CN111279917A - 一种野葱和栽培大葱雄性不育系的花期调控及应用方法 - Google Patents
一种野葱和栽培大葱雄性不育系的花期调控及应用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种野葱和栽培大葱雄性不育系的花期调控方法,花期调控方法主要包括育苗、低温春化和花期调控处理,在花期调控处理中,对野葱喷施赤霉素(GA3)溶液,对栽培大葱雄性不育系进行遮荫处理。本发明控制育苗条件,在野葱和栽培大葱雄性不育系经过冬季低温春化后,经过花期调控处理,可使大葱延缓开花、野葱提前开花,实现二者花期相遇,从而实现二者杂交,获得抗霜霉病、紫斑病和耐抽薹育种材料;本发明的技术方案还可在人工环境下缩短大葱的培育周期,野葱和栽培大葱雄性不育系不仅实现花期相遇,且一年内可实现2次及以上开花。
Description
技术领域
本发明属于植物栽培技术领域,具体涉及一种野葱和栽培大葱雄性不育系(BS022CMS)的花期调控及应用方法。
背景技术
大葱是我国重要的大宗蔬菜之一,在我国蔬菜出口贸易中占据重要地位。目前我国大葱生产用种以地方品种和部分日本大葱为主,但不论国产大葱品种还是引进的日本大葱品种生产中均不抗霜霉病、紫斑病等主要病害。生产上对于大葱的主要病害防控以化学防控为主,主要通过喷施烯酰吗啉、腐霉利、异菌脲等药剂实现生产目标,但大量的施用化学农药对大葱产品品质和食用安全造成不利影响。另外,我国生产用国产大葱品种普遍不耐抽薹,越冬低温春化后极易先期抽薹,造成大葱春季供应淡季。
而大葱野生种(野葱)是霜霉病、紫斑病的重要抗性资源,对上述2种病害属于高抗或免疫水平,不论西北高原野葱还是南方野葱均较我国普通大葱耐抽薹性能更强,因此,野生葱含有的霜霉病、紫斑病等抗病基因以及耐抽薹基因对栽培大葱品种改良具有重要作用。从育种角度,以普通优良大葱品种雄性不育系为母本,以野葱为父本,通过远缘杂交获得抗病、耐抽薹杂种F1,然后以不同类型优良大葱自交系为轮回亲本,通过回交渐渗方法筛选获得抗病、耐抽薹大葱雄性不育系,再通过优势杂交育种方法得到一代杂交种是大葱抗病、耐抽薹育种的可行技术途径,可有效提高现有品种抗病和耐抽薹水平,对栽培大葱新种质创制和新品种选育均据具有积极意义。
但是,野葱生物量或产量较低,且抽薹开花时间与栽培大葱差异较大,在北方地区春季或秋季露地播种,翌年春季抽薹开花时间为5月中旬,与普通栽培大葱花期差异20~30天,西北高原野葱则花期更晚。
目前露地种植野葱和栽培大葱杂交的最主要制约因素是二者花期不遇,即母本栽培大葱花期较早,而父本野葱花期较晚,较难获得高质量杂交种。因此通过调控野葱及大葱开花期,促进野葱早抽薹开花,栽培大葱则晚抽薹开花,实现二者花期可遇对于大葱优势杂交新品种选育具有重要意义。
当前关于大葱抽薹调控研究主要用于生产上防止先期抽薹,以免大葱未熟抽薹导致商品品质降低,影响生产效益和市场周年供应。高莉敏(2011)以章丘大葱为材料,研究了不同苗龄、不同积温条件下大葱抽薹的情况。发现,冬前活动积温为971℃(≥5℃)或777℃(≥10℃),有效积温为 616℃(≥5℃)或542℃(≥10℃)时,大葱达到抽薹临界生理苗龄(株高13. 8 cm,假茎直径0. 4 cm,叶片数2. 6叶)。达到此标准以上植株在经过470℃、221℃、103℃的0-10℃ 、0-7℃ 、0-5℃有效低温积温即可发生抽薹,植株生理苗龄越大,抽薹需要的低温积温越少。董殷鑫(2016)研究发现“鲁葱6号”大葱感应春化所需的临界苗态为50 天日历苗龄,3叶期,假茎粗2.17 mm;感应春化的最适宜温度为10/5℃;足够大的苗龄和适宜的春化温度条件下,需要15 d即可完成春化,进行花芽分化。但是针对不同品种,其春化所需要的植株苗龄、大小、春化温度和春化天数等均存在差异,本发明以野葱和日本大葱雄性不育系(BS022CMS)为材料,现有技术未有涉及。
现有技术主要致力于延迟大葱开花期,防止大葱先期抽薹影响产品供应,均未涉及野葱和大葱花期调控,并促其花期相遇,也并未通过野葱和栽培大葱雄性不育系杂交开展大葱的抗病、耐抽薹育种,本发明技术属于首创。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,对现有工艺进行进一步优化,本发明提供一种野葱和栽培大葱雄性不育系(BS022CMS)的花期调控及应用方法,以实现以下发明目的:
1、提前野葱抽薹开花,延后普通大葱开花,从而实现二者花期相遇;
2、通过杂交操作,获得同时具有抗病、耐抽薹且产量高的育种材料。
为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种野葱和栽培大葱雄性不育系的花期调控方法,其特征在于,包括育苗、低温春化和花期调控处理;
所述花期调控处理,包括对野葱喷施GA3溶液,对栽培大葱雄性不育系进行遮荫处理。
所述育苗,在低温春化前,植株均达到生理苗龄3叶以上,茎粗0.3cm以上;
所述GA3溶液,赤霉素与有机硅展着剂的质量比为1:2-2.5,赤霉素浓度为500-550mg/L;所述遮荫处理,光线透过率为50-60%,遮荫至植株开花后撤去;
优选地,赤霉素与有机硅展着剂的质量比为1:2,赤霉素浓度为500mg/L;所述遮荫处理,光线透过率为60%;
所述花期调控方法,包括应用于人工环境下野葱和普通大葱雄性不育系的花期调控;
所述育苗,野葱和栽培大葱雄性不育系均播种于穴盘草炭基质中,大葱雄性不育系播种时间比野葱播种时间晚58-62天,播种时间为2月下旬至7月;
优选地,大葱雄性不育系播种时间比野葱播种时间晚60天;
所述低温春化,还包括先对野葱植株喷施75-80mg/L ABA溶液,连喷2-3次;
优选地,野葱植株喷施75mg/L ABA溶液,连喷2次;
所述低温春化,光照培养箱设置条件为:昼/夜时间12h/12h,光照强度5000-5200lx,昼夜温度5-6℃/2-4℃,低温处理17-20天;
优选地,光照培养箱设置条件为:昼/夜时间12h/12h,光照强度5000lx,昼夜温度5℃/2℃,低温处理18天;
所述花期调控处理,光照培养箱条件为:昼夜时间14h/10h,光照强度5000-5200lx,昼夜温度25-26℃/16-18℃;
优选地,光照培养箱条件为:昼夜时间14h/10h,光照强度5000lx,昼夜温度25℃/18℃;
所述花期调控方法,还包括应用于自然条件下野葱和普通大葱雄性不育系的花期调控;
所述育苗,野葱和栽培大葱雄性不育系同时播种于穴盘草炭基质中,后定植于露地大田;
所述定植,栽培大葱雄性不育系定植行距70-80cm,株距3-5cm;野葱定植行距30-40cm,株距1-2cm;
优选地,栽培大葱雄性不育系定植行距70cm,株距3cm;野葱定植行距30cm,株距1cm;
所述穴盘草炭基质,草炭:珍珠岩:蛭石的体积比为1:1:1。
在大田自然环境条件下,控制育苗条件,在野葱和栽培大葱雄性不育系经过冬季低温春化后,经过花期调控处理,可使大葱延缓开花、野葱提前开花,实现二者花期相遇;
在光照培养箱条件下,通过一定时间的低温处理可使野葱和栽培大葱雄性不育系通过春化,在低温处理前喷施一定浓度ABA有助于野葱春化,开启花芽分化。通过春化处理后多次喷施一定浓度GA3可促使野葱提前开花,通过适度遮荫处理可使栽培大葱雄性不育系开花期延迟,从而实现野葱与大葱雄性不育系花期相遇;经上述处理和多次播种可实现野葱和大葱雄性不育系一年内2次以上开花,从而为一年多次杂交成为可能。
采用上述技术方案,本发明的有益效果为:
1、采用本发明花期调控方法,可使自然条件下野葱和栽培大葱雄性不育系实现花期相遇,从而使二者杂交成为可能;
2、采用本发明花期调控方法,可在人工环境下缩短大葱的培育周期,在光照培养箱条件下,使野葱和栽培大葱雄性不育系花期相遇,且一年内可实现2次及以上开花;
3、采用本发明花期调控方法,可以通过野葱与栽培大葱雄性不育系杂交获得抗霜霉病、紫斑病和耐抽薹育种材料,与母本栽培大葱雄性不育系相比,该杂种F1对霜霉病和紫斑病抗性增强,霜霉病和紫斑病病情指数分别下降14.19和9.37,抽薹延迟9天左右,从而达到了抗病、耐抽薹大葱种质创制的研究目标。
具体实施方式:
下面结合具体的实施例,进一步阐述本发明。
(一)野葱和栽培大葱雄性不育系的花期调控方法
实施例1一种野葱和栽培大葱雄性不育系的花期调控及应用方法
所述花期调控方法,应用于自然条件下野葱和普通大葱雄性不育系(BS022CMS)的花期调控,具体包括以下步骤:
1、播种
在塑料大棚环境下,于3月25日采用220孔穴盘草炭基质育苗,选择饱满整齐一致的野葱和栽培大葱雄性不育系(BS022CMS)种子同时播种,每穴播种1粒,播后管理同一般大田生产;
所述穴盘草炭基质,草炭:珍珠岩:蛭石的体积比为1:1:1;
2、育苗
6月20日将穴盘苗定植于露地大田,BS022CMS定植行距70cm,株距3cm;野葱定植行距30cm,株距1cm,定植后管理同一般大田生产;
所述育苗,植株苗龄3叶以上,茎粗0.3cm以上;
3、低温春化
到11月中旬野葱和大葱植株基本成熟并停止生长,达到感受低温春化的基本条件,越冬过程在自然条件下通过低温春化,完成花芽分化;
4、花期调控处理
翌年3月15日开始,植株返青,开始进行花期调控处理;
野葱每隔5天植株喷施 GA3溶液,连喷5次;
所述GA3溶液,赤霉素与有机硅展着剂的质量比为1:2;赤霉素浓度为500mg/L;即配制1L的GA3溶液,加入500mg赤霉素,1g有机硅展着剂;
BS022CMS植株上方用黑色遮阳网进行遮荫处理,开花后撤去遮阳网;
所述遮荫,光线透光率为60%,至植株开花后结束;
表1 自然条件下调控后野葱和BS022CMS花期比较
经上述处理,野葱可提前13天开花,BS022CMS可延迟开花4天左右;
经上述处理后野葱与BS022CMS花期基本一致,从而可以通过杂交获得优质种子。
5、授粉、种子播种
开花后以BS022CMS为母本,每天上午9:00-11:00以铅笔橡皮头蘸取野葱花粉给母本授粉或放养适量蜜蜂亦可完成授粉,种子发育成熟后采种,播种后长出植株即为杂种F1。
实施例2一种野葱和栽培大葱雄性不育系的花期调控及应用方法
所述花期调控方法,应用于人工环境下野葱和普通大葱雄性不育系(BS022CMS)的花期调控,具体包括以下步骤:
1、播种
于3月初在塑料大棚内采用220孔穴盘草炭基质播种野葱种子,穴播1粒,播后大约10天出苗;
野葱播后约60天,采用同样穴盘基质播种栽培大葱雄性不育系(BS022CMS)种子,穴播1粒,播后大约7天出苗;
所述穴盘草炭基质,草炭:珍珠岩:蛭石的体积比为1:1:1;
2、育苗
继续在穴盘基质中培养育苗,BS022CMS播后80天左右即可满足大葱感受低温春化的基本条件,此时,野葱幼苗苗龄140天左右,植株也可满足春化条件;
所述育苗,植株达到生理苗龄3叶以上,茎粗0.3cm以上;
3、低温春化
野葱播后130天,野葱植株每隔5天植株喷施ABA溶液,连喷2次;
所述ABA溶液,是脱落酸溶液,浓度为75mg/L;
后将野葱和BS022CMS一并转移置于GXZ型光照培养箱,二者感受低温通过春化,开启花芽分化和花发育进程;
所述光照培养箱,设置条件为:昼/夜时间12h/12h,光照强度5000lx,昼夜温度5℃/2℃,低温处理18天;
4、花期调控处理
低温春化处理结束后,从低温处理第19天开始,将光照培养箱条件恢复至:昼夜时间14h/10h,光照强度5000lx,昼夜温度25℃/18℃,在此条件下进行花期调控处理;
野葱每隔5天植株喷施500mg/L GA3溶液,连喷5次;
所述GA3溶液,赤霉素与有机硅展着剂的质量比为1:2.4;赤霉素浓度为500mg/L;配制1L的GA3溶液,加入500mg赤霉素,1.2g有机硅展着剂;
BS022CMS植株采用黑色遮阳网进行遮荫处理,开花后撤去遮阳网;
所述遮荫,光线透光率为60%,至植株开花后结束;
表2 人工环境下调控后野葱和BS022CMS花期比较
经花期调控处理后,野葱可于春化结束后35天左右开花,花期持续约4-5天;BS022CMS约33天开花,开花持续期约为8天。
5、授粉、种子播种
开花后以BS022CMS为母本,每天上午9:00-11:00以铅笔橡皮头蘸取野葱花粉给母本小花授粉,种子发育成熟后采种,播种后长出植株即为杂种F1。
自然条件下进行野葱和大葱花期调控和杂交一年只能进行1次,育种效率较低,采用人工环境,而如果在野葱和大葱达到一定生理年龄后在光照培养箱内通过低温春化,并进行花期调控则可实现一年错期播种多次开花并进行杂交操作。
(二)杂种F1耐抽薹性及对霜霉病、紫斑病抗性效果研究
自然条件下与光照培养箱条件下得到F1是相同的,经检测,基因序列相同。采摘野葱与BS022CMS远缘杂交获得的杂种F1种子,晒干后置于自封袋内,并放于冰柜冷冻保存,在实验室条件下,通过喷雾法鉴定杂交种F1、父本野葱和母本BS022耐抽薹性及其对霜霉病、紫斑病抗性,具体方法如下:
1、播种育苗和花期调查
在塑料大棚环境下,于3月25日采用220孔穴盘草炭基质(草炭:珍珠岩:蛭石=1:1:1)育苗,选择饱满整齐一致的杂种F1、野葱和BS022种子,每穴播种1粒,播后管理同一般大田。大葱穴盘苗长至3叶时进行抗病性鉴定。6月20日将穴盘苗定植于露地大田,BS022定植行距70cm,株距3cm;野葱定植行距30cm,株距1cm,杂种F1定植行距50cm,株距2cm。定植后管理同一般大田生产。翌年春天调查抽薹开花时间。
表3 杂种F1与母本(BS022CMS)、父本(野葱)抽薹、开花期比较
结果表明,杂种F1、母本BS022和父本野葱抽薹时间分别为4月28日、4月19日和5月9日,杂种F1抽薹期介于父母本之间,较母本延迟9天,较父本提前11天。三者的开花期分别为5月9日、5月1日和5月19日,杂种F1开花期较母本延迟8天,较父本提前10天。因此,野葱与栽培大葱杂交对于现有大葱品种耐抽薹性改良效果明显。
2、抗病性比较鉴定
2.1菌液制备与接种
从田间霜霉病、紫斑病发病大葱叶片采集霜霉病、紫斑病病菌孢子,并接种于PDA培养基,置于25℃恒温培养箱黑暗培养5天,用挑针挑取经培养基培养获得的病菌孢子至烧杯内,加入适量无菌水,再滴加Tween-20,将其浓度稳定在0.05%,配制成109cfu/mL病菌孢子悬浮液,供接种用;
2.2接种
大葱穴盘苗长至3叶期时,采用孢子喷雾的方法,将菌液均匀喷洒到野葱、BS022CMS以及杂种F1叶片,菌液布满叶片但不下滴,则视为接种完成;
2.3抗病性调查
然后将穴盘苗放于人工培养箱,设置昼夜时间14h/10h,光照5000Lx,昼夜温度25/18℃,相对湿度85%,接种后第7天上午10:00分别调查杂种F1、BS022CMS以及野葱霜霉病、紫斑病病情指数。
表4杂种F1与母本(BS022CMS)、父本(野葱)抗病性比较
结果表明,杂种F1、BS022以及野葱霜霉病病情指数分别为8.21、22.40和0,杂种F1霜霉病病情指数较母本降低14.19,较父本提高8.21。三者紫斑病病情指数分别为10.26、19.63和3.24,杂种F1紫斑病病情指数较母本降低9.37,较父本提高7.02。因此,杂种F1霜霉病、紫斑病抗性均显著高于母本,对于大葱抗病性提高作用明显。
进一步通过野葱与雄性不育系大葱杂交后代F1作为母本,普通大葱自交系作为轮回亲本进行5~6代回交转育和选择可获得抗霜霉病、紫斑病和耐抽薹大葱雄性不育系;或者通过野葱与栽培大葱杂交获得杂种F1,F1自交5~6代通过基因分离和重组也可获得具有一定霜霉病、紫斑病抗性和耐抽薹的自交系,从而为大葱抗霜霉病、紫斑病和耐抽薹优势育种提供抗性种质。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种野葱和栽培大葱雄性不育系的花期调控方法,其特征在于,包括育苗、低温春化和花期调控处理;
所述花期调控处理,包括对野葱喷施GA3溶液,对栽培大葱雄性不育系进行遮荫处理。
2.根据权利要求1所述的花期调控方法,其特征在于,所述育苗,在低温春化前,植株均达到生理苗龄3叶以上,茎粗0.3cm以上。
3.根据权利要求1所述的花期调控方法,其特征在于,所述GA3溶液,赤霉素与有机硅展着剂的质量比为1:2-2.5,赤霉素浓度为500-550mg/L;所述遮荫处理,光线透过率为50-60%,遮荫至植株开花后撤去。
4.根据权利要求1所述的花期调控方法,其特征在于,所述花期调控方法,包括应用于人工环境下野葱和普通大葱雄性不育系的花期调控;所述育苗,野葱和栽培大葱雄性不育系均播种于穴盘草炭基质中,大葱雄性不育系播种时间比野葱播种时间晚58-62天。
5.根据权利要求4所述的花期调控方法,其特征在于,所述低温春化,还包括先对野葱植株喷施75-80mg/L ABA溶液,连喷2-3次。
6.根据权利要求5所述的花期调控方法,其特征在于,所述低温春化,光照培养箱设置条件为:昼/夜时间12h/12h,光照强度5000-5200lx,昼夜温度5-6℃/2-4℃,低温处理17-20天。
7.根据权利要求6所述的花期调控方法,其特征在于,所述花期调控处理,光照培养箱条件为:昼夜时间14h/10h,光照强度5000-5200lx,昼夜温度25-26℃/16-18℃。
8.根据权利要求1所述的花期调控方法,其特征在于,所述花期调控方法,还包括应用于自然条件下野葱和普通大葱雄性不育系的花期调控;所述育苗,野葱和栽培大葱雄性不育系同时播种于穴盘草炭基质中,后定植于露地大田。
9.根据权利要求7所述的花期调控方法,其特征在于,所述定植,栽培大葱雄性不育系定植行距70-80cm,株距3-5cm;野葱定植行距30-40cm,株距1-2cm。
10.根据权利要求4-8所述的花期调控方法,其特征在于,所述穴盘草炭基质,草炭:珍珠岩:蛭石的体积比为1:1:1。
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