CN103004450A - 一种利用大田和温室周年培育四代冬小麦的新方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用大田和温室周年培育四代冬小麦的新方法，本发明利用幼胚成苗及大田和温室结合就地加代等技术，实现了周年培育四代冬小麦。该方法选择14-16d幼胚接种于MB培养基，胚苗率和胚苗移栽成活率较高；胚苗置于0-6℃光照培养箱春化20-25d较适宜；明确了冬小麦1年4代培育时间、地点、温光条件，冬季温室25-30℃，夜间补光1000LX，其余时间利用自然温光加代培养；6月中旬将胚苗移栽于大田，使开花期避开了大署期，并采用胚苗栽培管理措施，提高胚苗成活率和结实率，本发明简便易行成本低、效率高易推广，为冬小麦育种，提供了一种快速高效的方法。

Description

一种利用大田和温室周年培育四代冬小麦的新方法
（一）技术领域
本发明涉及一种利用大田和温室周年培育四代冬小麦的新方法，属于农作物育种领域。
（二）背景技术
加快冬小麦育种进程，缩短育种周期是冬小麦快速育种研究的重要课题。王恒立（1987）、郭文秀（1993）、米国华等（1998）、姚金宝等（1998）、王志伟等（1999）利用纬度或海拔高度有较大差异的特殊地理环境、不同地区的气候条件及品种特性，种植小麦成熟种子，进行小麦加代育种。丁晓义等（2005）采用幼胚离体培养技术，以打破种子休眠，使幼胚不产生愈伤组织，而是使幼胚直接产生成苗，胚苗完成低温春化处理后，借助温室加代，进而缩短了育种时间。
以上方法存在的不足，一是利用特殊地理环境和不同地区的气候条件加代，具有一定的局限性；二利用春性较强的小麦品种，不利于推广应用；三是利用小麦成熟种子进行加代，需要播种成熟种子，这与利用幼胚一步成苗相比，从授粉到幼胚成熟的时间较长；四是借助幼胚离体培养技术，将胚苗移栽于温室加代，夏天需要向温室通风降温，科研成本较大。
（三）发明内容
为了缩短育种周期、降低科研成本、易于推广应用，本发明提供了一种利用大田和温室周年培育四代冬小麦的新方法，此方法利用幼胚直接成苗、胚苗春化及大田和温室结合就地加代等技术，实现了周年培育四代冬小麦，我们组配的MB培养基(成分：MS大量元素+B5微量元素+30g蔗糖/L+8g琼脂/L+0.5g水解酪蛋白/L)接种冬小麦14-16d的幼胚，出苗率平均95.80%，胚苗夏季移栽成活率平均86.95%；胚苗置于0-6℃光照培养箱春化时间为20-25d；明确了冬小麦周年四代就地加代时间、加代地点及温光条件，每年除在冬季温室加代培育需加温25-32℃和夜间补光1500LX外，其余3代是充分利用自然温光在大田或温室加代培育；尤其是每年夏季6月中旬将胚苗移栽于麦收的大田，适时利用麦田的换茬期，并使开花授粉期前于气温最高的大暑期，提高了自交结实率；夏季移栽胚苗时，先利用少量的蛭石覆盖胚苗根部，再用田土埋根，然后用遮荫网遮荫1星期左右及胚苗移栽10d左右，追施尿素10kg/亩促进植株生长等栽培管理措施，提高了胚苗移栽成活及自交结实率。
一种利用大田和温室周年培育四代冬小麦的新方法，具体步骤如下：
1.F1培育
1.1.幼胚直接成苗：当年5月中旬，取冬小麦当代杂种F114-16d幼胚，放入75%乙醇中消毒8min，无菌水冲洗3次，挤出幼胚，盾片向下，接种于MB培养基，置于24-26℃光照培养箱培养生出根芽。所述MB培养基成分：MS大量元素+B5微量元素+30g蔗糖/L+8g琼脂/L+0.5g水解酪蛋白/L。
1.2.胚苗春化：将长出根芽的胚苗，及时转移到0-6℃光照培养箱，进行春化培养20-25d。
1.3.胚苗移栽于大田生长：将完成春化的F1胚苗先炼苗3d后移栽于大田。移栽时先用少量蛭石覆埋F1胚苗根部，再用田土埋根，然后用遮荫网遮荫7天；胚苗移栽于大田10d时追施尿素10kg/亩促进植株生长。胚苗移栽后35-40d即可自交产生F2幼胚。期间适时施肥浇水、划锄、拔草、防病防虫，严防鸟食幼胚。
2.F2培育
8月上旬，接种F214-16d幼胚，胚苗春化、炼苗同步骤1中F1加代；9月上旬把炼苗后的F2胚苗移栽于大田，10月上旬再将F2胚苗转栽于温室生长发育。从胚苗移栽到大田至植株自交产生F3幼胚需要55-60d。其间适时施肥浇水、划锄、拔草、防病防虫，严防鸟食幼胚。
3.F3培育
11月下旬，接种F314-16d幼胚，胚苗春化同步骤1中F1加代，将春化后的F3胚苗移栽于温室生长，胚苗移栽后45-50d自交产生F4幼胚，期间温室保持25-32℃，夜间补光1500LX，按温室正常管理。
4.F4培育
次年2月中旬，接种F414-16d幼胚，胚苗春化同步骤1中F1加代。春化后的F4胚苗移栽于温室生长发育，胚苗移栽40-55d自交产生F5幼胚，期间利用自然光温，适时施肥浇水、划锄、拔草、防病防虫，严防鸟食幼胚。
发明意义
本发明经过大量的试验，明确了先利用冬小麦14-16d幼胚接种于MB培养基上获得一步胚苗，再适时合理地配置胚苗加代的时间、地点，充分利用自然温光，实现了一年培育四代冬小麦的目的；本发明组配的MB培养基(成分：MS大量元素+B5微量元素+30g蔗糖/L+8g琼脂/L+0.5g水解酪蛋白/L)接种冬小麦14-16d的幼胚，获得了较高的出苗率（95.80%）和胚苗夏季移栽成活率（86.95%）；胚苗置于0-6℃光照培养箱春化20-25d较适宜；明确了冬小麦周年四代就地加代培育时间、加代地点及温光条件，每年除在冬季温室加代培育需加温25-32℃和夜间补光1500LX外，其余3代是充分利用自然温光在大田或温室加代培育；尤其是每年夏季6月中旬将胚苗移栽于麦收的大田培养，适时利用麦田的换茬期，并使开花授粉期前于气温最高的大暑期，提高了自交结实率；夏季移栽胚苗时，先利用少量的蛭石覆盖胚苗根部，再用田土埋根，然后用遮荫网遮荫1星期左右及胚苗移栽10d左右，追施尿素10kg/亩促进植株生长等栽培管理措施，有助于胚苗移栽成活和自交结实；本发明加代培育方法简单易行成本低，效率高，利于推广应用，为冬小麦就地加代培育，探索出一种快速高效的新方法。
（四）附图说明
图1.泰农18×中优9507F114d幼胚接种于MB培养基；
图2.泰农18×中优9507F114d幼胚接种于MB培养基春化20d的胚苗；
图3.泰农18×中优9507F114d幼胚接种于MB培养基移栽前的胚苗；
图4.泰农18×中优9507F2单株；
（五）具体实施方式
为了验证一种利用大田和温室周年培育四代冬小麦新方法的可靠性，从2009年5月15日接种冬小麦济麦20×烟优361→F1幼胚开始进行加代培养，至2010年5月14日接种济麦20×烟优361→F5，1年完成了4代济麦20×烟优361杂种后代的培育；从2010年5月16日接种冬小麦泰农18×中优9507→F1幼胚开始进行加代培养，至2012年5月10日接种泰农18×中优9507→F9幼胚，2年完成了8代泰农18×中优9507杂种后代的培育。
以冬小麦泰农18×中优9507杂种后代的加代培育为例说明本发明的具体实施方案
1.亲本材料种植
于2009年10月7日，将冬小麦泰农18和中优9507分别播种于山东农业大学农学实验田。
2.获得当代杂种F1幼胚
采用常规有性杂交方法，泰农18整穗去雄3-5d后，于2010年5月2日，取中优9507发育成熟的花粉涂抹在母本泰农18柱头上，产生当代杂种F1幼胚，即泰农18×中优9507→F1，并将杂交穗挂牌标明授粉日期。
3.F1加代培育
3.1.幼胚直接成苗：于2010年5月16日，取上述当代杂种F114d的幼胚，75%乙醇消毒8min，无菌水冲洗3次，挤出幼胚，盾片向下，接种于MB培养基(成分：MS大量元素+B5微量元素+30g蔗糖/L+8g琼脂/L+0.5g水解酪蛋白/L)，置于24-26℃光照培养箱培养，幼胚培养60-72h生长出根芽。
3.2.胚苗春化：2010年5月19日，将已生长出根芽的胚苗，及时转入0-6℃光照培养箱，进行春化培养25d。
3.3.整地施肥：在大田施肥（有机土杂肥100m3/亩，N、P、K复合肥20Kg/亩，尿素20kg/亩），整地造墒，地势稍有一定的坡度，以利于排水。
3.4.炼苗：2010年6月13日，旋开培养瓶盖子，加入自来水至水面高于培养基0.5-1cm即可，24-26℃组培室内炼苗2d，组培室外炼苗1d。
3.5.胚苗移栽：2010年6月16日下午傍晚，在大田南北开沟浇水适量，将胚苗移栽于沟背上，先利用少量的蛭石覆盖胚苗根部，再用土埋根，使根部土壤透气良好，有利于根的呼吸，提高胚苗移栽成活率。
3.6.移栽苗生长管理：刚移栽的胚苗需用遮荫网遮荫1星期左右。胚苗移栽10d左右，追施尿素10kg/亩促进植株生长，减少老生苗。其间适时施肥浇水、划锄、拔草、防病防虫。
3.7.开花授粉日期：2010年7月23日（胚苗移栽37d），F1植株开花自交产生F2幼胚，严防鸟食幼胚。
4.F2加代培育
于2010年8月6日，取F216d幼胚，接种、胚苗春化、炼苗、移栽方法同F1加代培育。2010年9月6日将F2胚苗先移栽于大田。在温室田间施肥（有机土杂肥100m3/亩，N、P、K复合肥20Kg/亩，尿素20kg/亩），整地造墒，2010年10月1日再将胚苗转移载于温室田间，2010年11月4日（胚苗移栽59d）F2植株开花自交产生F3幼胚。期间适时施肥浇水、划锄、拔草、防病防虫，严防鸟食幼胚。
5.F3加代培育
于2010年11月20日，取F316d幼胚，接种、胚苗春化方法同F1加代培育。胚苗春化时间缩短为20d，并且胚苗不需要炼苗。在温室田间施肥适量，整地造墒。2010年12月13日将胚苗移栽于温室，2010年2月1日（胚苗移栽50d）F3植株开花自交产生F4幼胚，期间借助供暖加温25-32℃，夜间补光1500LX。期间按照温室正常管理。
6.F4加代培育
于2011年2月17日，取F416d幼胚，从接种至移栽方法同F3加代培育。2010年3月13日移栽胚苗于温室，2011年4月28日（胚苗移栽46d）F4植株开花自交产生F5幼胚。期间利用自然光温，适时浇水、划锄、拔草、防病防虫，严防鸟食幼胚。
7.F5加代培育
于2011年5月12日取F514d幼胚，从接种至移栽方法同F1加代培育。2011年6月12日胚苗移栽于大田，2011年7月21日（胚苗移栽39d）F5植株开花自交产生F6幼胚。期间管理同F1。
8.F6加代培育
于2011年8月5日取F615d幼胚，从接种至移栽方法同F2加代培育。2011年9月5日移栽于大田，2011年10月2日转移于温室，待到2011年11月2日（胚苗移栽58d）F6植株开花自交产生F7幼胚。期间管理同F2。
9.F7加代培育
于2011年11月17日取F715d幼胚，接种-移栽方法同F3加代培育。于2011年12月11日移栽于温室，待到2011.1.28（胚苗移栽48d）F7植株开花自交产生F8幼胚，期间管理同F3。
10.F8加代培育
于2012年2月13日取F816d幼胚，从接种-移栽方法同F4加代培育。于2012年3月9日移栽于温室，待到2012年4月26日（胚苗移栽48d）F8植株开花自交产生F9幼胚。期间管理同F2。
按照以上实施方式，选择冬小麦14-16d幼胚接种于MB培养基，获得了较高的出苗率（平均97.00%）和胚苗移栽成活率（平均90.21%），胚苗转入0-6℃光照培养箱春化20-25d较适宜，明确了冬小麦周年四代就地加代时间、加代地点及温光条件，每年除在冬季温室加代培育需加温25-32℃和夜间补光1500LX外，其余3代是充分利用自然温光在大田或温室就地加代培育；尤其是每年夏季6月中旬将胚苗移栽于麦收的大田，适时利用麦田的换茬期，并使开花授粉期前于气温最高的大暑期，提高了自交结实率；夏季移栽胚苗时，先利用少量的蛭石覆盖胚苗根部，再用田土埋根，然后用遮荫网遮荫1星期左右及胚苗移栽10d左右，追施尿素10kg/亩促进植株生长等栽培管理措施，有助于胚苗移栽成活和自交结实；经连续3年冬小麦加代培育实验，每年都顺利实现了周年培育四代冬小麦杂种后代。

Claims (1)

1.一种利用大田和温室周年培育四代冬小麦的新方法，其特征在于包括以下步骤：
1.F1培育
1.1.幼胚直接成苗：当年5月中旬，取冬小麦当代杂种F114-16d幼胚，放入75%乙醇中消毒8min，无菌水冲洗3次，挤出幼胚，盾片向下，接种于MB培养基，置于24-26℃光照培养箱培养生出根芽；所述MB培养基成分：MS大量元素+B5微量元素+30g蔗糖/L+8g琼脂/L+0.5g水解酪蛋白/L；
1.2.胚苗春化：将长出根芽的胚苗，及时转移到0-6℃光照培养箱，进行春化培养20-25d；
1.3.胚苗移栽于大田生长：将完成春化的F1胚苗先炼苗3d后移栽于大田；移栽时先用少量蛭石覆埋F1胚苗根部，再用田土埋根，然后用遮荫网遮荫7天；胚苗移栽于大田10d时追施尿素10kg/亩促进植株生长；胚苗移栽后35-40d即可自交产生F2幼胚；
2.F2培育
8月上旬，接种F214-16d幼胚，胚苗春化、炼苗同步骤1中F1加代；9月上旬把炼苗后的F2胚苗移栽于大田，10月上旬再将F2胚苗转栽于温室生长发育；
3.F3培育
11月下旬，接种F314-16d幼胚，胚苗春化同步骤1中F1加代，将春化后的F3胚苗移栽于温室生长，胚苗移栽后45-50d自交产生F4幼胚，期间温室保持25-32℃，夜间补光1500LX，按温室正常管理；
4.F4培育
次年2月中旬，接种F414-16d幼胚，胚苗春化同步骤1中F1加代；春化后的F4胚苗移栽于温室生长发育，胚苗移栽40-55d自交产生F5幼胚。
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