CN107041295A - 一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，切实解决了目前杨树切枝水培杂交中的技术难题，是杨树传统杂交育种技术的重要突破，对于产生更多的杨树良种具有重大意义。本发明采用对切枝的雌花枝注射营养物质的方法，成功地解决了杨树切枝杂交种子结实率低、质量欠佳的技术瓶颈。应用本发明所述的方法与常规方法相比，不仅种子质量好,而且提高了种子结实率140%以上，方法简便，易于操作，应用于生产中可大规模进行杨树的杂交育种。

Description

一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法

技术领域

本发明属于林木杂交育种技术领域，具体地说是一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法。

背景技术

目前杨树的传统杂交育种方法主要有两种，一种是在室外大田的杨树母株上进行人工授粉杂交，另一种是在室内（温室）应用切枝水培进行的杂交育种。第一种杂交育种的方法存在成本高，不易操作，安全风险大，采种不便，母树选择受限制等问题。第二种方法便于收集分散的母本集中进行杂交，能提供多种杂交组合，快速实现育种目标，而且管理方便，成本低，避免了恶劣天气造成的落果等情况，加之种子采收方便，又能及时进行播种处理，因而是目前国内外杨树杂交育种普遍采用的方法。但该方法最大的缺点是由于种子的发育所需营养完全来源于切枝中贮藏的养分,常常因授粉后营养不足而导致后期落果，而且因疏除较多的果穗使其得到的果实种子数量少，既使这少量的种子也易出现不成熟、不饱满等质量欠佳的现象。因此，如何提高杂交种子的结实率和质量是目前杨树切枝水培杂交育种中亟待解决的技术瓶颈。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，切实解决了目前杨树切枝水培杂交中的技术难题，是杨树传统杂交育种技术的重要突破，对于产生更多的杨树良种具有重大意义。

为达到上述目的，本发明通过如下步骤实现：

1）花枝采集：花枝的采集应在树液流动前进行，选择树冠中上部生长健壮、无病虫害的枝条，雄花枝粗度在1.5～2.5cm之间的2～3a生枝，雌花枝粗度为2.5～3.5cm之间的2～3a生枝；

2）花枝处理：将雌花枝用塑料膜整体密封，先放于2～3℃的冷库进行冷藏5～7d，雌、雄花枝各保留长120cm左右带有花芽的枝条，去掉徒长枝，除去病、弱、残次的花芽后保留全部花芽，每个花枝挂一个标签， 注明品种、采集时间等事项；

3）营养液的配制：营养液由质量浓度0.02～0.05%的硼砂、0.1～0.2%的过磷酸钙和0.05～0.1%的尿素复合水溶液组成；

4）花枝水培：在雄花枝水培5～7d后，再将雌花枝放在室温20℃左右、相对湿度为50～60%的室内进行水培3～4d，待花芽开始萌动时，对花枝进行注射营养液；

5）雌花枝干注射营养液：对取出的雌花枝用滤纸吸干枝条上的水分，将花枝基部固定，在离雌花枝基部5～15cm之间无伤疤光滑处用刮铲刮去老皮，露出新皮，然后选用钻孔注药一体机进行钻孔和注液；

6）花枝的水培管理：将注射营养液的雌花枝继续放置于水培容器中进行水培，初期室内温度保持在白天20℃左右，夜间不低于5℃,每2～3d换1次水；后期温度升高,可1～2d换1次水；换水时冲洗枝条切口,以免其分泌的粘液影响水分吸收；如果枝条下端切口已变色甚至腐烂,应及时进行修剪，对水培容器也要清洗干净；同时对水培液每天通氧气1次，保证水内有足够的氧气；

7）花粉的采集与授粉：待雄花序下端有少量的小花成熟散粉时，将干净白纸或亚硫酸纸铺于水培容器下，让花粉散落于纸上，整个雄花序全部成熟散粉时，将花序采下，放于筛子中，筛除花序上的苞片等杂物以防混在花粉中；每天用手轻轻抖动花序，2～3d后，用干净的白纸或亚硫酸纸将收集的花粉包起，放于干燥器中，5℃左右低温保存；当雌花柱头呈晶莹透亮且有分泌汁液时，开始授粉；

8）授粉后的管理：授粉后要注意勤换水，最好每天一次，如果用自来水，应预先在室内放置12h后再用，室内温度控制在22～25℃，相对湿度初期不低于80%，后期不低于50%；授粉后，将枝条下部的叶芽全部摘除，保留几个顶端的叶芽，待展叶后去掉生长点，保留其蒸腾拉力又不过多消耗养分；

9）果实采收：当蒴果开始由绿变黄时，将其套上小纸袋，防止果实成熟后带绒毛的种子飞散；待蒴果全部张开后，取下装有种子的纸袋，用尖头镊子取出种子，按杂交组合分别放置。

作为优选，步骤2）中在雄花枝的顶端保留2～3个叶芽,其余下部叶芽全部抹掉，雌花枝保留其全部花芽及叶芽。

作为优选，步骤3）中配制营养液的水为经过磁化处理的纯净水。

作为优选，选用钻孔注药一体机进行钻孔和注液时，先用钻头在枝干上钻孔，钻孔的大小约为枝干直径的1/5，钻头与树干保持40～45°角向下倾斜钻孔，深度约为该处直径的1/3～1/2，将对应口径的针头旋进注孔拧紧，高压注入配制的营养液，注射完后，等待3～5min后无营养液渗出时，再取下注射针头，然后在枝条注孔上端2～3cm处剪除其以下部分枝，用滤纸擦除枝条上滞留的营养液。

进一步的，营养液的注射量依据枝条的粗度,每厘米直径用量以5～7ml为宜；压力控制在0.5～1.5MPa。

作为优选，授粉过程中，用毛笔蘸少量花粉轻轻抖动洒在柱头上，授粉时毛笔不能触及蛀头，授粉量不宜过多，用放大镜观察授粉的柱头上均匀密布花粉即可，应注意同一雌花序各部分都要授到花粉，由于雌花序各小花开放不一致，可连续授粉2～3d。

作为优选，步骤8）中雌花枝顶端保留叶芽数量为3～5个。

针对杨树切枝水培中花枝授粉后，既使疏花、疏果，并且在水溶液中加入了营养物质，但效果甚微，常常因营养不足而导致后期落果，而且因疏除较多的果穗使得果实种子数量少，又易出现种子不成熟、不饱满等质量欠佳的现象。为提高杂交种子结实率和质量，本发明采用对切枝的雌花枝注射营养物质的方法，成功地解决了杨树切枝杂交种子结实率低、质量欠佳的技术瓶颈。应用本发明所述的方法与常规方法相比，不仅种子质量好,而且提高了种子结实率140%以上，方法简便，易于操作，应用于生产中可大规模进行杨树的杂交育种。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案能更清晰地表示出来，下面结合实施例对本发明作进一步说明。

一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，通过如下步骤实现：

1）花枝采集：花枝的采集应在树液流动前进行。在山东等地区的采集时间一般在1月底2月初。花枝采集时，应选择树冠中上部生长健壮、无病虫害的枝条。要求雄花枝粗度在1.5～2.5cm之间的2～3a生枝，雌花枝粗度为2.5～3.5cm之间的2～3a生枝。

2）花枝处理：将雌花枝用塑料膜整体密封，先放于2～3℃的冷库进行冷藏5～7d。雌、雄花枝各保留长120cm左右带有花芽的枝条，去掉徒长枝，除去病、弱、残次的花芽后保留全部花芽，每个花枝挂一个标签, 注明品种、采集时间等事项。在雄花枝的顶端保留2～3个叶芽,其余下部叶芽全部抹掉；雌花枝保留其全部花芽及叶芽。

3）营养液的配制：营养液由质量浓度0.02～0.05%的硼砂、0.1～0.2%的过磷酸钙和0.05～0.1%的尿素复合水溶液组成。营养液的水为经过磁化处理的纯净水。

4）花枝水培：在雄花枝水培5～7d后，再将雌花枝放在室温20℃左右、相对湿度为50～60%的室内进行水培3～4d，待花芽开始萌动时，对花枝进行注射营养液。

5）雌花枝干注射营养液：对取出的雌花枝用滤纸吸干枝条上的水分，将花枝基部固定，在离雌花枝基部5～15cm之间无伤疤光滑处用刮铲刮去老皮，露出新皮。选用钻孔注药一体机进行钻孔和注液。先用钻头在枝干上钻孔，钻孔的大小约为枝干直径的1/5，钻头与树干保持40～45°角向下倾斜钻孔，深度约为该处直径的1/3～1/2。将对应口径的针头旋进注孔拧紧，高压注入配制的营养液。营养液的注射量依据枝条的粗度,每厘米直径用量以5～7ml为宜；压力控制在0.5～1.5MPa。注射完后，等待3～5min后无营养液渗出时，再取下注射针头，然后在枝条注孔上端2～3cm处剪除其以下部分枝（这儿的分枝在水培前应该就剪掉了），用滤纸擦除枝条上滞留的营养液。

6）花枝的水培管理：将注射营养液的雌花枝继续放置于水培容器中进行水培。初期室内温度保持在白天20℃左右，夜间不低于5℃,每2～3d换1次水。后期温度升高,可1～2d换1次水。换水时冲洗枝条切口,以免其分泌的粘液影响水分吸收；如果枝条下端切口已变色甚至腐烂,应及时进行修剪,对水培容器也要清洗干净。对水培液每天通氧气1次,保证水内有足够的氧气。

7）花粉的采集与授粉：待雄花序下端有少量的小花成熟散粉时，可将干净白纸或亚硫酸纸铺于水培容器下，让花粉散落于纸上，整个雄花序全部成熟散粉时，将花序采下，放于筛子中，筛除花序上的苞片等杂物以防混在花粉中；每天用手轻轻抖动花序，2～3d后，用干净的白纸或亚硫酸纸将收集的花粉包起，放于干燥器中，5℃左右低温保存。当雌花柱头呈晶莹透亮且有分泌汁液时，开始授粉。用毛笔蘸少量花粉轻轻抖动洒在柱头上，授粉时毛笔不能触及蛀头，授粉量不宜过多，用放大镜观察授粉的柱头上均匀密布花粉即可。应注意同一雌花序各部分都要授到花粉。由于雌花序各小花开放不一致，可连续授粉2～3d。

8）授粉后的管理：授粉后要注意勤换水，最好每天一次。如果用自来水，应预先在室内放置12h后再用。室内温度控制在22～25℃，相对湿度初期不低于80%，后期不低于50%。授粉后，将枝条下部的叶芽全部摘除，保留几个顶端的叶芽，雌花枝顶端保留叶芽数量为3～5个。待展叶后去掉生长点，保留其蒸腾拉力又不过多消耗养分。

9）果实采收：当蒴果开始由绿变黄时，将其套上小纸袋，防止果实成熟后带绒毛的种子飞散；待蒴果全部张开后,取下装有种子的纸袋，用尖头镊子取出种子，按杂交组合分别放置。

附表为杨树切枝水培杂交育种中应用本发明方法与常规方法的种子结实情况比较。

注：1、每个杂交组合中应用常规方法和本发明方法的花枝数各为20个；2、种子粒数均指成熟、饱满的种子。

为提高杂交种子结实率和质量，本发明采用对切枝的雌花枝注射营养物质的方法，成功地解决了杨树切枝杂交种子结实率低、质量欠佳的技术瓶颈。应用本发明所述的方法与常规方法相比，不仅种子质量好,而且提高了种子结实率140%以上，方法简便，易于操作，应用于生产中可大规模进行杨树的杂交育种。

Claims (7)

1.一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，通过如下步骤实现：

1）花枝采集：花枝的采集应在树液流动前进行，选择树冠中上部生长健壮、无病虫害的枝条，雄花枝粗度在1.5～2.5cm之间的2～3a生枝，雌花枝粗度为2.5～3.5cm之间的2～3a生枝；

2）花枝处理：将雌花枝用塑料膜整体密封，先放于2～3℃的冷库进行冷藏5～7d，雌、雄花枝各保留长120cm左右带有花芽的枝条，去掉徒长枝，除去病、弱、残次的花芽后保留全部花芽，每个花枝挂一个标签， 注明品种、采集时间等事项；

3）营养液的配制：营养液由质量浓度0.02～0.05%的硼砂、0.1～0.2%的过磷酸钙和0.05～0.1%的尿素复合水溶液组成；

4）花枝水培：在雄花枝水培5～7d后，再将雌花枝放在室温20℃左右、相对湿度为50～60%的室内进行水培3～4d，待花芽开始萌动时，对花枝进行注射营养液；

5）雌花枝干注射营养液：对取出的雌花枝用滤纸吸干枝条上的水分，将花枝基部固定，在离雌花枝基部5～15cm之间无伤疤光滑处用刮铲刮去老皮，露出新皮，然后选用钻孔注药一体机进行钻孔和注液；

6）花枝的水培管理：将注射营养液的雌花枝继续放置于水培容器中进行水培，初期室内温度保持在白天20℃左右，夜间不低于5℃,每2～3d换1次水；后期温度升高,可1～2d换1次水；换水时冲洗枝条切口,以免其分泌的粘液影响水分吸收；如果枝条下端切口已变色甚至腐烂,应及时进行修剪，对水培容器也要清洗干净；同时对水培液每天通氧气1次，保证水内有足够的氧气；

7）花粉的采集与授粉：待雄花序下端有少量的小花成熟散粉时，将干净白纸或亚硫酸纸铺于水培容器下，让花粉散落于纸上，整个雄花序全部成熟散粉时，将花序采下，放于筛子中，筛除花序上的苞片等杂物以防混在花粉中；每天用手轻轻抖动花序，2～3d后，用干净的白纸或亚硫酸纸将收集的花粉包起，放于干燥器中，5℃左右低温保存；当雌花柱头呈晶莹透亮且有分泌汁液时，开始授粉；

8）授粉后的管理：授粉后要注意勤换水，最好每天一次，如果用自来水，应预先在室内放置12h后再用，室内温度控制在22～25℃，相对湿度初期不低于80%，后期不低于50%；授粉后，将枝条下部的叶芽全部摘除，保留几个顶端的叶芽，待展叶后去掉生长点，保留其蒸腾拉力又不过多消耗养分；

9）果实采收：当蒴果开始由绿变黄时，将其套上小纸袋，防止果实成熟后带绒毛的种子飞散；待蒴果全部张开后，取下装有种子的纸袋，用尖头镊子取出种子，按杂交组合分别放置。

2.根据权利要求1所述的一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，其特征在于，步骤2）中在雄花枝的顶端保留2～3个叶芽,其余下部叶芽全部抹掉，雌花枝保留其全部花芽及叶芽。

3.根据权利要求1所述的一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，其特征在于，步骤3）中配制营养液的水为经过磁化处理的纯净水。

4.根据权利要求1所述的一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，其特征在于，选用钻孔注药一体机进行钻孔和注液时，先用钻头在枝干上钻孔，钻孔的大小约为枝干直径的1/5，钻头与树干保持40～45°角向下倾斜钻孔，深度约为该处直径的1/3～1/2，将对应口径的针头旋进注孔拧紧，高压注入配制的营养液，注射完后，等待3～5min后无营养液渗出时，再取下注射针头，然后在枝条注孔上端2～3cm处剪除其以下部分枝，用滤纸擦除枝条上滞留的营养液。

5.根据权利要求4所述的一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，其特征在于，营养液的注射量依据枝条的粗度,每厘米直径用量以5～7ml为宜；压力控制在1.5～2.5MPa。

6.根据权利要求1所述的一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，其特征在于，授粉过程中，用毛笔蘸少量花粉轻轻抖动洒在柱头上，授粉时毛笔不能触及蛀头，授粉量不宜过多，用放大镜观察授粉的柱头上均匀密布花粉即可，应注意同一雌花序各部分都要授到花粉，由于雌花序各小花开放不一致，可连续授粉2～3d。

7.根据权利要求1所述的一种提高杨树切枝水培杂交育种种子结实率和质量的方法，其特征在于，步骤8）中雌花枝顶端保留叶芽数量为3～5个。