CN103098639A - 一种珠芽类魔芋快繁制种的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种珠芽类魔芋快繁制种的方法,属农业生物技术领域。该方法的具体步骤如下:a.魔芋的品种为金魔芋品种;b.选取1-4年生、无病伤且重量在200g以上的魔芋球茎进行诱导开花处理,即:用含有1ppm生长素:120-1200ppm赤霉素=1:1体积比的混合溶液喷施在200g以上的魔芋球茎表面,湿润至无水滴出现为止;c.将b步骤处理后的魔芋球茎的4/5以下部分栽植于湿度范围40-50%的土壤中或沙土混合物中;d.魔芋球茎开花期和果实生长期,控制环境温度为8℃-30℃、空气相对湿度为60-85%、白天光照强度在2000-20000勒克斯范围内;e.开花后的果实生长期为180天以上,当果实中所有籽种的颜色为红色或黄色时即采收保藏。本发明具有魔芋球茎开花早,魔芋生活周期短、生产成本低的优点。

Description

一种珠芽类魔芋快繁制种的方法
技术领域 :
本发明涉及一种珠芽类魔芋快繁制种的方法,属农业生物技术领域。 
 
背景技术 :
魔芋是天南星科(Araceae)魔芋属(Amorphophallus)多年生草本植物,是迄今发现的唯一能大量合成葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)的植物种群,主要分布在亚洲和非洲的热带及亚热带地区,仅少数亚洲国家有栽培,中国、日本较普遍。国内外规模种植的魔芋种为花魔芋、白魔芋及其二者的杂交品种,均为雌雄同株、异花授粉的有性繁殖方式,结种子成功率极低,一般不到2%。传统魔芋繁殖系数仅有3-6倍,基本只能采用小魔芋球茎或是繁殖根(茎)进行繁殖,使魔芋种植业的原料生产成为制约产业发展的瓶颈。
天南星科魔芋属植物,在经过3-5年的生长后,部分魔芋球茎会出现开花的现象。魔芋开花结籽过程为有性繁殖,其杂交育种在自然环境条件下同一植株雌雄花蕊自花授粉因雌蕊早熟导致同株不育,而异株杂交成功的几率极其有限,导致魔芋果实成熟率极低,开花结子成熟率不到2%,要获得种子的机会很低 (Mekkerdchoo, O., et al., 2012),因此,魔芋一般是不能采用开花结子的办法来获得批量的种子的,生产上是通过实生种球和切块来进行生产播种,这也是传统魔芋繁殖系数仅有3-6倍的主要原因,目前人们也在进行组织培养快繁研究,但是,迄今为止仍然由于其效率低、成本高而没有在生产实际中得到应用(吴金平等,2007) 。
金魔芋(A. muelleri)是近年在东南亚国家及我国中缅边境一带发现的一种野生魔芋的驯化选育种。其块茎富含葡甘露聚糖,新鲜块茎包含75-80%的水分和20-25%的总干物质,其中碳水化合物(葡甘聚糖78%左右,淀粉、胶质、寡糖、双糖和单糖等约12%)90.2%,灰分4.0%,蛋白质3.3%,纤维1.7% (Shimizu, N and Shimahara, H., 1984; Akesowan, A., 1991; Zhao. J., et al., 2010; Zhao jianrong, 2011)。且在生产中植株生长叶面气生球茎(leaf-bulbil),具有多苗接力生长潜力且生长势后苗强过前苗和花叶共生现象,39对三倍染色体和通过本发明方法处理不授粉即无融合性的繁殖方式(apomixes)产生大量籽种,块茎含水量低等独特的生物学特性,使其具备了高耐病性,高产量、种植区低海拔化,并且耐存储和易运输的特点。
本发明对金魔芋品种(A. muelleri)快繁制种进行相关研究,获得规模化、品种稳定的生产用籽种,大大降低种植风险和缩短种植周期。经文献检索,未见与本发明相同的公开报道。
 
参考文献:
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Amorphophallus sp. from northern part of Thailand. Journal of Food Engineering. 2012. 
23(6):247-252..
发明内容:
本发明的目的在于克服现有技术之不足,而提供一种珠芽类魔芋(A. muelleri)快繁制种的方法。
本发明对金魔芋品种(A. muelleri)采用快繁制种技术,规模诱导该品种魔芋重量在200g以上球茎(1-4年生均)开花,且能够实现当年开花并获得成熟的育籽种;该方法在农业生产上能有效地增加魔芋的繁殖系数,大幅度降低魔芋种植中的生产成本。
本发明的珠芽类魔芋(A. muelleri)快繁制种的方法的具体步骤如下:
a. 魔芋的品种为金魔芋品种(A. muelleri);
b.选取1-4年生、无病伤且重量在200g以上的魔芋球茎进行诱导开花处理,即:用含有1ppm生长素(IAA):120-1200ppm赤霉素(GA3)=1:1体积比的混合溶液喷施在200g以上的魔芋球茎表面,湿润至无水滴出现为止;
c. 将b步骤处理后的魔芋球茎的4/5以下部分栽植于湿度范围40-50%的土壤中或沙土混合物中; 
d. 魔芋球茎开花期和果实生长期,控制环境温度为8℃-30℃、空气相对湿度为60-85%、白天光照强度在2000-20000勒克斯范围内;
e. 开花后的果实生长期为180天以上,当果实中所有籽种的颜色为红色或黄色时即采收保藏。
本发明的有益优效果在于:
1、魔芋球茎开花早,生长周期短;
2、能使1-4年生魔芋进行花芽分化,实现当年开花并获得成熟的育籽种;3、3、该方法能有效地增加魔芋的繁殖系数,大幅度降低魔芋种植中的生产成本。
 
具体实施方式
本发明方法于2009年-2012年间在云南多个地方实施,通过籽种繁殖栽培近200万株。实施效果表明:能有效解决魔芋繁殖系数低、种植成本高、抗病能力弱、种植气候要求高和种植周期长的魔芋种植业难题;调节1-4年生金魔芋(A. muelleri)在200克以上的目标球茎实现100%的开花率和300-2000倍以上的结籽率,且籽种成熟率高达90%,实现目标品种金魔芋(A. muelleri)的稳定规模化的快繁制种,繁殖系数实现数量级的突破,平均高达500倍,且具有低成本、用地少的特点。实施
实施例1:
一种珠芽类魔芋(A. muelleri)快繁制种的方法,其步骤如下:
a. 魔芋的品种为金魔芋品种(A. muelleri);
b.选取1年生、无病伤且重量在200g以上的魔芋球茎进行诱导开花处理,即:用含有1ppm生长素(IAA):120ppm赤霉素(GA3)=1:1体积比的混合溶液喷施在200g以上的魔芋球茎表面,湿润至无水滴出现为止;
c. 将b步骤处理后的魔芋球茎的4/5以下部分栽植于湿度范围40%的土壤中或沙土混合物中; 
d. 魔芋球茎开花期和果实生长期,控制环境温度为8℃、空气相对湿度为60%、白天光照强度在2000勒克斯范围内;
e. 开花后的果实生长期为180天以上,当果实中所有籽种的颜色为红色或黄色时即采收保藏。
本实施例使1年生魔芋进行花芽分化,且能够实现当年开花并获得300-500粒成熟的育籽种。
实施例2:
一种珠芽类魔芋(A. muelleri)快繁制种的方法,其步骤如下:
a. 魔芋的品种为金魔芋品种(A. muelleri);
b.选取2年生、无病伤且重量在2500g以上的魔芋球茎进行诱导开花处理,即:用含有1ppm生长素(IAA): 800ppm赤霉素(GA3)=1:1体积比的混合溶液喷施在2500g以上的魔芋球茎表面,湿润至无水滴出现为止;
c. 将b步骤处理后的魔芋球茎的4/5以下部分栽植于湿度范围45%的土壤中或沙土混合物中; 
d. 魔芋球茎开花期和果实生长期,控制环境温度为20℃、空气相对湿度为70%、白天光照强度在8000勒克斯范围内;
e. 开花后的果实生长期为180天以上,当果实中所有籽种的颜色为红色或黄色时即采收保藏。
本实施例使2年生魔芋进行花芽分化,且能够实现当年开花并获得500-1000粒成熟的育籽种。
 
实施例3:
一种珠芽类魔芋(A. muelleri)快繁制种的方法,其步骤如下:
a. 魔芋的品种为金魔芋品种(A. muelleri);
b.选取3年生、无病伤且重量在3500g以上的魔芋球茎进行诱导开花处理,即:用含有1ppm生长素(IAA): 1000ppm赤霉素(GA3)=1:1体积比的混合溶液喷施在3500g以上的魔芋球茎表面,湿润至无水滴出现为止;
c. 将b步骤处理后的魔芋球茎的4/5以下部分栽植于湿度范围45%的土壤中或沙土混合物中; 
d. 魔芋球茎开花期和果实生长期,控制环境温度为25℃、空气相对湿度为75%、白天光照强度在12000勒克斯范围内;
e. 开花后的果实生长期为180天以上,当果实中所有籽种的颜色为红色或黄色时即采收保藏。
本实施例使3年生魔芋进行花芽分化,且能够实现当年开花并可获得1000-1800粒成熟的育籽种。
 
实施例4:
一种珠芽类魔芋(A. muelleri)快繁制种的方法,其步骤如下:
a. 魔芋的品种为金魔芋品种(A. muelleri);
b.选取4年生、无病伤且重量在4500g以上的魔芋球茎进行诱导开花处理,即:用含有1ppm生长素(IAA): 1200ppm赤霉素(GA3)=1:1体积比的混合溶液喷施在4500g以上的魔芋球茎表面,湿润至无水滴出现为止;
c. 将b步骤处理后的魔芋球茎的4/5以下部分栽植于湿度范围50%的土壤中或沙土混合物中; 
d. 魔芋球茎开花期和果实生长期,控制环境温度为30℃、空气相对湿度为85%、白天光照强度在20000勒克斯范围内;
e. 开花后的果实生长期为180天以上,当果实中所有籽种的颜色为红色或黄色时即采收保藏。
本实施例使4年生魔芋进行花芽分化,且能够实现当年开花并可获得2000-2800粒成熟的育籽种。
 
本发明在充分研究了该金魔芋(A. muelleri)品种的特性,并成功实施本发明规模快繁殖方法3年后(2009年-2012年),通过籽种繁殖栽培近200万株,在此基础上发现该方法在魔芋繁殖和品质保证上具有一致性和稳定性。与现有技术相比,本发明的优异性在:有效解决魔芋繁殖系数低、种植成本高、抗病能力弱、种植气候要求高和种植周期长等魔芋种植业难题。本发明选择金魔芋A. Mueller -i 为研究对象,进行快繁制种的方法的研究。因其原生地为高热高湿区,生长叶面气生球茎,具有多苗接力生长潜力且生长势后苗强过前苗和花叶共生现象,39对三倍染色体和采用本发明方法能够不授粉即无融合性产生大量可育籽种的繁殖方式(apomixes)。另外其块茎富含葡甘露聚糖(葡甘聚糖78%左右),且含水量低等独特的生物学特性,使其具备了高耐病性,高繁殖系数、高产量、种植区低海拔化的特点,并且耐存储和易运输,大大降低种植风险和缩短种植周期。且本发明方法能够直接用籽种育苗和种植,能够保持该品种的一致性和稳定性。 
本发明采用稳定的快繁制种方法,通过球茎大小选择、生长调节剂喷施和自然调节、籽种采收等技术控制,调节1-4年生金魔芋(A. muelleri)在200克以上的目标球茎实现100%的开花率和300-2000倍以上的结籽率,且籽种成熟率高达90%,实现目标品种金魔芋(A. muelleri)的稳定规模化的快繁制种,繁殖系数实现数量级的突破,平均高达500倍,且具有低成本、用地少的特点。该发明方法也可结合常规魔芋有性杂交育种后,对已选育成功的品种,采用无性繁殖手段进行规模化快繁制种(且区别于传统的组织培养等技术),这样不仅能够有效保留魔芋(A. muelleri)的优良性,而且可以有效地防止该品种退化 (Zhao. J., et al., 2012; R.Impaprasert , et al., 2012)。

Claims (1)

1.一种珠芽类魔芋快繁制种的方法,其特征在于该方法的具体步骤如下:
a. 魔芋的品种为金魔芋品种(A. muelleri);
b.选取1-4年生、无病伤且重量在200g以上的魔芋球茎进行诱导开花处理,即:用含有1ppm生长素(IAA):120-1200ppm赤霉素(GA3)=1:1体积比的混合溶液喷施在200g以上的魔芋球茎表面,湿润至无水滴出现为止;
c. 将b步骤处理后的魔芋球茎的4/5以下部分栽植于湿度范围40-50%的土壤中或沙土混合物中; 
d. 魔芋球茎开花期和果实生长期,控制环境温度为8℃-30℃、空气相对湿度为60-85%、白天光照强度在2000-20000勒克斯范围内;
e. 开花后的果实生长期为180天以上,当果实中所有籽种的颜色为红色或黄色时即采收保藏。
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