CN103004450B

CN103004450B - 一种利用大田和温室周年培育四代冬小麦的新方法

Info

Publication number: CN103004450B
Application number: CN201310015123.8A
Authority: CN
Inventors: 高居荣; 王洪刚; 封德顺; 李兴峰; 鲍印广; 刘风珍
Original assignee: Shandong Agricultural University
Current assignee: Shandong Agricultural University
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: CN103004450A

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

1.一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；所述每升MB培养基成分：MS大量元素+B5微量元素+30g蔗糖+8g琼脂+0.5g水解酪蛋白；

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。