CN109076952A - 一种利用人工授粉技术生产魔芋有性种子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种利用人工授粉技术获得魔芋有性种子的方法。在花魔芋有性生长阶段，通过人工去除魔芋佛焰苞、雄蕊，伤口消毒，适时授粉，采用适当的避雨及遮阴措施，延长后熟时间等技术手段的实施，发挥每项技术步骤的有益效果，集成了一项人工授粉生产魔芋有性种子的技术方案，该方案与现有技术相比具有步骤简单、授粉结实率高、伤口消毒效果好，生长期间病害轻，有性种子成熟度好，种子萌发率高等优点。本发明能有效地解决当前魔芋有性繁殖中出现的病害重，植株长势弱，种子成熟度差，萌发率低等问题，推广利用性好。

Description

一种利用人工授粉技术生产魔芋有性种子的方法

技术领域

本发明涉及植物种子繁育技术领域，具体是涉及一种利用人工授粉技术生产魔芋有性种子的方法。

背景技术

魔芋又名蒟蒻，属天南星科魔芋属植物，主要分布在我国的云贵高原、秦巴山区、四川、湖北等西南山区。魔芋被联合国教科文组织誉为全球十大保健食品之一，是制作传统食品魔芋豆腐的原料，同时魔芋作为自然界中唯一能大量提供葡甘露聚糖的作物，在食品、医药、保健、工业等方面有广泛的用途。随着国际市场开发和国内市场的不断增大，近年来对魔芋的需求量不断增加，魔芋产业发展前景广阔。

魔芋通常用以块茎等无性器官进行繁殖，这种方式存在繁殖系数低下，土传病害严重，用种量巨大，难于保存、运输等问题。魔芋还可以通过有性方式进行繁殖，即植株开花结实获得有性种子，由于该方式有着繁殖系数大，种子数量多，生活力强，抗病强，易于保存运输等优点，近年来越来越受到魔芋种植者的重视。

魔芋为多年生草本植物，生长4-5年才能进入有性生长。魔芋属雌雄同株作物，其生殖器官包括佛焰苞、附属器、雄蕊和雌蕊四部分。但同一株魔芋的雄蕊和雌蕊成熟期不相同，雌蕊一般比雄蕊早成熟2-3天，当雌蕊成熟时，同株的雄蕊花粉未完全成熟，且此时佛焰苞未张开，又阻挡了外源的花粉，没有适合的花粉为其进行授粉；而待雄蕊花粉成熟时，雌蕊柱头又成熟过度，已错过了最佳授粉期，所以自然状态下魔芋的授粉结实率低下。在魔芋花期，由于佛焰苞包裹花器，植株通风透气性差，极易霉变进而引发病害。若在魔芋种子生长的关键期遇到连续阴雨的天气，也易引发病害发生，造成植株死苗或长势瘦弱，种子不能完全成熟或成熟度差。成熟度不够的种子，下一年的种子萌发率低下。

综上，魔芋的有性繁殖存在周期长、结实率低、病害高发，种子成熟度差，萌发率低等问题。我国魔芋科研工作者一般采用人工授粉来提高魔芋的柱头结实率，但对病害重，植株长势弱，种子成熟度差，萌发率低等问题则缺少行之有效的解决方法，而这些问题又限制了魔芋的有性繁殖规模化应用。

发明内容

为解决上述问题，获得成熟饱满的魔芋杂交种子。本发明提供如下技术方案：

一种基于人工授粉的魔芋杂交方法，其特征在于，包含以下步骤：

A、于晴天上午9：00-11：00之间，在魔芋单株佛焰苞半开，附属器产生露珠状分泌物，并散发出臭味时，用消毒刀片沿佛焰苞顶部垂直向下切割至底部，并继续顺着佛焰苞底部切割一周，去除魔芋单株的佛焰苞；

B、用消毒刀片继续沿着步骤A所述魔芋单株的雄蕊和雌蕊连接处平行切割，去除单株附属器和雄蕊；

C、 用一支消毒毛笔蘸取伤口消毒剂将步骤A,B所述魔芋单株的佛焰苞切口和雌蕊切口全部涂抹，完成伤口消毒；

D、将步骤B中所述的切割下的魔芋附属器和雄蕊用报纸包裹，置于干燥通风室内，静置2-3天，收集散落于报纸上的魔芋花粉于已消毒的玻璃瓶内，于0-4℃低温保存；

E、 按照步骤A,B,C所述方法对待授粉的魔芋单株进行相同处理，去除佛焰苞、雄蕊，保留植株的雌蕊并完成消毒；

F、 用已消毒的毛笔蘸取步骤D所收集的花粉，对步骤E所述的待授粉单株雌蕊柱头进行授粉，完成魔芋人工授粉；

G、 待步骤F所述授粉魔芋单株的浆果颜色转为桔红色，沿地表将植株整株割下，置于通风干燥室内阴干两周，脱去浆果果皮，得到成熟的魔芋种子。

上述步骤C所述的一种魔芋伤口消毒剂，其特征在于，200-400目的生石灰与72%农用链霉素的质量比为1:1。

在步骤A-F中使用的遮雨、遮阴设施，其特征在于，离地面2.5m以上的钢管大棚结构，在其顶棚覆盖能调整的遮雨、遮阴材料，遮雨、避阴材料下端离地1.5米，保持棚内四周通风透气。能在魔芋授粉期及生长期及时遮雨、遮阴。

本发明的有益效果是：①通过花粉收集保存，解决了雌、雄蕊花期不相遇，能保证在柱头成熟度最佳时期进行授粉，进一步提高了柱头的结实率，利于魔芋植株健康生长；②通过去除佛焰苞、雄蕊，减少了柱头霉变几率，降低植株病害发生，也利于植株将全部营养供应种子生长，种子生长良好。③通过切口消毒，降低了授粉过程中的创口感染，预防病害的发生。④在收集花粉和人工授粉时采用遮雨措施，预防雨水浸湿，保持了花粉生活力，提高结实率，减少病害发生：生长期利用遮阴措施，防高温，保证种子生长的适宜环境，利于种子生长。⑤收获后室内阴干两周，让种子继续后熟，提高了种子成熟度，从而提高种子萌发率，增强了种苗抗性。本技术发明与现有技术相比具有步骤简单、授粉结实率高、伤口消毒效果好，生长期间病害轻，种子饱满成熟，种子萌发率高等优点。

附图说明

图1 开花的魔芋；

图2 去雄、去佛焰苞的魔芋单株；

图3 散粉的魔芋雄蕊；

图4 人工授粉；

图5 消毒、授粉的魔芋单株；

图6 即收获的魔芋单株；

图7 魔芋有性种子的萌发。

具体实施方式

下面结合实施方式和实施例对本发明作进一步说明。

实施方式：

步骤1：在陕西省汉中市海拔750m以上的坡地，搭建高2.5米，长宽随地长的钢架大棚，其上安装可伸缩的遮阴网，能为魔芋有性种子生长提供遮阴环境，遮阴网在棚两边离地1.5米高，利于棚内通风透气。在魔芋授粉期的4-5月在遮阴网与大棚之间再加一层塑料薄膜，用于遮挡雨水，并于魔芋授粉结束的后收起。

步骤2：于2016年3月底，收集种龄4年或以上、花芽发育良好的本地花魔芋种，用2500倍农用链霉素和500倍甲基硫菌灵药剂对种芋进行表皮消毒，晒干表面后种植，种植时确保魔芋花芽芽头冒出地面，种植一周后，对每株魔芋再次喷施农用链霉素和甲基硫菌灵。

步骤3：于4月下旬至5月上旬，待收集花粉的魔芋单株佛焰苞半开，附属器上产生露珠状分泌物，并有臭味散发时，于晴天上午9：00-11：00之间，用已消毒的刀片沿佛焰苞顶部垂直向下切割至底部，并继续顺着佛焰苞底部切割一周，去除魔芋单株的佛焰苞；

步骤4：用已消毒的刀片沿着步骤3的魔芋单株的雄蕊和雌蕊连接处平行切割，去除其附属器及雄蕊；

步骤5：用已消毒毛笔蘸取魔芋伤口消毒剂对步骤3，4中的佛焰苞切口和雌蕊切口进行涂抹，完成切口消毒；

步骤6：将步骤4中切下的魔芋附属器及雄蕊用报纸包裹，置于干燥通风的室内，静置2-3天，收集散落于报纸上的魔芋花粉于已消毒的玻璃瓶内，0-4℃低温保存；

步骤7：按照步骤3,4,5所述方法对待授粉的魔芋单株进行相同处理，去除佛焰苞、雄蕊，并完成切口消毒；

步骤8：用已消毒的毛笔蘸取步骤6所收集到的花粉，对步骤7的待授粉魔芋单株雌蕊柱头进行授粉，完成魔芋的人工授粉；

步骤9：于8月初，待步骤8所述的授粉魔芋单株的浆果颜色转为桔红色时，沿地面将植株整株割下，置于通风干燥室内阴干两周，脱去浆果果皮，得到成熟的魔芋种子。

上述步骤5所述的魔芋伤口消毒剂，其特征在于：生石灰人工粉碎至200-400目，并与72%可湿性粉剂的农用链霉素按照质量比1:1搅拌均匀，随用随制，并保存于通风干燥处，防止生石灰吸水变潮，影响消毒效果。

上述步骤1所述的遮阳、遮雨设施，其特征在于：离地面2.5m以上的钢管大棚结构，在其顶棚覆盖能调整的遮雨、遮阴材料，遮雨、避阴材料下端离地1.5米，保持棚内四周通风透气。

实施例1

选用来自汉中市镇巴县的农家花魔芋，种芋质量500g左右，按照实施方式所述步骤1,2进行种植，按照步骤3,4去除雄蕊、佛焰苞，按照步骤5-8进行人工授粉和伤口消毒。以自然授粉的单株为对照，在魔芋种子收获前进行调查，经统计：人工授粉魔芋的柱头结实率为63.8%，而自然授粉结实率24.5%；人工授粉魔芋的病株率为8.0%，自然授粉魔芋的病株率为19.7%；人工授粉的有性种子单重平均为0.16g，自然授粉的有性种子单重平均为0.14g；人工授粉和自然授粉的有性种子萌发率分别为29.8%和18.3%。由此可见，通过这项技术方案完成授粉的魔芋有性繁殖在柱头结实率、种子单重等都优于自然授粉，明显降低了植株病株率。说明在适时授粉、防雨、阴干延长后熟时间等步骤的共同作用下，提高了魔芋结实率，增强了植株生长势，种子成熟饱满，萌发率高。

实施例2

实施例2与实施例1不同之处在于：只对魔芋授粉单株去除佛焰苞，不进行去除雄蕊和附属器处理，人工授粉后让其自然腐败脱落，与完全人工授粉植株做对照，调查发现结实率58.7%，病株率达15.6%，有性种子单重平均达0.14g。结果说明只去除佛焰苞后授粉的技术方案处理存在植株病害严重，结实率低，种子重量轻等问题。

实施例3

实施例3与实施了1不同之处在于：收获后直接脱去种皮，不经过阴干后熟处理，有性种子干燥后与实施例1的种子进行比较，统计发现：不经过后熟过程的种子粒小，种皮皱缩，形状不完整，利用清水进行水选时大部分种子浮在水面上，说明种子饱满度不够，浸泡催芽2-3天后易霉变，萌发率低。而实施例1的魔芋有性种子水选时大部分落入水底，说明种子饱满度好，种子经过浸泡催芽后一周后萌发，萌发率较高。说明方案中的阴干后熟处理，能提高有性种子的饱满程度，提高萌发率。

实施例4

实施例4与实施了1不同之处在于：2015年5月1至5日对魔芋植株进行工授粉期间，遇连续阴雨天气，没有使用遮雨措施，田间调查发现：遇雨的植株比晴天授粉植株结实率低，且大多数结实率较低的植株在生长半月后发病自然倒伏，没有生产出成熟饱满的有性种子。说明魔芋授粉时期的遮雨处理能较少病害发生，有利于有性种子生长和成熟。

实施例5

实施例5与实施例1不同之处在于：以种芋质量为350g汉中镇 巴县农家花魔芋种为母本，以为清江花魔芋为父本进行人工授粉，以 镇巴农家种内人工授粉为对照，调查杂交和自交后的植株结实情况， 统计见表1。

由表1可看出，利用该技术步骤为不同的花魔芋品种杂交授粉， 其杂交结实率、收获率与同一花魔芋种内的授粉结实率、病株率相当， 而杂交种子的重量大于自交种子重量。说明该技术方案也能用于不同 花魔芋品种间的杂交，是杂交选育花魔芋新品种的可用技术方案。

表1魔芋人工授粉与自然授粉效果比较

Claims (3)

1.一种基于人工授粉的魔芋杂交方法，其特征在于，包含以下步骤：

A、于晴天上午9：00-11：00之间，在魔芋单株佛焰苞半开，附属器产生露珠状分泌物，并散发出臭味时，用消毒刀片沿佛焰苞顶部垂直向下切割至底部，并继续顺着佛焰苞底部切割一周，去除魔芋单株的佛焰苞；

B、用消毒刀片继续沿着步骤A所述魔芋单株的雄蕊和雌蕊连接处平行切割，去除单株附属器和雄蕊；

C、用一支消毒毛笔蘸取伤口消毒剂将步骤A,B所述魔芋单株的佛焰苞切口和雌蕊切口全部涂抹，完成伤口消毒；

D、将步骤B中所述的切割下的魔芋附属器和雄蕊用报纸包裹，置于干燥通风的室内，静置2-3天，收集散落于报纸上的魔芋花粉于已消毒的玻璃瓶内，于0-4℃低温保存；

E、按照步骤A,B,C所述方法对待授粉的魔芋单株进行相同处理，去除佛焰苞、雄蕊，保留植株的雌蕊并完成消毒；

F、用已消毒的毛笔蘸取步骤D所收集的花粉，对步骤E所述的待授粉单株雌蕊柱头进行授粉，完成魔芋人工授粉；

G、待步骤F所述授粉魔芋单株的浆果颜色转为桔红色，沿地表将植株整株割下，置于通风干燥室内阴干两周，脱去浆果果皮，得到成熟的魔芋种子。

2.上述步骤C所述的一种魔芋伤口消毒剂，其特征在于，200-400目的生石灰：72%农用链霉素的质量比为1:1。

3.上述步骤A-F中所使用遮雨、遮阴设施，其特征在于，离地面2.5m以上的钢管大棚结构，在其顶棚覆盖能调整的遮雨、遮阴材料，遮雨、避阴材料下端离地1.5米，保持棚内四周通风透气，能在魔芋授粉期及种子生长期及时遮雨、遮阴。