CN113079996A - 一种高光效甘蔗选育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及C4高光效糖料作物的高产育种领域，具体公开一种高光效甘蔗选育方法，在实生苗定植到大田进入五圃制时，结合育种目标性状，在各阶段的成熟期，通过观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性，并计算蔗茎产量与生物产量的比值，在甘蔗成熟期，新植甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值大于82％，宿根甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值大于85％，以此判定得到各阶段的理想株型的甘蔗品种，本发明甘蔗理想株型的选择来实现植株对光、温、水等资源条件的高效利用，从而获得合理的甘蔗高产群体结构和较高的甘蔗经济产量。提高甘蔗选育效率，使选育的品种更能适应不同生态区位要求，更利用甘蔗品种的推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及C4高光效糖料作物的高产育种领域，具体涉及一种高光效甘蔗选育方法。
背景技术
作物的株型决定其受光水平、吸收水肥能力、抗逆能力等，进而决定其生物产量和经济产量。甘蔗是一种高光合效率的C4植物，生物产量较大。由于甘蔗生长期长、生物产量高，空间结构更加复杂，株型的表达时期界限不明显，株型的构成因子既互相影响又共同作用，因此，通过甘蔗理想株型的选择来实现植株对光、温、水等资源条件的高效利用，从而获得合理的甘蔗高产群体结构和较高的甘蔗经济产量。
现有技术在“五圃制”基础上进行甘蔗选育，选育目标性状为蔗茎产量、蔗糖分、纤维分、茎径、有效茎、株高、蒲心、脱叶性、57号毛群、侧芽、芽突起程度，以此方法选育的甘蔗品种大部分局域局限性，很多甘蔗品种在选育的地域内种植能达到目标产量和糖分要求，但是当甘蔗进入全国区试后，品种在不同地域试验后，甘蔗的产量、糖分、抗逆性、宿根性等性状表现与选育时不同，无法试验地域及气候的变化。且伴随蒲心，侧芽增生等。选育品种如果受地域影响表现的性状差异较大，将很难在全国进行推广种植，得不到蔗区糖厂和蔗农的认可。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种高光效甘蔗育种选择技术，按照本发明方法进行甘蔗育种，能大幅提高甘蔗选育效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高光效甘蔗选育方法，在实生苗定植到大田进入五圃制时，结合育种目标性状，在各阶段的成熟期，通过观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性，并计算蔗茎产量与生物产量的比值，在甘蔗成熟期，新植甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值大于82％，宿根甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值大于85％，以此判定得到各阶段的理想株型的甘蔗品种，观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性的阶段包括杂种圃、选种圃、鉴定圃和品比试验四个阶段。
新植甘蔗82％＝蔗茎产量/生物产量*100；
宿根甘蔗85％＝蔗茎产量/生物产量*100。
进一步地，判断叶片结构与空间分布的合理性，包括以下指标，正1叶至正7叶蔗叶颜色由青绿至浓绿，叶片着生角度为35°～40°，厚度适中，植株株型有较好的舒展度，于1/5处开始弯垂，叶片长度为叶鞘5倍以下，叶稍基部小于茎周长，或与茎周长相当，脱叶性中等以上，枯死老叶呈黄白色，无病斑，第1张完全叶至第4张完全叶的叶环距变化小，平均距离不小于10cm。
进一步地，判断蔗茎节结构与其空间合理性，包括以下指标，群体间蔗茎均匀、整齐，分蘖茎蔗茎大于或等于母茎，蔗茎直立，中大茎，基部粗大，节间均匀，节间长度12-15cm，宿根蔗茎长300cm，蜡粉发达，蔗芽无虫害、芽眼饱满，不易“树上发芽”，成熟期有2-3个“成熟节”。
本发明甘蔗理想株型的选择来实现植株对光、温、水等资源条件的高效利用，从而获得合理的甘蔗高产群体结构和较高的甘蔗经济产量。提高甘蔗选育效率，使选育的品种更能适应不同生态区位要求，更利用甘蔗品种的推广应用。
通过本发明的技术方案选育的甘蔗品种，在地域上没有局限性，更适合甘蔗品种在全国的推广，以此技术选育的柳城05-136在全国累积推广种植面积超过1100万亩，2017年和2018年的种植面积约占全国甘蔗种植总面积的9.9％和12.9％。2019年该品种在云南省推广面积达11万亩，2020年面积达25万亩。以此方法选育的柳城03-1137在云南蔗区的推广面积也在逐年上升，由2019年的8万亩到2020年的13万亩。且应用一种高光效甘蔗育种选择技术选育的甘蔗品种在甘蔗产量和糖分上均得到糖厂和蔗农的认可，成为当地的主栽品种。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种高光效甘蔗育种选择技术，包括以下选育步骤：
选取自然同一地块，实生苗定植到该地块进入“五圃制”育种之杂种圃，对其中多个不同品系材料结合育种目标性状，在成熟期通过观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性，并计算蔗茎产量与生物产量的比值，以此选育“杂种圃”中理想株型的甘蔗材料。理想株型是根据甘蔗根、茎、叶的长相和长势表现，选择态势良好的甘蔗新品(系)种，其关键为在蔗糖分符合要求的前提下，以对光照和水分的高效利用为核心，植株形态功能相符且与当地生态气候条件相适应。选育步骤如下：
(1)判断叶片结构与空间分布的合理性。通过观察正1叶至正7叶蔗叶颜色由浓绿至青绿，叶片着生角度为35°～40°，厚度适中，于1/5处开始弯垂，使植株株型有较好的展度。叶片长度为叶鞘5倍以下，叶稍基部与茎周长相当或略小，脱叶性中等以上即按照表2所标示的级别为中级以上。枯死老叶呈黄白色，无病斑。第1张完全叶至第4张完全叶的叶环距变化小，平均距离不小于10cm。
(2)判断蔗茎节结构与其空间合理性。通过观察群体间蔗茎均匀、整齐，分蘖茎蔗茎大于或等于母茎，蔗茎直立，中大茎，基部粗大，节间均匀，节间长度12cm，宿根蔗茎长300cm左右，蜡粉发达，蔗芽无虫害、芽眼饱满，不易“树上发芽”，成熟期有2-3个“成熟节”。
(3)计算蔗茎产量与生物产量的比值。在甘蔗成熟期，新植甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于82％，宿根甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于85％。
通过上述步骤选育“杂种圃”中理想株型的甘蔗材料。将选育出的甘蔗材料种植进入“选种圃”，对其中多个不同品系材料结合育种目标性状，在成熟期通过观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性，并计算蔗茎产量与生物产量的比值，以此选育“选种圃”中理想株型的甘蔗材料。选育步骤如下：
(1)判断叶片结构与空间分布的合理性。通过观察蔗叶颜色由浓绿至青绿，叶片着生角度为35°～40°，厚度适中，于1/5处开始弯垂，使植株株型有较好的展度。叶片长度为叶鞘5倍以下，叶稍基部与茎周长相当或略小，脱叶性中等以上。枯死老叶呈黄白色，无病斑。第1张完全叶至第4张完全叶的叶环距变化小，平均距离不小于10cm。
(2)判断蔗茎节结构与其空间合理性。通过观察群体间蔗茎均匀、整齐，分蘖茎蔗茎大于或等于母茎，蔗茎直立，中大茎，基部粗大，节间均匀，节间长度13cm，宿根蔗茎长300cm左右，蜡粉发达，蔗芽无虫害、芽眼饱满，不易“树上发芽”，成熟期有2-3个“成熟节”。
(3)计算蔗茎产量与生物产量的比值。在甘蔗成熟期，新植甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于82％，宿根甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于85％。
通过上述步骤选育“选种圃”中理想株型的甘蔗材料。将选育出的甘蔗材料种植进入“鉴定圃”，对其中多个不同品系材料结合育种目标性状，在成熟期通过观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性，并计算蔗茎产量与生物产量的比值，以此选育“鉴定圃”中理想株型的甘蔗材料。选育步骤如下：
(1)判断叶片结构与空间分布的合理性。通过观察蔗叶颜色由浓绿至青绿，叶片着生角度为35°～40°，厚度适中，于1/5处开始弯垂，使植株株型有较好的展度。叶片长度为叶鞘5倍以下，叶稍基部与茎周长相当或略小，脱叶性中等以上。枯死老叶呈黄白色，无病斑。第1张完全叶至第4张完全叶的叶环距变化小，平均距离不小于10cm。
(2)判断蔗茎节结构与其空间合理性。通过观察群体间蔗茎均匀、整齐，分蘖茎蔗茎大于或等于母茎，蔗茎直立，中大茎，基部粗大，节间均匀，节间长度14cm，宿根蔗茎长300cm左右，蜡粉发达，蔗芽无虫害、芽眼饱满，不易“树上发芽”，成熟期有2-3个“成熟节”。
(3)计算蔗茎产量与生物产量的比值。在甘蔗成熟期，新植甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于82％，宿根甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于85％。
通过上述步骤选育“鉴定圃”中理想株型的甘蔗材料。将选育出的甘蔗材料种植进行品比试验，对其中多个不同品系材料结合育种目标性状，在成熟期通过观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性，并计算蔗茎产量与生物产量的比值，以此选育品比试验中理想株型的甘蔗材料。选育步骤如下：
(1)判断叶片结构与空间分布的合理性。通过观察蔗叶颜色由浓绿至青绿，叶片着生角度为35°～40°，厚度适中，于1/5处开始弯垂，使植株株型有较好的展度。叶片长度为叶鞘5倍以下，叶稍基部与茎周长相当或略小，脱叶性中等以上。枯死老叶呈黄白色，无病斑。第1张完全叶至第4张完全叶的叶环距变化小，平均距离不小于10cm。
(2)判断蔗茎节结构与其空间合理性。通过观察群体间蔗茎均匀、整齐，分蘖茎蔗茎大于或等于母茎，蔗茎直立，中大茎，基部粗大，节间均匀，节间长度14cm，宿根蔗茎长300cm左右，蜡粉发达，蔗芽无虫害、芽眼饱满，不易“树上发芽”，成熟期有2-3个“成熟节”。
(3)计算蔗茎产量与生物产量的比值。在甘蔗成熟期，新植甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于82％，宿根甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于85％。
通过上述步骤选育品比试验中理想株型的甘蔗材料。将选育出的甘蔗材料种植进行区域化试验，对其中多个不同品系材料结合育种目标性状，在成熟期通过观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性，并计算蔗茎产量与生物产量的比值，以此选育区域化试验中理想株型的甘蔗材料。选育步骤如下：
(1)判断叶片结构与空间分布的合理性。通过观察蔗叶颜色由浓绿至青绿，叶片着生角度为35°～40°，厚度适中，于1/5处开始弯垂，使植株株型有较好的展度。叶片长度为叶鞘5倍以下，叶稍基部与茎周长相当或略小，脱叶性中等以上。枯死老叶呈黄白色，无病斑。第1张完全叶至第4张完全叶的叶环距变化小，平均距离不小于10cm。
(2)判断蔗茎节结构与其空间合理性。通过观察群体间蔗茎均匀、整齐，分蘖茎蔗茎大于或等于母茎，蔗茎直立，中大茎，基部粗大，节间均匀，节间长度15cm，宿根蔗茎长300cm左右，蜡粉发达，蔗芽无虫害、芽眼饱满，不易“树上发芽”，成熟期有2个“成熟节”。
(3)计算蔗茎产量与生物产量的比值。在甘蔗成熟期，新植甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于82％，宿根甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值应大于85％。
通过上述步骤选育区域化试验中理想株型的甘蔗材料即为高光效甘蔗选育品种(系)，在蔗糖分符合要求的前提下，其株型以对光照和水分的高效利用为核心，植株形态功能相符且与当地生态气候条件相适应。其选育的品种，在云南和广西甘蔗种植区进行推广种植，无地域局限，单茎重为2.25kg左右，每公顷产量达140t以上，该高光效甘蔗选育品种(系)实现植株对光、温、水等资源条件的高效利用，从而获得合理的甘蔗高产群体结构和较高的甘蔗经济产量。提高甘蔗选育效率，使选育的品种更能适应不同生态区位要求，更利用甘蔗品种的推广应用。
以下为不同指标下的具体实施例效果对比表，即在一个育种过程中杂种圃、选种圃、鉴定圃和品比试验四个阶段均满足单个实施例中的指标。
表1不同指标实施例和对比例效果对比表
通过以上实施例和对比例的对比可以看出，根据本发明选取的指标及参数设置，所育甘蔗品种，单茎重及产量显著提高，从而进一步的反应其高光效的性状特性，所以本发明提供的选育高光效甘蔗的技术方案，效果显著，操作便捷，便于大规模的推广使用。
表2甘蔗脱叶性的分级要求
| 等级 | 要求 |
| 自动落叶 | 90≤Y≤100 |
| 易 | 80≤Y≤90 |
| 中 | 60≤Y＜80 |
| 难 | 0≤Y＜60 |
Claims (3)
1.一种高光效甘蔗选育方法，其特征在于，在实生苗定植到大田进入五圃制时，结合育种目标性状，在各阶段的成熟期，通过观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性，并计算蔗茎产量与生物产量的比值，在甘蔗成熟期，新植甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值大于82％，宿根甘蔗蔗茎产量与生物产量的比值大于85％，以此判定得到各阶段的理想株型的甘蔗品种，观察叶片和茎节结构与空间分布的合理性的阶段包括杂种圃、选种圃、鉴定圃和品比试验四个阶段。
2.根据权利要求1所述的一种高光效甘蔗选育方法，其特征在于，判断叶片结构与空间分布的合理性，包括以下指标，正1叶至正7叶蔗叶颜色由青绿至浓绿，叶片着生角度为35°～40°，植株株型有较好的舒展度，于1/5处开始弯垂，叶片长度为叶鞘5倍以下，叶稍基部小于茎周长，或与茎周长相当，脱叶性中等以上，枯死老叶呈黄白色，无病斑，第1张完全叶至第4张完全叶的叶环距变化小，平均距离不小于10cm。
3.根据权利要求1所述的一种高光效甘蔗选育方法，其特征在于，判断蔗茎节结构与其空间合理性，包括以下指标，群体间蔗茎均匀、整齐，分蘖茎蔗茎大于或等于母茎，蔗茎直立，中大茎，基部粗大，节间均匀，节间长度12-15cm，宿根蔗茎长300±5cm，蜡粉发达，蔗芽无虫害、芽眼饱满，不易“树上发芽”，成熟期有2-3个“成熟节”。
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