CN112997625A - 一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法 - Google Patents

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吴自林
齐永文
陈兴龙
张南南
何慧仪
劳方业
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Abstract

本发明公开了一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法。本发明的方法包括如下步骤：将甘蔗裁切成蔗段，确保每一段含有至少一个健康芽眼，用石灰水浸泡，10‑12h后捞出，采用多菌灵溶液浸泡10‑15min，捞出沥干水分，按照芽眼朝上放入铺有30‑50目石英砂的育苗盘中育苗并记录甘蔗农艺性状，筛选出芽率高、苗期长势健壮的品种，去掉母茎，保留等量新根，芽眼朝上放入定植杯中并固定，培养，培养的甘蔗设置正常组和逆境处理组，记录农艺性状，筛选出耐逆境的甘蔗品种。本发明的方法一次培育实现两次筛选的目的，可筛选出不同优良品质的品种；水培培养过程中可设置不同的逆境处理，快速筛选耐逆境的壮苗品种。

Description

一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法
技术领域
本发明涉及甘蔗育苗技术领域，特别涉及一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法。
背景技术
甘蔗是我国最重要的糖料作物之一，在我国农业经济中占有重要地位。甘蔗育种中存在种苗用量多，体积大，不耐贮藏，选育时间长，人工成本高等问题。另外，甘蔗生长期长，养分吸收效率低，肥料投入高，也造成了一系列资料浪费和环境污染。现有的甘蔗育苗方法多为育苗壮苗，却不能筛选出甘蔗的优良品种。因此，发明人提出了一种筛选甘蔗优良品种的新方法。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法，具体包括如下步骤：
(1)裁切
将甘蔗裁切成蔗段，确保每一段含有至少一个健康芽眼；
步骤(1)中所述甘蔗为新采收的甘蔗。
步骤(1)中所述蔗段长度相同，为8-10cm。
步骤(1)中所述裁切为采用双轮切割。
(2)浸泡
将步骤(1)中所述蔗段用石灰水浸泡，10-12h后捞出；
步骤(2)中所述石灰水的浓度为质量体积比1-2％。
步骤(2)中所述浸泡是将蔗段全部浸没在石灰水中。
(3)灭菌
将步骤(2)中浸泡后的蔗段采用多菌灵溶液浸泡10-15min，捞出沥干水分；
步骤(2)中所述多菌灵溶液的浓度为质量体积比0.1-0.2％。
(4)育苗与筛选
将步骤(3)中灭菌后的蔗段按照芽眼朝上放入铺有30-50目石英砂的育苗盘中，将育苗盘浇透水，置于塑料拱棚中培养1周，从塑料拱棚中取出，酌情浇水，继续培养2周；上述育苗过程中每周观察记录计算甘蔗农艺性状数据，筛选出芽率高、苗期长势健壮的品种；
步骤(4)中所述筛选的参考公式：y＝f(A,B,C,D,E)，其中，A、B、C、D、E分别代表出芽率、叶片数、SPAD值、株高、茎径。
(5)移栽与筛选
将步骤(4)中培养后的生根带叶蔗段去掉母茎，保留等量新根，芽眼朝上放入定植杯中并固定，培养一个月；培养的甘蔗设置正常组和逆境处理组，每周观察记录农艺性状，测定基因表达情况筛选出耐逆境的甘蔗品种。
步骤(5)中所述定植杯底部放有棉条，以便前期甘蔗根系可吸收营养液。
步骤(5)中所述固定是采用陶粒固定。
步骤(5)中所述培养是采用管道水培装置进行培养，营养液为改良的华南农业大学叶菜B配方(1990)营养液，包括A液、B液和微量元素C液；具体组成如下：
表1：改良的华南农业大学叶菜B配方(1990)营养液中大量元素A液、B液
Figure BDA0002952493950000021
表2：微量元素C液配方
Figure BDA0002952493950000022
Figure BDA0002952493950000031
步骤(5)中所述基因根据逆境处理确定；当所述逆境处理组采用低氮处理，所述基因是指氮代谢相关基因AMT1.1、NRT1、NR1、NIR、GS1.1、GS2、Fd-GOGAT1和NADH-GOGAT；当所述逆境处理组采用干旱处理时，所述基因是指耐干旱相关基因CBF1、CBF2、CBF3、WCOR14、DREB2和CO1；当所述逆境处理组采用低温处理时，所述基因是指耐低温相关基因ACLA-1、EXPA1、AOC1、DREB2、NAC1和MYBAS1。
所述的逆境处理优选包括但不限于低氮处理、干旱处理和低温处理中的至少一种。
步骤(5)中所述筛选的参考公式：w＝f(B,C,D,E,X,Y,Z)，其中，B、C、D、E、X、Y、Z分别代表叶片数、SPAD值、株高、茎径、根表面积、根长、肥水利用效率。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、采用本发明的方法可以获得相同长度的含健康芽眼的蔗茎，保证甘蔗出芽条件一致，先经过苗期农艺性状调查筛选，快速获得出芽率高、长势好的优良品种，之后在管道水培中设置正常组和逆境组，根据生长前期的农艺性状和基因表达情况，快速获得耐逆境的优良品种，一次培育实现两次筛选的目的。
2、本发明是将至少含一个健康芽眼的甘蔗裁切成相同长度的蔗段作为蔗种，采用双轮切割，避免人工切割对芽眼造成的伤害和切割长度不可控制，方便移栽到定植杯，避免了二次裁切，省时省工。
3、本发明的蔗段在无营养成分的石英砂中生长三周，不施肥，营养全部来自蔗茎，此时观察测定不同甘蔗的芽率、叶片数、SPAD值、株高、茎径等指标，可快速筛选出苗期表现优异的品种。
附图说明
图1是甘蔗苗期根系扫描图；其中：图A为使用实施例1所述方法选育的甘蔗苗；图B为对比例3所述方法选育的甘蔗苗。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法，具体包括以下步骤：
(1)将新采收的甘蔗裁切成若干个8cm的蔗段，并确保每一段含有一个健康芽眼。健康芽眼蔗段是用切芽机切割的，其中切芽机为双轮切割，可自动调节切割轮间距，实现一刀能切出相同长度的含一个芽眼的蔗段。
(2)裁切后的甘蔗蔗段用2％(m/v)石灰水浸泡，确保甘蔗蔗段完全浸没在石灰水中，10小时后捞出备用。
(3)浸泡后的蔗段转移到0.1％(m/v)多菌灵溶液中，浸泡10分钟，直到种苗表面的病原菌杀死后捞出沥干水分。
(4)取一育苗盘，并铺上30目石英砂。将消毒后的蔗段按照芽眼朝上放入育苗盘，并将育苗盘浇透水，置入塑料小拱棚一周，后去掉塑料小拱棚，酌情浇水，继续培养2周；上述育苗过程中每周观察记录甘蔗农艺性状，记录3次。
(5)将育苗盘中的生根带叶蔗段去掉母茎，保留等量新根，将芽眼朝上放入定植杯底部，用陶粒固定，另外，定植杯底部放入棉条，以便前期甘蔗根系可吸收营养液。将定植杯并放入管道水培装置，以改良的华南农业大学叶菜B配方(1990)营养液(由A液、B液和微量元素C液配成而成；其中，A液为：Ca(NO3)2·4H2O 590mg/L、KNO3 253mg/L；B液为：KH2PO468mg/L、MgSO4 120.5mg/L；微量元素C液为：乙二胺四乙酸铁钠EDTA-FeNa 21.37mg/L、硼酸2.86mg/L、一水硫酸锰1.54mg/L、七水硫酸锌0.22mg/L、五水硫酸铜0.08mg/L和四水钼酸铵0.02mg/L。)培养一个月。管道水培的甘蔗设置正常组和低氮处理逆境组，如下表3，每周获取农艺性状，测定氮代谢相关基因AMT1.1、NRT1、NR1、NIR、GS1.1、GS2、Fd-GOGAT1和NADH-GOGAT表达情况。
表3不同氮浓度营养液配方(mg/L)
Figure BDA0002952493950000041
(6)根据步骤(4)的农艺性状数据筛选出芽率高、苗期长势健壮的甘蔗品种；参考公式：y＝f(A,B,C,D,E)，其中，运算公式中A、B、C、D、E分别代表出芽率、叶片数、SPAD值、株高、茎径。
(7)根据步骤(5)观察管道水培获得的数据筛选出耐逆境的甘蔗品种，参考公式：w＝f(B,C,D,E,X,Y,Z)，其中运算公式中B、C、D、E、X、Y、Z分别代表叶片数、SPAD值、株高、茎径、根表面积、根长、肥水利用效率。
对比例1：步骤(4)的育苗处理选择疏松、细碎、平整的土壤作为苗床，施足腐熟有机肥的常规育苗方法，其他过程同实施例1。
对比例2：步骤(4)育苗后移栽到土壤中设置正常处理和低氮处理，其他过程同实施例1。
对比例3：步骤(5)的水培营养液配方为霍格兰配方(出自：刘士哲，现代实用无土栽培技术，中国农业出版社)，其他过程同实施例1。
筛选结果如下：
表4甘蔗品种筛选结果
处理 第一次筛选效果 第一次筛选时间 第二次筛选效果 第二次筛选时间
实施例1 佳 短 佳 短
对比例1 差 长 佳 短
对比例2 佳 短 差 长
对比例3 佳 短 差 长
通过以上实施例和对比例可知，本发明的方法可以同时实现两次筛选优质品种的目的，且用时短、效果佳，而常规育苗、育苗后移栽到土壤和更换其他的营养液配方均不能达到这样的目的。
实施例2
一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法，具体包括以下步骤：
(1)将新采收的甘蔗裁切成若干个9cm的蔗段，并确保每一段含有一个健康芽眼。健康芽眼蔗段是用切芽机切割的，其中切芽机为双轮切割，可自动调节切割轮间距，实现一刀能切出相同长度的含一个芽眼的蔗段。
(2)裁切后的甘蔗蔗段用1％(m/v)石灰水浸泡，确保甘蔗蔗段完全浸没在石灰水中，12小时后捞出备用。
(3)浸泡后的蔗段转移到0.2％(m/v)多菌灵溶液中，浸泡15分钟，直到种苗表面的病原菌杀死后捞出沥干水分。
(4)取一育苗盘，并铺上40目石英砂。将消毒后的蔗段按照芽眼朝上放入育苗盘，并将育苗盘浇透水，置入塑料小拱棚一周，后去掉塑料小拱棚，酌情浇水，继续培养2周；上述育苗过程中每周观察记录甘蔗农艺性状，记录3次。
(5)将育苗盘中的生根带叶蔗段去掉母茎，保留等量新根，将芽眼朝上放入定植杯底部，用陶粒固定。另外，定植杯底部放入棉条，以便前期甘蔗根系可吸收营养液。将定植杯并放入管道水培装置，以改良的华南农业大学叶菜B配方(1990)营养液(由A液、B液和微量元素C液配成而成；其中，A液为：Ca(NO3)2·4H2O 590mg/L、KNO3 253mg/L；B液为：KH2PO468mg/L、MgSO4 120.5mg/L；微量元素C液为：乙二胺四乙酸铁钠EDTA-FeNa 21.37mg/L、硼酸2.86mg/L、一水硫酸锰1.54mg/L、七水硫酸锌0.22mg/L、五水硫酸铜0.08mg/L和四水钼酸铵0.02mg/L。)培养一个月。管道水培的甘蔗设置环境温度为25℃正常组和环境温度为20℃低温处理组每周获取农艺性状，测定耐低温相关的基因ACLA-1、EXPA1、AOC1、DREB2、NAC1和MYBAS1表达情况。
(6)根据步骤(4)观察育苗获得数据筛选出芽率高、苗期长势健壮的甘蔗品种，参考公式：y＝f(A,B,C,D,E)，其中运算公式中A、B、C、D、E分别代表出芽率、叶片数、SPAD值、株高、茎径；
(7)根据步骤(5)观察管道水培获得数据筛选出耐低温的甘蔗品种，参考公式：w＝f(B,C,D,E,X,Y,Z)，其中运算公式中B、C、D、E、X、Y、Z分别代表叶片数、SPAD值、株高、茎径、根表面积、根长、肥水利用效率。
对比例4：步骤(1)中蔗段切为7.5cm，其他过程同实施例2。
对比例5：步骤(2)中蔗段用0.9％(m/v)石灰水浸泡，其他过程同实施例2。
对比例6：步骤(3)中蔗段用0.09％(m/v)多菌灵消毒，其他过程同实施例2。
对比例7：步骤(4)中育苗采用29目的石英砂，其他过程同实施例2。
筛选结果如下：
表5甘蔗品种筛选结果
Figure BDA0002952493950000061
Figure BDA0002952493950000071
通过以上实施例和对比例可知，本发明的方法可以同时实现两次筛选优质品种的目的，且用时短、效果佳，而蔗段长度、石灰水浓度、多菌灵浓度和石英砂目数不在发明范围内，均会降低品种筛选效果，且用时较长。
实施例3
一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法，具体包括以下步骤：
(1)将新采收的甘蔗裁切成若干个10cm的蔗段，并确保每一段含有一个健康芽眼。健康芽眼蔗段是用切芽机切割的，其中切芽机为双轮切割，可自动调节切割轮间距，实现一刀能切出相同长度的含一个芽眼的蔗段。
(2)裁切后的甘蔗蔗段用2％(m/v)石灰水浸泡，确保甘蔗蔗段完全浸没在石灰水中至少保证健康芽眼必须浸没在石灰水中，11小时后捞出备用。
(3)浸泡后的蔗段转移到0.15％(m/v)多菌灵溶液中，浸泡13分钟，直到种苗表面的病原菌杀死后捞出沥干水分。
(4)取一育苗盘，并铺上50目石英砂。将消毒后的蔗段按照芽眼朝上放入育苗盘，并将育苗盘浇透水，置入塑料小拱棚一周，后去掉塑料小拱棚，酌情浇水，继续培养2周；上述育苗过程中每周观察记录甘蔗农艺性状，记录3次。
(5)将育苗盘的生根带叶蔗段去掉母茎，保留等量新根，将芽眼朝上放入定植杯底部，用陶粒固定，另外，定植杯底部放入棉条，以便前期甘蔗根系可吸收营养液。将定植杯并放入管道水培装置，以改良的华南农业大学叶菜B配方(1990)营养液(由A液、B液和微量元素C液配成而成；其中，A液为：Ca(NO3)2·4H2O 590mg/L、KNO3 253mg/L；B液为：KH2PO4 68mg/L、MgSO4 120.5mg/L；微量元素C液为：乙二胺四乙酸铁钠EDTA-FeNa 21.37mg/L、硼酸2.86mg/L、一水硫酸锰1.54mg/L、七水硫酸锌0.22mg/L、五水硫酸铜0.08mg/L和四水钼酸铵0.02mg/L。)培养一个月，即为正常组。管道水培的甘蔗设置正常组和加入PEG6000(20％)模拟干旱处理组，每周获取农艺性状，测定耐干旱相关基因CBF1、CBF2、CBF3、WCOR14、DREB2和CO1表达情况。
(6)根据步骤(4)观察育苗获得数据筛选出芽率高、苗期长势健壮的甘蔗品种，参考公式：y＝f(A,B,C,D,E)，其中运算公式中A、B、C、D、E分别代表出芽率、叶片数、SPAD值、株高、茎径；
(7)根据步骤(5)观察管道水培获得数据筛选出耐逆境的甘蔗品种，参考公式：：w＝f(B,C,D,E,X,Y,Z)，其中运算公式中B、C、D、E、X、Y、Z分别代表叶片数、SPAD值、株高、茎径、根表面积、根长、肥水利用效率。
对比例8：步骤(2)中蔗段石灰水浸泡7h，其他过程同实施例3。
对比例9：步骤(3)中蔗段用多菌灵浸泡9.5min，其他过程同实施例3。
对比例10：步骤(4)中生根带叶蔗段移栽前不去母茎，其他过程同实施例3。
对比例11：步骤(5)中移栽时定植杯底部不放棉条，其他过程同实施例3。
筛选结果如下：
表6甘蔗品种筛选结果
处理 第一次筛选效果 第一次筛选时间 第二次筛选效果 第二次筛选时间
实施例3 佳 短 佳 短
对比例8 差 长 佳 短
对比例9 差 长 佳 短
对比例10 佳 短 差 长
对比例11 佳 短 差 长
通过以上实施例和对比例可知，本发明的方法可以同时实现两次筛选优质品种的目的，且用时短、效果佳、而当蔗段石灰水浸泡时间、多菌灵浸泡时间不在发明范围内，移栽时不去掉母茎和在定植杯放置棉条，均会降低品种筛选效果，延迟筛选时间。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芽眼育苗筛选甘蔗优良品种的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)裁切
将甘蔗裁切成蔗段，确保每一段含有至少一个健康芽眼；
(2)浸泡
将步骤(1)中所述蔗段用石灰水浸泡，10-12h后捞出；
(3)灭菌
将步骤(2)中浸泡后的蔗段采用多菌灵溶液浸泡10-15min，捞出沥干水分；
(4)育苗与筛选
将步骤(3)中灭菌后的蔗段按照芽眼朝上放入铺有30-50目石英砂的育苗盘中，将育苗盘浇透水，置于塑料拱棚中培养1周，从塑料拱棚中取出，酌情浇水，继续培养2周；上述育苗过程中每周观察记录计算甘蔗农艺性状数据，筛选出芽率高、苗期长势健壮的品种；
(5)移栽与筛选
将步骤(4)中培养后的生根带叶蔗段去掉母茎，保留等量新根，芽眼朝上放入定植杯中并固定，培养一个月；培养的甘蔗设置正常组和逆境处理组，每周观察记录农艺性状，测定基因表达情况筛选出耐逆境的甘蔗品种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述裁切为采用双轮切割。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(1)中所述蔗段长度相同，为8-10cm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(2)中所述石灰水的浓度为质量体积比1-2％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(2)中所述多菌灵溶液的浓度为质量体积比0.1-0.2％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(4)中所述筛选的参考公式：y＝f(A,B,C,D,E)，其中，A、B、C、D、E分别代表出芽率、叶片数、SPAD值、株高、茎径；
步骤(5)中所述筛选的参考公式：w＝f(B,C,D,E,X,Y,Z)，其中，B、C、D、E、X、Y、Z分别代表叶片数、SPAD值、株高、茎径、根表面积、根长、肥水利用效率。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(5)中所述基因根据逆境处理确定；当所述逆境处理组采用低氮处理，所述基因是指氮代谢相关基因AMT1.1、NRT1、NR1、NIR、GS1.1、GS2、d-GOGAT1和NADH-GOGAT；当所述逆境处理组采用干旱处理时，所述基因是指耐干旱相关基因CBF1、CBF2、CBF3、WCOR14、DREB2和CO1；当所述逆境处理组采用低温处理时，所述基因是指耐低温相关基因ACLA-1、EXPA1、AOC1、DREB2、NAC1和MYBAS1；
所述的逆境处理进一步包括但不限于低氮处理、干旱处理和低温处理中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(1)中所述甘蔗为新采收的甘蔗；
步骤(2)中所述浸泡是将蔗段全部浸没在石灰水中。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(5)中所述定植杯底部放有棉条；
步骤(5)中所述固定是采用陶粒固定。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(5)中所述培养是采用管道水培装置进行培养，营养液为改良的华南农业大学叶菜B配方(1990)营养液，包括A液、B液和微量元素C液；其中，A液为Ca(NO3)2·4H2O 413.3～649.4mg/L、KNO3 10.1～60.7mg/L；B液为KH2PO468mg/L、MgSO4 120.5mg/L；微量元素C液为乙二胺四乙酸铁钠EDTA-FeNa21.37mg/L、硼酸2.86mg/L、一水硫酸锰1.54mg/L、七水硫酸锌0.22mg/L、五水硫酸铜0.08mg/L和四水钼酸铵0.02mg/L。
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