CN110249999B - 一种提高甘薯有性杂交效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高甘薯有性杂交效率的方法，包括以下步骤：A、在室外构建杂交棚，杂交棚上设置自动开合的遮阳机构；B、在杂交棚内构件杂交池，杂交池内填满土，并施用含氮量≥20.5％的化肥，浇水造墒；C、准备杂交所用的亲本品种，种在杂交池内，相邻两排薯苗间距0.8‑1.0m，每排薯苗之间间隔20‑30cm，进行短日照诱导处理，进入盛花期；D、进入盛花期后，延长光照时间0.3‑1h，采用人工或虫媒进行授粉，并采用激素对授粉后的子房外部进行涂抹；E、待种子成熟并待花柄完全变干后，将种子收获，本发明通过对各步骤的细节进行科学把控，采用无需嫁接的杂交方式，打破技术偏见，大大提高杂交成功率。

Description

一种提高甘薯有性杂交效率的方法
技术领域
本发明属于作物育种技术领域，涉及一种甘薯杂交的方法，具体地说是一种提高甘薯有性杂交效率的方法。
背景技术
有性杂交是培育甘薯新品种的重要途径之一。甘薯属于短日照块根作物。在温带由于生殖生长期间日照长，大多数品种需要通过嫁接不结块根的近缘植物和短日照处理等诱导甘薯开花。但是大多数甘薯品种不能在我国中部和北方省份的自然条件下开花。常规杂交一般在南方海南、三亚等地进行，或者在北方利用暗室对甘薯进行短日照诱导开花进行杂交。对于北方的育种者来说，去南方育种不仅操作不方便，而且加大了育种成本，而若在北方常规的甘薯杂交方式是将要进行杂交的甘薯品种作为接穗，以大牵牛、日本牵牛、莺萝等为砧木，利用劈接法进行嫁接，待嫁接成活后移入杂交盆，通过将杂交盆在暗室与室外进行移动，从而控制日照时间，进行8h短日照光周期处理，由暗室搬进搬出的工作量大，且嫁接操作存在以下缺点：(1)杂交前需要选择无膨大根且与甘薯嫁接亲和性好的植物作为嫁接砧木，这样就需要对用作嫁接的砧木，提前培养，费时费力，增加杂交前的环节，而且亲和性不好的砧木，会使嫁接失败；(2)甘薯嫁接具有一定技术性，如果操作不当，会使甘薯资源材料嫁接到砧木上之后生长停滞甚至干枯死亡，浪费了很多的人力和财力，影响甘薯的成活率，存在一定风险；(3)需杂交的品种嫁接到砧木上后至其成活，需要一定时间，大概10-15天左右，延长整个杂交过程时间；(4)杂交时需要考虑杂交品种的花期，因此可能需要对不同品种进行多次嫁接，比较繁琐；另外需要考虑砧木对光的敏感性，敏感性差的砧木可能使作为接穗的甘薯不开花，或花期延迟。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高甘薯有性杂交效率的方法，省去了嫁接操作，减少杂交工作量，提高杂交甘薯的成活率及工作效率。
本发明采用的技术方案是：
一种提高甘薯有性杂交效率的方法，关键在于，该方法包括以下步骤：
A、在室外构建杂交棚，杂交棚上设置自动开合的遮阳机构；
B、在杂交棚内构建杂交池，杂交池内填土，并施用含氮量≥20.5％的化肥，化肥施用量为0.8-1.2kg/m2，将化肥与土壤混合好后进行浇水造墒，使土壤深度15-25cm处含水量达70-85％；
C、准备杂交所用的亲本品种，于5月上旬将所选亲本品种的薯苗种在杂交池内，相邻两排薯苗间距0.8-1.0m，每排薯苗之间间隔20-30cm，浇水，12-16天后进行为期45-55天的8h短日照诱导处理，进入盛花期；
D、进入盛花期后，延长光照时间0.3-1h，采用人工或虫媒进行授粉，并采用90-110mg/L的赤霉素和40-60mg/L的6-苄氨基嘌呤对授粉后的子房外部进行涂抹，连续8-12天；
E、授粉后，子房逐渐膨大，种子成熟后，将种子收获。
步骤B中，施用的化肥为化肥硫酸铵。
步骤C中，浇水分为连续两次浇水，每次浇水量为400-500ml/棵。
步骤C中，短日照时间段为8:30-16:30。
步骤D中，采用人工授粉，人为将亲本品种分为母本、父本，每天下午对母本进行去雄套袋，次日上午，用父本的花粉对母本进行授粉，授粉后封闭花冠并在花柄上进行标记。
步骤D中，延长光照时间为0.5h，光照时间段为8:00-16:30。
步骤E中，种子成熟过程中，若最低气温降至8-12℃时，则在杂交棚上铺设保温层。
所述的遮阳机构包括设置于杂交棚上的驱动单元、轨道、设置于轨道上的行走小车及遮阳网，遮阳网两端分别与杂交棚、行走小车连接并借助行走小车具有开合自由度，所述的遮阳网为6针或8针双层遮阳网。
所述的杂交池入土深5-8cm、高出地面30-35cm，相邻两杂交池之间间距为80-90cm。
本发明的有益效果是：
(1)、减少杂交工作量，无需嫁接操作，不用对嫁接砧木进行提前培养；
(2)、减少嫁接环节，避免了因为操作不当导致杂交甘薯资源死亡、开花数少、结实少等问题，从而提高工作效率；
(3)、杂交棚建在室外，利于通风，提高短日照处理的便利性；
(4)、通过高水肥调控，促进地上部植株生长，使大量营养向地上部运输，防止结薯，从而促进花芽分化，保证甘薯的结实率；
本发明通过对各步骤的细节进行科学把控，采用无需嫁接的杂交方式，打破技术偏见，大大提高杂交成功率。
附图说明
图1是杂交棚的结构示意图；
图2是图1中局部A的放大图；
图3是实施例2中各亲本在杂交池中的种植状态的示意图；
附图中，1、杂交棚，2、杂交池，3、轨道，4、行走小车，5、遮阳网,6、驱动单元。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1，一种提高甘薯有性杂交效率的方法，该方法采用定向杂交，包括以下步骤：
A、在室外构建杂交棚1，如图1-2所示，杂交棚1的棚长23-24m，宽5.5-6.0m，高2.3-2.5m，杂交棚1上设置自动开合的遮阳机构；遮阳机构包括设置于杂交棚1上驱动单元6、轨道3、设置于轨道3上的行走小车4及遮阳网5，遮阳网5覆盖在杂交棚1的上端，且遮阳网5的两侧沿杂交棚1的左右两侧下落对杂交棚1的两侧进行覆盖；遮阳网5两端分别与杂交棚1、行走小车4固定连接，驱动单元驱动行走小车4在杂交棚1上往复行走，遮阳网5借助行走小车4实现开合；所述的遮阳网5为6针或8针双层遮阳网，其中轨道3沿杂交棚1的长方向分别在杂交棚1两侧及中间设置，对行走小车4形成支撑导向，驱动单元为驱动电机，驱动电机的输出端连接有绕线辊，绕线辊上设置有与行走小车4固定连接的钢丝绳，杂交棚1上与驱动电机对称的一端设置有定滑轮，钢丝绳绕过定滑轮与绕线辊连接并缠绕在绕线辊上，遮阳网5与杂交棚1等宽，通过驱动电机驱动行走小车4沿轨道3上往复移动来控制遮阳网5的开合，从而控制每天的日照时间，无需人工搬运杂交盆，减轻人力劳动强度，在自然条件下棚内通风性好，能够降温，避免7-8月高温季节杂交棚1内闷热，有利于花芽分化生长；遮阳网5覆盖在杂交棚1的外侧，杂交棚1上端及两侧分别沿杂交棚1的长方向设置有一组钢丝，对遮阳网5进行支撑，防止遮阳网5塌陷；杂交棚1前、后两端分别竖向设置端部遮阳网，杂交棚1上设置有与端部遮阳网配套的滑轨，端部遮阳网在滑轨上滑移实现杂交棚1前、后两端的开合；
B、在杂交棚1内以3.0cm厚的木板构建杂交池2，木板在地面以下入土深5-8cm，地面以上高30-35cm，杂交池2长10.5-11.0m，宽1.8-2.0m，高30-35cm，与杂交棚1相邻的杂交池2距杂交棚1的棚壁50-60cm，相邻两杂交池2之间间隔80-90cm，杂交池2内填满土，并施用氮肥占比大的化肥硫酸铵(含氮量≥20.5％)，化肥施用量为0.8-1.2kg/m2，将化肥与土壤混合好后进行浇水造墒，使土壤深度15-25cm含水量达70-85％；
C、浇水后3-5天之内，于5月5日左右进行薯苗栽种，以166-7和冀粉1号作为杂交所用的亲本品种，将所选亲本品种的薯苗种在杂交池2内，杂交池2内种两排薯苗，薯苗的栽植采用直栽，两排薯苗分别为166-7、冀粉1号，且166-7、冀粉1号分别种20棵，两排薯苗间距0.8-1.0m，每排薯苗中的苗间距为25cm，栽种薯苗时连续浇两次水，每次浇水量为400-500ml/棵，14天后进行每天8h短日照诱导处理，日照时间为每天的8：30-16:30，其余时间拉上遮阳网避光，短日照45-55天时，于7月10日左右，薯苗进入盛花期；
D、将166-7作为母本、冀粉1号作为父本，进入盛花期后，每天下午对母本166-7进行去雄套袋，次日上午的8：00-10：30之间，用父本冀粉1号的花粉对166-7进行授粉，授粉后用曲别针封闭花冠，防止虫媒传粉，并在花柄上绑绳标记为人工授粉，166-7共授粉2355朵花，为增加结实率，用脱脂棉球分别蘸取100mg/L的赤霉素和50mg/L的6-苄氨基嘌呤对授粉后的子房外部进行涂抹，连续10天，提高坐果率；进入盛花期后甘薯对光照时间敏感度降低并且每天8：00就要进行杂交，因此调整光照时间为每天的8：00-16：30；进一步的，为了获得大量的杂交种子，授粉最晚可做到9月20日左右(日最低气温降到15℃时)；
E、授粉后，子房在15天左右开始膨大，45-55天时种子成熟，待花柄完全变干后，即可收获种子，每朵花结1-3粒种子，当日最低气温降到8-12℃，优选10℃时，为防止温度过低影响种子成熟度，在杂交棚上扣层塑料布进行保温；共收获2052粒种子。
统计薯苗成活率、开花数、杂交数、结实率；对收获的种子进行萌芽试验，具体操作为：将收获的种子用浓硫酸浸泡40min后，冲掉附着在种子表面的硫酸，然后放入铺有两层滤纸的培养盒中，并加入灭菌水，加水量以刚浸没种子为宜，在27℃黑暗培养箱中培养24h统计萌芽率；统计结果见表1。
表1实施例1的不嫁接杂交试验统计结果
Figure BDA0002141367720000061
对比实施例1
采用166-7作为母本、冀粉1号作为父本，以大牵牛为砧木，对166-7和冀粉1号进行嫁接，采用人工授粉的方法进行杂交，与实施例1选择同一年份，4月20日将大牵牛种入杂交池中，5月5日将166-7和冀粉1号嫁接到大牵牛上，与不嫁接的处理同时进行短日照处理诱导166-7和冀粉1号开花，统计不嫁接处理的薯苗成活率、开花数、杂交数、结实率和萌芽率，开花数统计至8月15日。统计结果见表2。
表2对比实施例1的嫁接杂交试验统计结果
Figure BDA0002141367720000071
结果表明，在相同的种植时间中，实施例1中不嫁接处理的甘薯成活率和开花数均高于现有技术(对比实施例1)中嫁接处理的甘薯成活率和开花数，且由于现有技术进行了嫁接处理，嫁接后的166-7的花期比不嫁接的晚4-6天，且萌芽率低于实施例1不嫁接获得种子的萌芽率。
实施例2，一种提高甘薯有性杂交效率的方法，实施例2与实施例1的不同之处在于该方法采用非定向杂交，采用多个鲜食型甘薯品种种植在一起，亲本品种分别选用苏薯16、普薯32、胜利百号、安纳芋，步骤B杂交池2中每排均种苏薯16、普薯32、胜利百号、安纳芋，每个品种10棵，两排交错种植，如图3所示；
实施例2中步骤D授粉方式采用蜜蜂授粉，最终以苏薯16为母本收获种子1340粒，以普薯32为母本收获种子960粒，以安纳芋为母本收获种子880粒，以胜利百号为母本收获种子640粒。
统计薯苗成活率、开花数、杂交数、结实率；对收获的种子进行萌芽试验，具体操作为：将收获的种子用浓硫酸浸泡40min后，冲掉附着在种子表面的硫酸，然后放入铺有两层滤纸的培养盒中，并加入灭菌水，加水量以刚浸没种子为宜，在27℃黑暗培养箱中培养24h统计萌芽率；统计结果见表3。
表3实施例2的不嫁接杂交试验统计结果
Figure BDA0002141367720000072
Figure BDA0002141367720000081
对比实施例2，以大牵牛为砧木，同样选用苏薯16、普薯32、胜利百号、安纳芋为接穗进行嫁接，采用蜜蜂授粉的方法进行杂交，与实施例2选择同一年份，4月20日将大牵牛种入杂交池中，5月5日将苏薯16、普薯32、胜利百号、安纳芋嫁接到大牵牛上，并与不嫁接的同时进行短日照处理诱导苏薯16、普薯32、胜利百号、安纳芋开花，由于是通过蜜蜂自然授粉，统计了苏薯16、普薯32、胜利百号、安纳芋不嫁接处理的薯苗成活率、开花数、结实率和萌芽率，开花数统计至8月15日。统计结果见表4。
表4对比实施例2的嫁接杂交试验统计结果
Figure BDA0002141367720000082
结果表明，在相同的种植时间中，实施例2中不嫁接处理的甘薯成活率和开花数均高于现有技术(对比实施例2)中嫁接处理的甘薯成活率和开花数，嫁接后的苏薯16、普薯32、胜利百号、安纳芋的花期均比不嫁接的晚。
实施例3与实施例1的不同之处在于，是以苏薯16和名门金石为亲本，用蜜蜂等昆虫媒介进行自然杂交，5月5日在杂交池2内种两排薯苗，每排薯苗分别为苏薯16、名门金石，且苏薯16、名门金石分别种20棵，共设置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3组，三次重复，统计苏薯16、名门金石的成活率，通过短日照处理诱导苏薯16和名门金石开花，统计开花数至8月15日，统计结果见表5。
表5实施例3的不嫁接杂交试验统计结果
Figure BDA0002141367720000091
对比实施例3，用苏薯16和名门金石为亲本，用蜜蜂等昆虫媒介进行自然杂交，与实施例3选择同一年份，以大牵牛为砧木，于4月20日种入杂交池中，5月5日，将待嫁接的苏薯16和名门金石嫁接到大牵牛上，统计苏薯16和名门金石的成活率，并通过短日照处理诱导苏薯16和名门金石开花，统计开花数至8月15日，统计结果见表6。
表6对比实施例3的嫁接杂交试验统计结果
杂交品种 种植棵数 成活棵数 成活率(％) 平均开花数/棵
苏薯16—Ⅰ 20 17 85 145
名门金石—Ⅰ 20 16 80 138
苏薯16—Ⅱ 20 14 70 146
名门金石—Ⅱ 20 15 75 140
苏薯16—Ⅲ 20 16 80 141
名门金石—Ⅲ 20 17 85 137
可见，在相同的种植时间中，不嫁接处理的甘薯成活率和开花数均高于现有技术中嫁接处理的甘薯成活率和开花数。

Claims (9)

1.一种提高甘薯有性杂交效率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、在室外构建杂交棚(1)，杂交棚(1)上设置自动开合的遮阳机构；
B、在杂交棚(1)内构建杂交池(2)，杂交池(2)内填土，并施用含氮量≥20.5％的化肥，化肥施用量为0.8-1.2kg/m2，将化肥与土壤混合好后进行浇水造墒，使土壤深度15-25cm处含水量达70-85％；
C、准备杂交所用的亲本品种，于5月上旬将所选亲本品种的薯苗种在杂交池(2)内，相邻两排薯苗间距0.8-1.0m，每排薯苗之间间隔20-30cm，浇水，12-16天后进行为期45-55天的8h短日照诱导处理，进入盛花期；
D、进入盛花期后，延长光照时间0.3-1h，采用人工或虫媒进行授粉，并采用90-110mg/L的赤霉素和40-60mg/L的6-苄氨基嘌呤对授粉后的子房外部进行涂抹，连续8-12天；
E、授粉后，子房逐渐膨大，种子成熟后，将种子收获。
2.根据权利要求1所述的一种提高甘薯有性杂交效率的方法，其特征在于：步骤B中，施用的化肥为化肥硫酸铵。
3.根据权利要求1所述的一种提高甘薯有性杂交效率的方法，其特征在于：步骤C中，浇水分为连续两次浇水，每次浇水量为400-500ml/棵。
4.根据权利要求1所述的一种提高甘薯有性杂交效率的方法，其特征在于：步骤C中，短日照时间段为8:30-16:30。
5.根据权利要求1所述的一种提高甘薯有性杂交效率的方法，其特征在于：步骤D中，采用人工授粉，人为将亲本品种分为母本、父本，每天下午对母本进行去雄套袋，次日上午，用父本的花粉对母本进行授粉，授粉后封闭花冠并在花柄上进行标记。
6.根据权利要求1所述的一种提高甘薯有性杂交效率的方法，其特征在于：步骤D中，延长光照时间为0.5h，光照时间段为8:00-16:30。
7.根据权利要求1所述的一种提高甘薯有性杂交效率的方法，其特征在于：步骤E中，种子成熟过程中，若最低气温降至8-12℃时，则在杂交棚(1)上铺设保温层。
8.根据权利要求1所述的一种提高甘薯有性杂交效率的方法，其特征在于：所述的遮阳机构包括设置于杂交棚(1)上的驱动单元(6)、轨道(3)、设置于轨道(3)上的行走小车(4)及遮阳网(5)，遮阳网(5)两端分别与杂交棚(1)、行走小车(4)连接并借助行走小车(4)具有开合自由度，所述的遮阳网(5)为6针或8针双层遮阳网。
9.根据权利要求1所述的一种提高甘薯有性杂交效率的方法，其特征在于：所述的杂交池(2)入土深5-8cm、高出地面30-35cm，相邻两杂交池(2)之间间距为80-90cm。
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