CN105766624A

CN105766624A - 一种疣柄魔芋杂交育种的方法

Info

Publication number: CN105766624A
Application number: CN201610253460.4A
Authority: CN
Inventors: 徐文果; 郑宇峰; 黄廷祥; 张晓梅; 岩所; 张国云; 张磊; 车宏志; 赵庆云; 陈军文; 黄炜; 李佳芹; 李兴清; 王艳; 谢世清
Original assignee: DEHONG DAI AND JINGPO AUTONOMOUS PREFECTURE AGRICULTURAL TECHNOLOGY PROMOTION CENTER
Current assignee: DEHONG DAI AND JINGPO AUTONOMOUS PREFECTURE AGRICULTURAL TECHNOLOGY PROMOTION CENTER
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2036-04-22
Also published as: CN105766624B

Abstract

本发明公开了一种疣柄魔芋杂交育种的方法，包括培育开花植株、测定花粉生活力、制定雌花成熟评判标准、授粉方法、种子采收保存方法、育苗移栽方法等技术步骤。本发明根据疣柄魔芋的开花习性，通过合理选择开花种芋、测定花粉生活力、准确把握雌花成熟时间节点、适时进行人工辅助授粉、科学采收保存种子等技术措施的应用，连续多年获得人工杂交种子，杂交成功率在90%以上，一代种芋具有病毒积累少、产量高的特点。本发明提供了一种疣柄魔芋人工杂交结实的方法，解决了疣柄魔芋自然条件下不结实的难题，为优良魔芋种质资源开发应用奠定了基础，为攻克魔芋软腐病的世界性难题带来了新希望，具有操作方法简单、成本低、结实率高等优点。

Description

一种疣柄魔芋杂交育种的方法

技术领域

本发明属于植物种子培育技术领域，具体涉及一种疣柄魔芋杂交育种的方法。

背景技术

魔芋（Amorphophalluskonjac）属于天南星科(Areaceae)魔芋属(Amorphophallus)植物，魔芋是一种食用、药用、保健及工业用途价值较高的经济作物，魔芋具有药理作用的是从其块茎中提取的魔芋葡甘露聚糖（KGM），由于KGM具有吸水性、凝胶性、黏结性、低热可食的特性，在食品加工、日用化学、保健品等方面广泛应用。但是，魔芋病害严重、种芋繁殖系数低，生产风险较大。软腐病是魔芋生产上的一种毁灭性病害，被称为“魔芋癌症”，目前，尚无有效的防治药剂，长期制约着魔芋产业的发展。本发明中所述疣柄魔芋具有抗魔芋软腐病、产量高等优点，是魔芋品种改良中十分难得的一个优良种质资源，但是，疣柄魔芋花期不遇、花期短，自然条件下只开花不结实，导致目前学界误认为疣柄魔芋“花而不实”，使其在魔芋杂交育种中的作用没有发挥出来。因此，开发一种能解决上述问题的方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种疣柄魔芋杂交育种的方法。

本发明的目的是这样实现的，包括培育开花植株、人工辅助授粉、采收保存种子、育苗移栽步骤，具体包括：

A、培育开花植株：挑选四龄或四龄以上的疣柄魔芋球茎作为种芋，选择土层深厚、疏松透气的带酸性的土壤地块，深翻整地，采用整芋播种方式，播种深度为30~50cm，每平方米播种2~3粒疣柄魔芋种芋，每粒种芋施3~5Kg农家肥和0.05~0.2Kg复合肥进行培育；

B、人工辅助授粉：

1）收集父本植株花粉：于疣柄魔芋雄花成熟时间节点采用玻璃皿收集花粉；

2）授粉：于疣柄魔芋雌花成熟节点采用父本植株花粉对雌花进行授粉；

C、采收保存种子：在植株上挂一个网袋，将成熟后的种子置于网袋内风干，再集中晾晒2~3周，在室温下保存至翌年3月份播种，储藏期间要翻晒2~3次以防止霉烂；

D、育苗移栽：将上述种子采用育苗盘育苗至幼苗出土后进行移栽。

2003年，发明人着手开展疣柄魔芋杂交育种工作，2010年成功培育出第一株结实单株。此后，经多次优化试验方案，进一步完善技术措施，开花植株结实率达90%以上，单株结实浆果500粒以上，每粒浆果含1~2粒种子，风干后的浆果千粒重在230g~330g之间；该实生种子经育苗移栽，当年平均单芋重200g左右；次年播种后平均每666.7㎡产量达4000㎏左右。本发明解决了疣柄魔芋只开花、不结实的问题，为优质魔芋种质资源的开发应用奠定了基础，为攻克魔芋软腐病的世界性难题带来了新希望，该方法具有操作方法简单、成本低、结实率高的优点。

本发明根据疣柄魔芋的开花习性，通过合理选择开花种芋、测定花粉生活力、准确把握雌花成熟时间节点、适时进行人工辅助授粉、科学采收保存种子等技术措施的应用，连续多年获得人工杂交种子，杂交成功率在90%以上，一代种芋具有病毒积累少、产量高的特点。本发明提供了一种疣柄魔芋人工杂交结实的方法，解决了疣柄魔芋自然条件下不结实的难题，为优良魔芋种质资源开发应用奠定了基础，为攻克魔芋软腐病的世界性难题带来了新希望，具有操作方法简单、成本低、结实率高等优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的疣柄魔芋杂交育种的方法包括培育开花植株、人工辅助授粉、采收保存种子、育苗移栽步骤，具体包括：

B、人工辅助授粉：

A步骤中带酸性的土壤地块的pH值为6.5~7.5。

A步骤中疣柄魔芋栽种时种芋倾斜呈15~30°角。

A步骤中所述的农家肥为经消毒杀菌且充分腐熟的圈肥。具体制作方法是，每1000kg新鲜圈肥加入20kg生石灰消毒杀菌，并将其充分摊开，晾晒30～40d；待圈肥干燥后，集中堆捂20～30d，使其充分发酵；再次摊开晾晒10～15d，经简单粉碎后即可使用。

A步骤中所述的复合肥为氮磷钾含量为15:7:20的三元复合肥。

B步骤中所述的疣柄魔芋雄花成熟时间节点是按以下方法进行判断的，疣柄魔芋雄花成熟时间为散嗅后1d~2d，80%以上的植株散粉当天附属器表面会渗出“汗液”，该“汗液”会在凹陷处汇集成“露珠”，之后0.5~1.5h散粉，疣柄魔芋散粉时间较集中，19:00~21:00之间的散粉量占单株花粉量的95%以上。

B步骤中所述的疣柄魔芋雌花成熟节点是按以下方法进行判断的：

1）根据苞叶形态特征判断：疣柄魔芋从附属器微露到苞叶完全打开需要7~15d，苞叶散开的过程也是雌花逐渐成熟的过程；当苞叶完全散开呈“喇叭状”时进行人工杂交授粉；

2）根据附属器形态特征判断：疣柄魔芋雌花成熟时附属器会迅速膨大，其颜色和机械硬度会发生明显变化；当颜色由深紫色变为浅紫色，机械硬度由大变小时进行人工杂交授粉；

3）根据附属器体表温度变化判断：利用GM700型红外测温仪测定疣柄魔芋附属器嗅前期、散嗅期、散粉期体表温度，结果发现，疣柄魔芋散嗅期附属器体表温度会升高4℃~7℃，散嗅时间集中在18:00~24:00，散嗅当天为最佳授粉时间。

C步骤中所述的采收保存种子的方法是在植株上挂一个网袋，将成熟后的种子置于网袋内风干，再集中晾晒2~3周，在室温下保存至翌年3月份播种，储藏期间要翻晒2~3次以防止霉烂。

D步骤中所述的育苗是采用30cm×50cm的育苗盘育苗，每盘播种60~100粒，均匀撒播。出苗后用0.2~0.5%的磷酸二氢钾叶面喷施1~2次。

D步骤中所述的移栽是采用垄栽培方式，垄宽80~100㎝，垄高10~15㎝，沟宽20~30㎝，株行距20㎝×40㎝，每666.7㎡有效苗约5000~6000苗。

下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：

本发明所述的疣柄魔芋杂交育种的方法具体实施步骤如下：

A、培育开花植株：挑选四龄及四龄以上疣柄魔芋球茎作开花种芋。采用整芋播种方式，播种深度为30㎝~50㎝，栽种时种芋倾斜呈15°~30°角，每平方米播种2~3粒；每粒种芋施3㎏~5㎏农家肥，施0.05㎏~0.2㎏氮磷钾含量为15:7:20的三元复合肥；

B、测定花粉生活力：采用TTC法对疣柄魔芋花粉活力进行测定，结果显示，常温（25℃）下疣柄魔芋花粉的生活力在96%以上，12h后生活力为95.3%，24h后生活力为90.6%，36h后生活力为89.5%，48h后生活力为78.6%，60h后生活力为23.7%；

C、雌花成熟时间节点判断：

C1、根据苞叶形态特征判断：疣柄魔芋从附属器微露到苞叶完全打开需要7d~15d，苞叶散开的过程也是雌花逐渐成熟的过程；当苞叶完全散开呈“喇叭状”时进行人工杂交授粉；

C2、根据附属器形态特征判断：疣柄魔芋雌花成熟时附属器会迅速膨大，其颜色和机械硬度会发生明显变化；当颜色由深紫色变为浅紫色，机械硬度由大变小时进行人工杂交授粉；

C3、根据附属器体表温度变化判断：利用GM700型红外测温仪测定疣柄魔芋附属器嗅前期、散嗅期、散粉期体表温度，结果发现，疣柄魔芋散嗅期附属器体表温度会升高4℃~7℃，散嗅时间集中在18:00~24:00，散嗅当天为最佳授粉时间；

D、雄花成熟时间节点判断：疣柄魔芋雄花成熟时间为散嗅后1d~2d；80%以上的植株散粉当天附属器表面会渗出“汗液”，该“汗液”会在凹陷处汇集成“露珠”，之后1h左右散粉；疣柄魔芋散粉时间较集中，19:00~21:00之间的散粉量占单株花粉量的95%以上；

E、人工辅助授粉：疣柄魔芋花粉呈粉红色，具清香气味；花粉量大，单株产粉3g~5g，1株父本植株可为5~10株母本提供花粉；采用玻璃器皿收集花粉，于步骤C所述时期授粉，反复涂抹2~3次；若授粉成功，花葶会在5~8周内长高至70cm~120cm，后期附属器会与母体脱离；若授粉失败，花序会在1~2周内黄化枯萎，附属器不脱离；

F、采收保存种子：疣柄魔芋单株可结实浆果510~1380粒，每粒浆果含1~2粒种子，一般在11月至翌年1月成熟；当浆果变成深红色、肉质变软时，采用分批采收、集中处理的方法，在植株上挂一个网袋，将成熟的种子置于网袋内就地风干，风干后的浆果千粒重为210g~300g；种子收获后，集中晾晒2~3周，在室温下保存至翌年3月份播种，储藏期间要翻晒2~3次，防止霉烂；

G、育苗移栽：采用30㎝×50㎝的育苗盘育苗，每盘播种60~100粒，均匀撒播，用毒死蜱防治地下害虫；出苗后用0.2%~0.5%的磷酸二氢钾叶面喷施1~2次，增强幼苗抗逆性；幼苗零星出土后，分批移栽；采用起垄栽培方式，垄宽80㎝~100㎝，垄高10㎝~15㎝，沟宽20㎝~30㎝，株行距20㎝×40㎝，每666.7㎡有效苗约5000~6000苗；每666.7㎡施腐熟农家肥2000㎏~3000㎏和含量为40~50%的复合肥50㎏~60㎏作为底肥，用3㎏~5㎏毒死蜱颗粒剂防治地下害虫；经育苗移栽，当年平均单芋重0.78㎏，最大单芋重达1.17㎏，球茎表面有8~15个芽丛，会产生8~15个指状突起（芋鞭），长约3㎝~8㎝；翌年种植后，平均单芋重4.36㎏，最大单芋重19.25㎏。

实施例1

2010年，在德宏州农科所试验地按技术步骤A（以下相同）培育出疣柄魔芋开花植株26株；按技术步骤E（以下相同）进行人工辅助授粉，成功诱导结实1株，5~6周后，花葶高达91㎝，附属器脱离母体，后期生长正常；其余25株，授粉2周后黄化枯萎，附属器宿留；12月下旬，存活植株浆果完全成熟，呈红色，按技术步骤F（以下相同）分批采收种子，就地风干；共收获浆果418粒，浆果千粒重为286g，每粒浆果含1~2粒实生种子。次年3月，按技术步骤G播种育苗（以下相同），获得幼苗715苗；5月中旬大田移栽，成活率达91.5%；11月中旬，植株倒苗后收挖，共收获新鲜种芋121.8㎏，折合每666.7㎡产量1180㎏,最大单芋重1.17㎏；次年播种后平均单产达4718㎏/666.7㎡,最大单芋重7.53㎏。

实施例2

2011年，培育出疣柄魔芋开花植株21株；按技术步骤（B，以下相同）测定花粉活力；按技术步骤（C1）进行杂交授粉，授粉时间为19:00~21:00之间（以下相同），分别编号观察记录（见表1）；经人工辅助授粉，结实4株，材料编号分别为：4、5、8、20；其余植株2周后黄化枯萎；12月下旬，存活植株浆果成熟，附属器宿留，分批采收种子，就地风干，共收获浆果1412粒，千粒重为289g（见表1）。次年3月播种育苗，获得幼苗2125苗；5月中旬，大田移栽，成活率达88.3%；11月中旬，植株倒苗后收挖，共收获新鲜种芋402.8㎏，折合每666.7㎡产量1715㎏，最大单芋重达1.55㎏；次年播种后平均单产达5266㎏/666.7㎡，最大单芋重9.38㎏。

表1疣柄魔芋人工辅助授粉结实表现

实施例3

2012年，培育出疣柄魔芋开花植株57株。按技术步骤（B）测定花粉活力；第一批开花植株经同花授粉未结实；选取40株按技术步骤（C1）进行人工辅助授粉实验，设苞叶散开60%、80%、100%（“喇叭状”）和散粉期四个处理，每个处理10株。实验结果如表2所示，挂果率=饱满果数/结实数。试验结果说明，疣柄魔芋同花授粉不结实；苞叶展开1d～2d，结实率最高；至散粉期，雌花已经完全丧失活力，不能结实。

表2柄魔芋苞叶形态特征与杂交结实率

实施例4

2013年，培育出疣柄魔芋开花植株54株。第一批开花植株经同花授粉未结实；选取30株按技术步骤（C2）进行人工辅助授粉实验，设附属器呈深紫色、浅紫色和散粉期三个处理，每个处理10株。实验结果如表3所示。试验结果进一步说明，疣柄魔芋同花授粉不结实；附属器颜色由深紫色转为浅紫色、硬度变小时，结实率最高；至散粉期，雌花已经完全丧失活力，不能结实。

表3疣柄魔芋苞叶形态特征与杂交结实率

实施例5

2014年，培育出疣柄魔芋开花植株64株。选取40株按技术步骤（C3）进行杂交授粉实验，设散嗅前2d、1d和散嗅当天及散嗅后1d四个处理，每个处理选10株，利用GM700型红外测温仪器测定附属器体表温度。结合步骤C1、C2所述方法推断附属器散嗅时间，测定全部参试材料19:00～21:00之间的温度变化，每小时观察记录1次。实验结果如表4所示。试验结果说明，散嗅前后，疣柄魔芋附属器体表温度会升高，且散嗅当天附属器体表温度将升高3～5℃；约有90%的疣柄魔芋雌花在散嗅当天成熟，此时，杂交结实率最高；同时，由于植株个体之间存在一定差异，约有40%的疣柄魔芋雌花在散嗅当天成熟。

表4疣柄魔芋散嗅特征与杂交结实率

Claims

1.一种疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于所述的疣柄魔芋杂交育种的方法包括培育开花植株、人工辅助授粉、采收保存种子、育苗移栽步骤，具体包括：

B、人工辅助授粉：

2.根据权利要求1所述的疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于A步骤中带酸性的土壤地块的pH值为6.5~7.5。

3.根据权利要求1所述的疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于A步骤中疣柄魔芋栽种时种芋倾斜呈15~30°角。

4.根据权利要求1所述的疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于A步骤中所述的农家肥为经消毒杀菌且充分腐熟的圈肥，具体制作方法是，每1000kg新鲜圈肥加入20kg生石灰消毒杀菌，并将其充分摊开，晾晒30～40d；待圈肥干燥后，集中堆捂20～30d，使其充分发酵；再次摊开晾晒10～15d，经简单粉碎后即可使用。

5.根据权利要求1所述的疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于A步骤中所述的复合肥为氮磷钾含量为15:7:20的三元复合肥。

6.根据权利要求1所述的疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于B步骤中所述的疣柄魔芋雄花成熟时间节点是按以下方法进行判断的，疣柄魔芋雄花成熟时间为散嗅后1d~2d，80%以上的植株散粉当天附属器表面会渗出“汗液”，该“汗液”会在凹陷处汇集成“露珠”，之后0.5~1.5h散粉，疣柄魔芋散粉时间较集中，19:00~21:00之间的散粉量占单株花粉量的95%以上。

7.根据权利要求1所述的疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于B步骤中所述的疣柄魔芋雌花成熟节点是按以下方法进行判断的：

8.根据权利要求1所述的疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于D步骤中所述的育苗是采用30cm×50cm的育苗盘育苗，每盘播种60~100粒，均匀撒播。

9.根据权利要求1所述的疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于出苗后用0.2~0.5%的磷酸二氢钾叶面喷施1~2次。

10.根据权利要求1所述的疣柄魔芋杂交育种的方法，其特征在于D步骤中所述的移栽是采用高垄栽培方式，垄宽80~100㎝，垄高10~15㎝，沟宽20~30㎝，株行距20㎝×40㎝，每666.7㎡有效苗约5000~6000苗。