CN104429929A - 木薯两性花育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种木薯两性花育种方法，属于农业种植技术领域。包括种植、追施肥、二次追肥、喷激素、花前营养调控、摘心、测定花粉活力、杂交育种、授粉、自交基因纯化和后期管理。该育种方法一方面解决木薯杂交育种可授粉母花数量少，提供更多的不同基因型母花，提高杂交育种效率；另一方面，首次发现木薯两性花，提供一种较有效的通过木薯自交系的基因纯化方法。在木薯育种技术上首次诱导形成两性花，并利用两性花进行杂交育种，开创一种新杂交育种途径方法，为木薯杂交种开创一遍新天地。

Description

木薯两性花育种方法

技术领域

     本发明涉及一种农业种植技术领域，具体涉及一种木薯两性花育种方法。

背景技术

木薯(Manihot esculenta Crant)别名木蕃薯，是大戟科科（Euporbiaceae）木薯属(Manihot)植物是异花授粉作物，在自然状态下，只产生两种花—雌花、雄花，雌雄同序，雄花着生在顶部，雌花在花梗下部。雌蕊近椭圆灯笼状，长而尖，长宽均大于雄花，没有裂缝，花萼5片，子房有三个室，柱头三裂，子房多绿色，似鸡冠，基部有密汁，引诱昆虫来媒传粉。雄蕊近圆形灯笼状，无花冠，雄蕊10枚。

杂交育种就是将不同种群、不同基因型个体间进行杂交，并在其杂种后代中选育出所需品种（系）的方法。杂交可以使双亲的基因重新组合，将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体，或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来，产生在该性状上超过亲本的类型或形成各种不同的类型，为选择优良品种（系）提供丰富的材料。木薯（2N）具36对染色，基因高度杂合，木薯杂交育种，就是利用不同品种雌、雄花的配子进行杂交，根据F1代的不同性状表现的个体，选育出所需性状的优良个体，由于木薯用种茎作为生产繁殖对象，所选育后代不会出现性状分离，因而杂育种是十分适合木薯的育种方法。

目前釆用的木薯杂交育种技术，在雌、雄花开花前将选定的雌、雄花、的花序套袋隔离，待雌花开放后，进行人工授粉；或者在雌、雄花花期不遇的情况下，先将雄花花粉收集在吸有硅胶的干燥器中放置，待雌花开放当天进行人工授粉，授粉后用通风透气的袋子套起来或透明纸袋套好，授粉后3天，去掉保护袋。另一种是自然杂交法，也是利用木薯的雌、雄花进行自然杂，具体方法为：在一块地中设计多个不同基因型父本进行随机排列，一般设几次重复，每天将种植的母本品种当天开的雄花全部去掉，留下雌花，将父本当天开放的雌花去掉，留下雄花，在自然条件下，由昆虫、风等自然媒介授粉。该技术存在雌花数量少，只有2-4朵，基因型少，结果少2-4个，育种效率较低，雄花数量大，20-300朵，造成严重浪费。

  　专利申请“木薯人工破蕾杂交授粉方法”（申请号：201310362445.X）是在木薯雌花在开放前2~3d，对雌花进行人工破蕾，使雌花柱头露出，然后将预先备好的雄花花粉或新开雄花的花蕊对准雌花柱头来回地扫，使花粉粘在柱头上，然后用袋子将授粉后的木薯雌花套起来；避免风和昆虫等其他媒介传粉，授粉后3~4d 可去袋。该项技术依然没有改变雌花的数量，雌花数量少2-4朵，基因型少，结果率稍有提高，结果依然为2-4个，总体育种效率不高。

杂交育种是较常规、较高效育种方法，木薯杂交育种效率不高，目前仅有2个具较大推广面积的品种，这是由多方面原因造成的：一方面育种主产区，海南等沿海地区，台风频繁，很难获得长期、稳定的数量的杂交种子；另一面，在自然条件下，只产生两种花——雌花、雄花，雌雄同序，雄花着生在顶部，雌花在花梗下部。雌花数量为0-8朵，大部分为2-4朵，数量少，产生基因型少。雄花数量大20-300朵。木薯是异花授粉作物，同一花序雌雄花有间隔，实现回避；再者木薯杂交育种，授粉率低，据国内木薯育种专家李开绵试验报道，木薯一般交杂授粉率为26-30%；据广西王宗宜报道：木薯成果率也很低，在天然情况下，一般为5～20%； 这些因素制约着我国木薯的杂交育种，新的杂交育种方法研究迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是解决木薯杂交育种结果少，利用人工诱导技术，产生大量两性花为目标母本，进行杂交育种，使单花穗两性花杂交结实种子增加2-100颗，保证原有雌花杂交育种，每一穗花序产生更多的母本基因型，提高杂交育种效率。另一面，解决木薯基因高度杂合，提供一种快捷的基因提纯方法。实现本发明目的所使用的技术方案是：

一种木薯两性花育种方法，包括种植、追施肥、二次追肥、喷激素、花前营养调控、摘心、测定花粉活力、杂交育种、授粉、自交基因纯化和后期管理，具体步骤如下：

（1）种植  事先收集目标木薯品种，采集目标木薯父、母本，宽窄行进行种植，宽行1.1-1.5m，窄行0.6-0.8m，行距0.8-1.0m，以施磷、钾肥作为基肥，辅以少量氮肥，视土壤肥沃情况，可以不施氮肥，所述的磷肥为100-150kg，钾肥为10-15kg。

（2）追施肥 根据木薯的开花时间，在花期前35-45天，亩追施钙镁磷肥100-150kg。施用足量的钙镁磷肥能够让木薯根系发展旺盛，增强木薯的抗性，防止倒伏和病虫害的威胁。

（3）二次追肥 在花期前15-20天，亩施磷酸二氢钾10-15kg，并每株施0.01～0.1克烯效唑；开环形沟将烯效唑撒施于根部周围或将烯效唑加水溶解后喷施木薯根部周围。多雨区域或水分充足地区，需开好排水沟，防止木薯水渍。

（4）喷激素 在现蕾前10-15天开始，每周亩喷一次1000倍10%细胞分裂素和0.6g~1.2g 10-20mg/L海藻酸；

（5）花前营养调控 现蕾期初期开始，亩喷0.2～0.5%葡萄糠和0.004%芸苔素内酯1000倍液2-3次；

（6）摘心 现蕾适时摘心，仅留花芽，其他腋芽摘去，一般摘去3个腋芽，有利于克服营养不均引起的花序败育或退化，有利于雌花的发育形成。在花穗的中、上部均可形成大量两性花，花量一般从十几个到一百多个不等。

（7）测定花粉活力 采用醋酸洋红染色法和碘- 碘化钾的染色法，经品种花粉活力测定活力较高，采用自然杂交检验证，结实率为40-70%，被染色花粉为具活力花粉，适合作为杂交育种的试验品种，选用活力较高的品种作父本。

（8）杂交育种 杂交前3-5天对母本喷20-50mg/l乙烯利，使雄花粉失活或在授粉当天雌花开放前，人工除去母本花穗上雄花，雄花为卵圆灯笼状；选定父本在开花前将选定，并用沙网袋套好隔离。

（9）授粉 待雌花开放后，2小时内完成授粉，花粉采用即采即用，采后半小时用用完，授粉后套袋保护。自交系的基因提纯  选定目标花穗，选用合适沙网套袋套好，直至果实成属收获，防止昆虫等媒介杂交授粉。

（10）自交基因纯化 在母花开放前，用沙网袋套袋，让其自花授粉，一直到所有两性花开结束；

（11）后期管理 种子成熟前，采用沙网袋套袋，防种子成熟，散落。

一种木薯两性花，使用上述步骤培育的两性花。

本发明的突出的实质性进步和显著的特点是：

（1）解决木薯杂交育种可授粉母花数量少，杂交育种效率低，在木薯技术上首次诱导形成两性花，并利用两性花进行杂交育种，为木薯杂交种开创一遍新天地，大大加快木薯育种进程。

（2）解决木薯基因杂合，不易提纯，利两性花自交系基因提纯，开创一种新木薯基因提纯方法。

（3）本发明有利于木薯本地化杂交育种，提高育种效率。 在同等条件，可获得更多的种子，并能产生一种不同雌花的的杂交种子，可能大大的提高育种效率。

具体实施方式

实施例1

（1）种植  事先收集目标木薯品种，采集目标木薯父、母本，宽窄行进行种植，宽行1.1-1.5m，窄行0.6-0.8m，行距0.8-1.0m，以施磷、钾肥作为基肥，辅以少量氮肥，视土壤肥沃情况，可以不施氮肥，所述的磷肥为100-150kg，钾肥为10-15kg。

（2）追施肥 根据木薯的开花时间，在花期前35-45天，亩追施钙镁磷肥100-150kg。

（3）二次追肥 在花期前15-20天，亩施磷酸二氢钾10-15kg，并每株施0.01～0.1克烯效唑；开环形沟将烯效唑撒施于根部周围或将烯效唑加水溶解后喷施木薯根部周围。多雨区域或水分充足地区，需开好排水沟，防止木薯水渍。

（4）喷激素 在现蕾前10-15天开始，每周亩喷一次1000倍10%细胞分裂素和0.6g~1.2g 10-20mg/L海藻酸。

（5）花前营养调控 现蕾期初期，亩喷0.2～0.5%葡萄糠1000倍液和0.004%芸苔素内酯1000倍液2-3次。

（6）摘心 现蕾时适时摘心，仅留花芽，其他腋芽摘去，一般摘去3个腋芽，有利于克服营养不均引起的花序败育或退化，有利于雌花的发育形成。在花穗的中、上部均可形成大量两性花，花量一般从十几个到一百多个不等。

（7）测定花粉活力 采用醋酸洋红染色法和碘- 碘化钾的染色法，经品种花粉活力测定活力较高，采用自然杂交检验证，结实率为40-70%，被染色花粉为具活力花粉，适合作为杂交育种的试验品种，选用活力较高的品种作父本。

（8）杂交育种 杂交前3-5天对母本喷20-50mg/l乙烯利，使雄花粉失活或在授粉当天雌花开放前，人工除去母本花穗上雄花，雄花为卵圆灯笼状；选定父本在开花前将选定，并用沙网袋套好隔离。

（9）授粉 待雌花开放后，2小时内完成授粉，花粉采用即采即用，采后半小时用用完，授粉后套袋保护。自交系的基因提纯  选定目标花穗，选用合适沙网套袋套好，直至果实成属收获，防止昆虫等媒介杂交授粉。

（10）自交基因纯化 在母花开放前，用沙网袋套袋，让其自花授粉，一直到所有两性花开结束。

（11）后期管理 种子成熟前，采用沙网袋套袋，防种子成熟，散落。

Claims (6)

1.一种木薯两性花育种方法，包括种植、追施肥、二次追肥、喷激素、花前营养调控、摘心、测定花粉活力、杂交育种、授粉、自交基因纯化和后期管理，其特征在于，具体步骤如下：

（1）种植  采集木薯父、母本，宽窄行进行种植，宽行1.1-1.5m，窄行0.6-0.8m，行距0.8-1.0m，以施磷、钾肥作为基肥；

（2）追施肥 在花期前35-45天，亩追施钙镁磷肥100-150kg；

（3）二次追肥 在花期前15-20天，亩施磷酸二氢钾10-15kg，并每株施0.01～0.1g烯效唑；

（4）喷激素 在现蕾前10-15天开始，每周喷一次1000倍10%细胞分裂素和0.6g~1.2g 10-20mg/L海藻酸；

（5）花前营养调控 现蕾期初期开始，亩喷0.2～0.5%葡萄糠1000倍液和0.004%芸苔素内酯1000倍液2-3次；

（6）摘心 现蕾摘心，仅留花芽，其他腋芽摘去；

（7）测定花粉活力 采用醋酸洋红染色法和碘-碘化钾的染色法测定花粉活力，被染色花粉为具活力花粉，选用活力高的品种作父本；

（8）杂交育种 杂交前3-5天对母本喷20-50mg/l乙烯利去雄，使花粉失去活力或在授粉当天雌花开放前，人工除去母本花穗上雄花；父本用沙网袋套好隔离；

（9）授粉 待雌花开放后，用父本雄花花粉进行授粉，授粉后套袋保护；

（10）自交基因纯化 在母花开放前，用沙网袋套袋，让其自花授粉，一直到所有两性花开结束；

（11）后期管理 种子成熟前，采用沙网袋套袋。

2.根据权利要求1所述的木薯两性花育种方法，其特征在于，所述的磷肥为100-150kg，钾肥为10-15kg。

3.根据权利要求1所述的木薯两性花育种方法，其特征在于，所述的烯效唑施用步骤是开环形沟将其撒施于木薯根部周围或将烯效唑加水溶解后喷施木薯根部周围。

4.根据权利要求1所述的木薯两性花育种方法，其特征在于，所述去雄，采用喷面喷雾20-50mg/l乙烯利去雄，亩喷60-200ml乙烯利，使花粉失去活力。

5.根据权利要求1所述的木薯两性花育种方法，其特征在于，所述的授粉时间是0-2小时，采用即采即用，采后半小时用用完。

6.一种木薯两性花，其特征在于，使用权利要求1所述木薯两性花育种方法培育的两性花。