專利名稱：一種丹參不育系及其繁殖育種方法
技術領域：
本發明涉及一種丹參繁殖育種方法，尤其是涉及一種丹參不育系及其繁殖育種方法。
背景技術：
丹參(Salvia miction rliza Bunge)為唇形科(Labiatae)鼠尾草屬(Salvae)植物丹參的干燥根及根莖，《中華人民共和國藥典》2000版規定，其有效利用部位為其根及根莖。現在生產上主要的品種有鼠尾草尾的40多個種類(含變種、變型)。根據其有效成分主要有甘西鼠尾草、三葉鼠尾草、毛地黃鼠尾草、橙色鼠尾草、云南鼠尾草、南丹參、粟色鼠尾草、黃花鼠尾草、紅根草、皖鄂丹參、褐毛甘西鼠尾草、戟葉鼠尾草、浙皖丹參、紫花浙皖丹參、紫花皖鄂丹參、丹葉丹參、白花丹參，這些種或變種都是常規種，在品系分化上有高山林等采用秋水仙堿誘導出丹參四倍體61-2-22；張興國等從生態型出發將現有丹參分為大葉型、小葉型、野生型。61-2-22只能采用無性切根繁殖或利用組織培養的方法來擴大種群。因為其染色體為多倍體，不能正常形成種子，其它常規種繁殖可以采用種子繁殖、蘆頭繁殖、切根繁殖、扦插繁殖，還可利用組織培養方法進行繁殖。無論采用哪種方法都不是采用兩系(不育系、保持系)或三系(不育系、保持系、恢復系)的方法，植株特征表現在花器構造上，一般的花為二唇形，花萼鐘狀，花冠紫色，藍紫色或白色，花藥長約5mm，內有花粉粒，花絲長約8mm，彎成弧形，2個雄蕊強，伸出花冠以外而蓋于上唇之下，2個退化雄蕊生于上唇喉部的兩側，二強雄蕊花藥內有花粉，散粉時肉眼可見黃色花粉粒。一般常規丹參育種除系統選育外，也可進行雜交育種，這種雜交育種必須要通過人工去除雄蕊來實現，而且后代要經過多代繁殖保持同種個體間基因型基本一致，進而達到外貌特征基本一致才能供生產中使用或作為一個育種的種質資源材料，要在生產中大量獲得一代雜交種幾乎是不可能實現的，丹參多代的自交繁殖常會發生變異和種性退化。

發明內容
本發明為了解決上述背景技術中的不足之處，提供一種丹參不育系及其繁殖育種方法，其為雜種優勢的利用、大面積的推廣丹參優良雜交品種和制種技術提供了十分便捷的方法和條件，可以省去人工去雄或化學殺雄增加的費用和麻煩。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種丹參不育系，其特殊之處在于所述丹參不育系的植物學特征為唇形科鼠尾草屬丹參，多年生草本，株高25-70cm，全株密被柔毛，根粗壯，圓錐形，紅褐色，奇數羽狀復葉，3-9片葉，其葉柄、葉片三角形或橢圓形，邊緣有不規則的鋸齒，上下兩面有灰白色絨毛，花序頂生或腋生，輪傘型總狀花序，花萼鐘狀，萼筒喉部密被白色長毛，外被腺毛，二唇形，花冠藍紫色，紫色或白色，二唇形，上唇直立，略呈鐮刀狀，下唇較短，雄蕊2個，花藥干癟瘦小，內無花粉粒或很少，子房上位，種子小堅果。
上述丹參不育系根的形態為根為直根系，由主根和側根組成，可形成三級以上的側根，分布于0-60cm深的土層中，根尖前端的生長點細胞通過頂端分生組織的細胞分裂形成根冠，同時經過伸長分化產生根的次生構造包括表皮、皮層、中柱，當初生構造形成后，開始次生加粗生長，形成次生構造，包括周皮，韌皮部形成層、木質部等。
上述丹參不育系莖的形態為莖為四棱形，上部分枝，全株密被淡灰色柔毛及腺毛，高20-70cm，粗0.3-1.5cm，一般顏色為綠色，個別略帶淡紫色，有主莖和分枝之分，根莖是由真葉以下的胚軸發育而成，植株上部和下部節間短，中部節間長，莖尖由胚芽分化而成，分為分生區、伸成區、成熟區，初生結構是莖尖分生區的頂端生長點通過細胞分化而成，包括表皮、皮層、中柱三部分，初生結構形成后開始次生加厚生長，使莖逐漸粗大，次生結構由表皮、皮層、次生韌皮部形成層和次生木質部組成。
上述丹參不育系葉的形態為葉片在不同生長期有子葉、真葉和復葉，子葉有柄，無托葉，為長卵形單葉，兩片子葉出土時略成八字形，見光后顏色變綠，真葉橢圓形，葉柄短，表面生有絨毛，真葉長出后的葉子為復葉，其復葉為奇數羽狀復葉，由3-9片葉組成，頂端葉片較兩側葉片稍大，葉柄有主葉柄和小葉柄，中間小葉柄較側葉柄長，不同節位的葉柄長度有差異，葉片形狀為倒卵形、長橢圓形或披針形，基部楔形，全緣，葉緣有鋸齒，葉片的組織結構由上下表皮、柵欄組織維管束和海綿組織構成。
上述丹參不育系花的結構為花序為輪傘花序，頂生或腋生，多輪排成疏離的總狀花序，長10-30cm，小花排列緊密，花梗較短，花萼綠色或略帶紫色，呈鐘形，先端二唇形，上唇闊三角形，先端二尖齒裂，萼筒喉部密被白色長毛，花冠藍紫色或白色，二唇形，上唇直立，呈鐮刀狀，下唇較短，先端分裂，中央裂片較兩側裂片長且大，又作二淺裂，雄蕊2個，干癟而瘦小，花藥長0.8-2mm，三角形或線形，內無花粉粒或很少，花絲長約2-5mm，略呈弧形，2個退化的雄蕊只有兩小突起點，生于上唇喉部的兩側，花藥單室，線形或三角形，子房上位，4淺裂，雌蕊伸出花冠外，柱頭2裂，裂片不相等，子房基部有密腺。
上述丹參不育系種子形態和構造為種子卵狀橢圓形，長2-3mm，寬1-2mm，棕黑色，表面被黃灰糠秕狀蠟質層覆蓋，背面稍拱起，腹面隆起較鈍的中脊；分成兩個斜面，頂端和基端均圓鈍，果脊位于中脊下端，邊緣隆起，密布灰白色蠟質斑點，中央有一條C形白色細線，無胚乳，胚細小，白色，直生，子葉2枚，千粒重1-1.8g，種皮由外表皮、表皮下組織、厚壁細胞層構成。外表皮由柵狀細胞組成，種子成熟時外表皮解體，變為粘液狀物質從種皮表面消失，表皮下組織是一層或兩列厚壁細胞，它的下面第三層也是厚壁細胞，第四層為柔組織，由星狀薄壁細胞與海綿薄壁細胞組成。
一種丹參不育系的繁殖方法，其特殊之處在于包括(1)種子繁殖通過不育系和保持系或恢復系雜交而得到雜交種，利用所得到的雜交種子進行繁殖；(2)蘆頭繁殖利用雜交種子生長而得到的丹參蘆頭做為繁殖材料進行繁殖生產；(3)扦插繁殖利用雜交種生長的植株的莖枝做繁殖材料進行繁殖生長；(4)切根繁殖利用雜交種生長而得到的丹參根作為繁殖材料，進行繁殖生產；(5)組織培養繁殖借助組織培養技術，利用雜交種的種子、根、莖、葉、蘆頭、組織器官等為繁殖材料，通過組織培養等擴大種原數量進行繁殖。
一種丹參不育系的育種方法，其特殊之處在于利用不育系作母本，保持系或恢復系作父本，配制雜交種子，進行雜交種子生產。
與現有技術相比，本發明具有的優點和效果如下1、本發明不育系植株外形特征與藥典規定的丹參特征相同，主要是花器構造不同，其花器構造為花為二唇形，花萼鐘狀，花冠紫色或藍紫色或白色，花藥長約1-2mm，癟而瘦小，內無花粉或很少，肉眼幾乎看不到花粉粒，無散粉現象，花絲長約2-5mm，稍帶弧形。利用該不育系材料可進行丹參雜交品種選育，可充分發揮作物雜種優勢的效果，實現兩系或三系配套制種。該不育系的發現，為雜種優勢的利用、大面積的推廣丹參優良雜交品種和制種技術提供了十分便捷的方法和條件，可以省去人工去雄或化學殺雄增加的費用和麻煩。
2、本發明不育材料，可以通過親本選配，選擇配合力高、雜種優勢明顯的親本，若符合育種目標，其雜種一代就直接可應用于生產，避免了自交產生的變異和種性退化現象，同時雜交時，也不需要人工去雄或化學藥劑殺雄，為大面積雜交制種提供了可能性，由于丹參的有效利用部位是根及根莖，而不同于一般農作物收獲籽粒，因此可以采用兩系法即只用不育系和保持系或不育系和恢復系來培育雜交種。
四

圖1為本發明不育系花器的縱剖圖；圖2為本發明不育系花器圖；圖3為不育花與可育花的特征圖。
圖中1-雄蕊、2-雌蕊、3-花瓣、4-花萼、5-不育花、6-可育花。
五具體實施例方式
1、不育系的特征1.1生物學特征1.1.1植物學特征唇形科鼠尾草屬丹參，多年生草本，株高25-70cm，全株密被柔毛。根粗壯，圓錐形，紅褐色，奇數羽狀復葉，3-9片葉，其葉柄、葉片三角形或橢圓形，邊緣有不規則的鋸齒，上下兩面有灰白色絨毛，花序頂生或腋生，輪傘型總狀花序，花萼鐘狀，萼筒喉部密被白色長毛，外被腺毛，二唇形。花冠藍紫色，紫色或白色。二唇形，上唇直立，略呈鐮刀狀，下唇較短，雄蕊2個，花藥干癟瘦小，內無花粉粒或很少，子房上位，種子小堅果。
1.1.2根的形態根為直根系，由主根和側根組成，一般可形成三級以上的側根，分布于0-60cm深的土層中，根尖前端的生長點細胞通過頂端分生組織的細胞分裂形成根冠。同時經過伸長分化產生根的次生構造包括表皮、皮層、中柱，當初生構造形成后，開始次生加粗生長，形成次生構造，包括周皮，韌皮部形成層、木質部等。
1.1.3莖的形態莖為四棱形，上部分枝，全株密被淡灰色柔毛及腺毛，高20-70cm，粗0.3-1.5cm，一般顏色為綠色，個別略帶淡紫色，有主莖和分枝之分，根莖是由真葉以下的胚軸發育而成。植株上部和下部節間短，中部節間長。莖尖由胚芽分化而成，分為分生區、伸成區、成熟區。初生結構是莖尖分生區的頂端生長點通過細胞分化而成，包括表皮、皮層、中柱三部分。初生結構形成后開始次生加厚生長，使莖逐漸粗大。次生結構由表皮、皮層、次生韌皮部形成層和次生木質部組成。
1.1.4葉的形態葉片在不同生長期有子葉、真葉和復葉。子葉有柄，無托葉，為長卵形單葉，兩片子葉出土時略成八字形，見光后顏色變綠。真葉橢圓形，葉柄短，表面生有絨毛，真葉長出后的葉子為復葉，其復葉為奇數羽狀復葉，由3-9片葉組成，頂端葉片較兩側葉片稍大，葉柄有主葉柄和小葉柄，中間小葉柄較側葉柄長，不同節位的葉柄長度有差異。葉片形狀為倒卵形、長橢圓形或披針形，基部楔形，全緣，葉緣有鋸齒。
葉片的組織結構由上下表皮、柵欄組織維管束和海綿組織構成。
1.1.5花的結構花序為輪傘花序，頂生或腋生，多輪排成疏離的總狀花序，長10-30cm，小花排列緊密，花梗較短。花萼綠色或略帶紫色，呈鐘形，先端二唇形，上唇闊三角形，先端二尖齒裂，萼筒喉部密被白色長毛，花冠藍紫色或白色，二唇形，上唇直立，呈鐮刀狀，下唇較短，先端分裂，中央裂片較兩側裂片長且大，又作二淺裂，雄蕊2個，干癟而瘦小，花藥長0.8-2mm，三角形或線形，內無花粉粒或很少，花絲長約2-5mm，略呈弧形，2個退化的雄蕊只有兩小突起點，生于上唇喉部的兩側，花藥單室，線形或三角形，子房上位，4淺裂，雌蕊伸出花冠外，柱頭2裂，裂片不相等，子房基部有密腺。
1.1.6種子形態和構造種子卵狀橢圓形，長2-3mm，寬1-2mm，棕黑色，表面被黃灰糠秕狀蠟質層覆蓋，背面稍拱起，腹面隆起較鈍的中脊；分成兩個斜面，頂端和基端均圓鈍，果脊位于中脊下端。邊緣隆起，密布灰白色蠟質斑點，中央有一條C形白色細線。無胚乳，胚細小，白色，直生，子葉2枚，千粒重1-1.8g，種皮由外表皮、表皮下組織、厚壁細胞層構成。外表皮由柵狀細胞組成，種子成熟時外表皮解體，變為粘液狀物質從種皮表面消失，表皮下組織是一層或兩列厚壁細胞，但在它的下面第三層也是厚壁細胞，第四層為柔組織，由星狀薄壁細胞與海綿薄壁細胞組成。
2.繁殖特征2.1種子繁殖通過不育系和保持系或恢復系雜交而得到雜交種，利用所得到的雜交種子進行繁殖。
2.2蘆頭繁殖利用雜交種子生長而得到的丹參蘆頭做為繁殖材料進行繁殖生產，保持原雜交種一定的雜種優勢。
2.3扦插繁殖利用雜交種生長的植株的莖枝做繁殖材料進行繁殖生長，保持原雜交種一定的雜種優勢。
2.4切根繁殖利用雜交種生長而得到的丹參根作為繁殖材料，進行繁殖生產，可保持原雜交種一定的雜種優勢。
2.5組織培養繁殖借助組織培養技術，利用雜交種的種子、根、莖、葉、蘆頭、組織器官等為繁殖材料，通過組織培養、植物克隆等擴大種原數量進行繁殖。
3.制種特點利用不育系作母本，保持系或恢復系作父本，配制雜交種子，進行雜交種子生產。
根據《中華人民共和國國藥典》規定，丹參的有效利用部位為根及根莖，地上部分的莖、葉等不能做為原料藥使用。同時根據丹參的生物特性，其繁殖材料可以是種子、蘆頭、根、莖枝，還可以借助組織培養技術，利用根、莖枝、葉、花、蘆頭、組織器官進行組織培養、轉化，形成植株體而應用于生產，因此，凡利用不育系為材料，培育繁殖出來的種苗或繁殖材料也應在本發明的保護之內。
權利要求
1.一種丹參不育系，其特征在于所述丹參不育系的植物學特征為唇形科鼠尾草屬丹參，多年生草本，株高25-70cm，全株密被柔毛，根粗壯，圓錐形，紅褐色，奇數羽狀復葉，3-9片葉，其葉柄、葉片三角形或橢圓形，邊緣有不規則的鋸齒，上下兩面有灰白色絨毛，花序頂生或腋生，輪傘型總狀花序，花萼鐘狀，萼筒喉部密被白色長毛，外被腺毛，二唇形，花冠藍紫色，紫色或白色，二唇形，上唇直立，略呈鐮刀狀，下唇較短，雄蕊2個，花藥干癟瘦小，內無花粉粒或很少，子房上位，種子小堅果。
2.根據權利要求1所述的丹參不育系，其特征在于所述丹參不育系根的形態為根為直根系，由主根和側根組成，可形成三級以上的側根，分布于0-60cm深的土層中，根尖前端的生長點細胞通過頂端分生組織的細胞分裂形成根冠，同時經過伸長分化產生根的次生構造包括表皮、皮層、中柱，當初生構造形成后，開始次生加粗生長，形成次生構造，包括周皮，韌皮部形成層、木質部等。
3.根據權利要求2所述的丹參不育系，其特征在于所述丹參不育系莖的形態為莖為四棱形，上部分枝，全株密被淡灰色柔毛及腺毛，高20-70cm，粗0.3-1.5cm，一般顏色為綠色，個別略帶淡紫色，有主莖和分枝之分，根莖是由真葉以下的胚軸發育而成，植株上部和下部節間短，中部節間長，莖尖由胚芽分化而成，分為分生區、伸成區、成熟區，初生結構是莖尖分生區的頂端生長點通過細胞分化而成，包括表皮、皮層、中柱三部分，初生結構形成后開始次生加厚生長，使莖逐漸粗大，次生結構由表皮、皮層、次生韌皮部形成層和次生木質部組成。
4.根據權利要求3所述的丹參不育系，其特征在于所述丹參不育系葉的形態為葉片在不同生長期有子葉、真葉和復葉，子葉有柄，無托葉，為長卵形單葉，兩片子葉出土時略成八字形，見光后顏色變綠，真葉橢圓形，葉柄短，表面生有絨毛，真葉長出后的葉子為復葉，其復葉為奇數羽狀復葉，由3-9片葉組成，頂端葉片較兩側葉片稍大，葉柄有主葉柄和小葉柄，中間小葉柄較側葉柄長，不同節位的葉柄長度有差異，葉片形狀為倒卵形、長橢圓形或披針形，基部楔形，全緣，葉緣有鋸齒，葉片的組織結構由上下表皮、柵欄組織維管束和海綿組織構成。
5.根據權利要求4所述的丹參不育系，其特征在于所述丹參不育系花的結構為花序為輪傘花序，頂生或腋生，多輪排成疏離的總狀花序，長10-30cm，小花排列緊密，花梗較短，花萼綠色或略帶紫色，呈鐘形，先端二唇形，上唇闊三角形，先端二尖齒裂，萼筒喉部密被白色長毛，花冠藍紫色或白色，二唇形，上唇直立，呈鐮刀狀，下唇較短，先端分裂，中央裂片較兩側裂片長且大，又作二淺裂，雄蕊2個，干癟而瘦小，花藥長0.8-2mm，三角形或線形，內無花粉粒或很少，花絲長約2-5mm，略呈弧形，2個退化的雄蕊只有兩小突起點，生于上唇喉部的兩側，花藥單室，線形或三角形，子房上位，4淺裂，雌蕊伸出花冠外，柱頭2裂，裂片不相等，子房基部有密腺。
6.根據權利要求5所述的丹參不育系，其特征在于所述丹參不育系種子形態和構造為種子卵狀橢圓形，長2-3mm，寬1-2mm，棕黑色，表面被黃灰糠秕狀蠟質層覆蓋，背面稍拱起，腹面隆起較鈍的中脊；分成兩個斜面，頂端和基端均圓鈍，果脊位于中脊下端，邊緣隆起，密布灰白色蠟質斑點，中央有一條C形白色細線，無胚乳，胚細小，白色，直生，子葉2枚，千粒重1-1.8g，種皮由外表皮、表皮下組織、厚壁細胞層構成。外表皮由柵狀細胞組成，種子成熟時外表皮解體，變為粘液狀物質從種皮表面消失，表皮下組織是一層或兩列厚壁細胞，它的下面第三層也是厚壁細胞，第四層為柔組織，由星狀薄壁細胞與海綿薄壁細胞組成。
7.一種丹參不育系的繁殖方法，其特征在于包括(1)種子繁殖通過不育系和保持系或恢復系雜交而得到雜交種，利用所得到的雜交種子進行繁殖；(2)蘆頭繁殖利用雜交種子生長而得到的丹參蘆頭做為繁殖材料進行繁殖生產；(3)扦插繁殖利用雜交種生長的植株的莖枝做繁殖材料進行繁殖生長；(4)切根繁殖利用雜交種生長而得到的丹參根作為繁殖材料，進行繁殖生產；(5)組織培養繁殖借助組織培養技術，利用雜交種的種子、根、莖、葉、蘆頭、組織器官等為繁殖材料，通過組織培養等擴大種原數量進行繁殖。
8.一種丹參不育系的育種方法，其特征在于利用不育系作母本，保持系或恢復系作父本，配制雜交種子，進行雜交種子生產。
全文摘要
本發明涉及一種丹參不育系及其繁殖育種方法，其為雜種優勢的利用、大面積的推廣丹參優良雜交品種和制種技術提供了十分便捷的方法和條件，可以省去人工去雄或化學殺雄增加的費用和麻煩。本發明丹參不育系的植物學特征為唇形科鼠尾草屬丹參，多年生草本，株高25－70cm，全株密被柔毛，根粗壯，圓錐形，紅褐色，奇數羽狀復葉，3－9片葉，花序頂生或腋生，輪傘型總狀花序，花萼鐘狀，萼筒喉部密被白色長毛，外被腺毛，二唇形，花冠藍紫色，紫色或白色，二唇形，上唇直立，略呈鐮刀狀，下唇較短，雄蕊2個，花藥干癟瘦小，內無花粉粒或很少，子房上位，種子小堅果。
文檔編號A01G7/00GK1586119SQ20041007306
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月9日 優先權日2004年9月9日
發明者舒志明, 梁宗鎖, 衛新榮, 葉正良 申請人:西北農林科技大學