经过10余年抗病稳定性鉴定的自育优系与其亲本的回交群体，且回交群体较大，由此得到的数据更加可靠。

其次，我们明确了自育优系03-04-034对梨黑星病的抗性获得属于水杨酸抗性获得途径，其抗性属于诱导抗性，水杨酸作为关键因子起作用，这是在梨黑星病抗性研究中首次确认其抗性属于水杨酸诱导途径。

再次，初步揭示了梨黑星病抗病分子遗传机制：得到1个全新的与抗病性主基因位点紧密连锁的SSR标记TsuENH016，位于15号连锁群上。基于高抗种质03-04-034对梨黑星病的抗性为诱导抗性，以自育优系03-04-034为试材，应用抑制性消减杂交技术发现SLPs基因与梨黑星病抗性存在特殊相关性，这是首次发现SLPs蛋白酶基因与梨黑星病抗性相关。

最后，我们根据上述抗病性遗传规律，构建了一批杂交组合，从中筛选出一批高抗梨黑星病且综合性状优良的新品种和品系，具备较好的经济价值，符合优质高产高效的育种目标，可以作为预备品种和品系进行培育，其中2个品系（分别为"香红梨"和"晚玉梨"）已经通过审定。

项目三、抗寒优质甜仁用杏新品种选育

（一）成果简介：本项研究通过甜仁用杏天然自交，从种子苗中筛选出"5号"和"23号"两个新品系。"5号"有效花比率高，为26.2%（龙王帽8.4%）；核重2.06g，单仁重0.816g，出仁率39.61%（"龙王帽"33.41%），666.7m2杏核产量超过2000kg。"23号"有效花比率11.2%；核重2.07g，单仁重0.802g，出仁率38.74%，666.7m2杏核产量超过2000kg。以上2个品系抗寒力强，在白城市及周边无冻害，抗旱能力强，适合在风沙地栽培，在白城市西北部干旱半山区生长良好；这2个新品系具有较强的防风固沙，防止水土流失等生态作用。

（二）成果创新性：

1.选育出的2个新品系单仁重0.8g以上，在此基础上出仁率达到38%以上，超过龙王帽等国内主栽品种，其中"5号"开花比"龙王帽"晚4-5天，有效花占26.2%（"龙王帽"为8.4%）。

2.通过播种龙王帽自交的种子，从中筛选优良品系的育种方法，在国内尚属首次。

3.首次发现龙王帽自交种子苗在种核、种仁和出仁率之间的遗传相关性，发现后代种核越重种仁也越重，但出仁率则逐渐降低趋近于亲本。

4.首次总结出吉林省西部干寒干旱条件下甜仁用杏栽培技术。

（三）成果先进性：1.抗寒能力强，可在白城市周边安全越冬。2.有效花比率高。3.出仁率高，达到38.74%以上。4.幼树产量高，杏仁比对照增产15%以上。

项目四、一种多功能果树抗低温制剂及其制备方法

（一）成果简介：　　本发明是一种多功能果树抗低温制剂，由植物有机营养、螯合钙、抗逆功能物质、细胞膜稳态组分、保湿剂等成分加工而成；具有独特的生理作用，它能降低细胞膜中丙二醛(MDA)的含量，提高保护酶含量，减少膜电解质的外渗，保护细胞膜，有效减轻低温冻害对果树枝条、叶片和花朵的伤害，提高果树的抗低温性能。苹果花期500倍喷施后第2天在-2℃12小时的低温胁迫下花朵受伤害程度减轻37.7%，花期喷后第5天花朵在-2℃4小时的低温胁迫下花朵受伤害程度减轻57.2%，花期喷后第4天还能使其新梢叶片在-4℃12小时的低温胁迫下受伤害程度减轻23.8%。本发明不仅可用于苹果花期抗低温，对果树还具有良好的补钙效果，幼果期（套袋前）500倍喷雾2-3次，可有效防止苹果缺钙引起的痘斑病、苦痘病等生理病害，并可提高果实硬度，光洁果面，提高产量，具有"有灾减灾、无灾优质高产"的功效，苦痘病、痘斑病防治效果均达95%以上，产量提高10%以上。本发明对桃、梨等果树防冻及防治缺钙引起的生理病害也有良好效果，可以防治桃树果实缝合线软化、梨树鸡爪病等生理病害。（二）成果创新性：　　该成果为果树花期抗低温产品，与传统技术及专利的区别是配方不同、有机营养成分不同、作用方式上有所区别，该专利产品为内外兼治，既通过营养调节增进果树健康间接抗逆，同时又保护细胞膜直接抗逆，同时具有防治果树缺钙引起的生理病害。而传统技术只有内治功能，即仅通过营养成分增强树体健康，间接提高抗低温能力，没有植物补钙功能。

（三）成果先进性：　　该抗冻剂的500倍液于花期喷施富士苹果树后第2天能使其花朵在-2℃12小时的低温胁迫下显著抗冻，使花朵相对电导率比对照降低37.7%；于花期喷施富士苹果树后第5天能使其花朵在-2℃4小时的低温胁迫下极显著抗冻，相对电导率比对照降低57.2% ；花期喷施富士苹果树后第4天还能使其新梢叶片在-4℃12小时的低温胁迫下显著抗冻，叶片相对电导率比对照低23.8%；该抗冻剂的经济有效浓度为500倍，有效作用期为喷后第2、4、5天（亦即喷后1-4天）因此，可根据天气预报于花期霜冻来临前4天内喷施该抗冻剂的500倍液。其抗低温效果优于芸苔素和天达2116。

项目五、林地食用菌周年化生产技术集成应用　　项目实施2年来，完成了5个食用菌试验示范基地的建设工作，形成了安全、稳定、优质的三级菌种繁育生产管理体系。建立林下食用菌周年化生产规模生产基地，充分开展了林下食用菌标准化栽培技术和林下食用菌周年化栽培技术的示范工作，并制定相关技术规范。同时在示范区内，还开展了灵芝"G9"、"津平90"、"茶薪菇5号"、"津黄4号"、网脉木耳"Au-1"5个品种的食用菌林下栽培标准化生产技术。　　（1）建立了三级菌种繁育基地50亩，扩繁母种3700支、原种22500瓶、三级种66.5万公斤，合格率达到97%。示范了适宜林下栽培的灵芝"G9"、平菇"津平90"、"茶薪菇5号"、黄伞"津黄4号"、网脉木耳"Au-1"5个优良品种的标准化栽培技术。

（2）项目采取"平菇 网脉木耳"、"平菇 灵芝"、"平菇 香菇"结合改进并完善林下食用菌生产工艺和设施，实现了周年化生产新模式，建立林下食用菌试验示范基地5个，示范面积2035亩，实现销售利润5465.7万元，比传统林地生产模式提高40%，带动农民增收4600万元。

（3）项目开展试验及示范次数8次，召开技术培训会、现场展示会5次，技术培训645人次，增加直接就业835人，推广5135亩。

项目六、小麦抗白粉病近等基因系在基因功能研究及育种中的应用

小麦抗白粉病育种是世界性难题，主要有两个方面原因：首先是小麦基因组复杂，抗病机理研究进展缓慢，其次是白粉菌生理小种多，变异快，很多抗病品种由于重复使用，很快就丧失抗性。开发、利用植物本身的抗性资源，发掘重要的抗病相关基因，开发功能标记辅助选择育种，是小麦获得持久、高效抗病品种的重要手段。

项目组通过以对白粉菌免疫的Brock为抗病亲本，经与地方优良品种杂交、回交、筛选获得抗病近等基因系，近等基因系兼具双亲的优良特点，且理论上只保留了一对抗病基因，与其它普通小麦可以进行无障碍杂交，加速了抗病基因传递；同时利用近等基因系发现并克隆了抗病相关基因Ta-TCTP、Ta-SEC14、Ta-WRKY和Ta-Rpg5，其中Ta-Rpg5是在一个转录本中同时存在NBS-LRR-STPK 3个结构域的抗白粉病基因，通过综合实验技术解析Ta-Rpg5的功能，初步阐释该基因的抗病信号途径，该基因是继Pm3b（及其等位基因）和S/TPK-Ⅴ之后的又一个新的小麦抗白粉病基因。利用近等基因系结合分子标记筛选培育的抗白粉病小麦品系，具有快速、有效、便利的特点，可以在较短的时间内进行抗病基因的传递，同时淘汰不良基因的干扰，提高的育种工作的预见性，为生产上迅速替换感病品种，防止因白粉病造成的损失、保证小麦稳产高产有潜在的经济和社会效应。

项目七、粮草双高青稞新品种选育及产业化

选育粮草双高青稞新品种昆仑14号、15号，使我省青稞最高单产突破千斤大关，同时秸秆产量高，为青稞发展实现粮草兼用、农牧结合提供了支撑；以品种为基础，配套以粮草双高栽培技术，实现了良种良法的结合；构建青稞加工适宜性评价体系，研发青稞产品7个，选择青稞的优生区建立青稞生产基地，实现了良种良地相结合生产优良原料的目的；优良原料和加工技术结合，实现了生产优质产品的目的，促进了青稞的丰产提质增效。

主要技术指标：昆仑14号中等肥力水平产量潜力350公斤/亩以上，昆仑15号中等肥力水平产量潜力400公斤/亩以上。两品种在青稞加工品质评价的5个关键指标，即蛋白质含量、直/支链淀粉比、峰值黏度、谷蛋白溶胀指数和降落数值上综合表现优良。

市场前景：青稞品种昆仑14号、15号年种植面积57万亩，占青海省青稞播种面积的53%，已成为青海省主栽青稞品种。9.25万亩青稞基地通过有机认证，年生产有机青稞4万吨。青稞加工企业生产青稞产品1560吨，以贵南基地青稞为原料生产青稞酒1.5万吨。技术成熟，市场前景良好。