CN114303932A - 一种一次多梳授粉的香蕉育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种一次多梳授粉的香蕉育种方法，包括：S1父本准备：在授粉当天上午，采集最外层新鲜雄花序花粉，低温干燥，灭菌冷藏保存；S2选取蒸馏水，加大豆多肽和增稠剂，配置柱头黏液；S3选择生长健康的母本植株，在花芽分化阶段，对花序表面喷施大豆多肽水溶液，在第一苞片展开后，一次性剥开后续尚未展开的苞片，以及各梳雌蕊的萼片，使得柱头外露；S4将柱头黏液喷施于雌蕊柱头上，将花粉一次性对母本的第一至第六梳雌蕊柱头授粉；S5将授粉后的植株挂牌标记；S6采收香蕉育种种子。本申请所述育种方法可以对若干梳香蕉雌蕊同时授粉，提高香蕉结实率，改善了传统香蕉育种方法劳动强度高的问题。

Description

一种一次多梳授粉的香蕉育种方法

技术领域

本发明涉及农业育种技术领域，特别涉及一种一次多梳授粉的香蕉育种方法。

背景技术

香蕉是芭蕉科芭蕉属植物，又指其果实。原产自亚洲东南部，现中国台湾、海南、广东、广西等均有栽培。香蕉味香、富含营养，植株为大型草本，从根状茎发出，由叶鞘下部形成高3-6公尺的假杆；叶长圆形至椭圆形，宽65公分，10-20枚簇生茎顶。穗状花序下垂，由假杆顶端抽出，花多数，淡黄色；果序弯垂，结果10-20串，约50-150个。植株结果后枯死，由根状茎长出的吸根继续繁殖，每一根株可活多年。

香蕉育种中通常采用杂交育种方法，是在开花之前去雄套袋，待到柱头可以授粉后，用准备好的父本花粉授粉，授粉完成后继续套袋，3-5天后检查授粉情况，以及子房能否正常膨大等表现后去袋，待到果实成熟后收获杂交种子。但由于香蕉花期较长，雌蕊阶段平均每天展开一个苞片，雄花阶段品均每天展开1-2个苞片，整个花期可维持两个多星期，其中，雌花阶段5-7天，雄花阶段7-9天。因此，若依照常规的杂交育种的步骤，香蕉杂交育种工作是一个漫长的过程，同时香蕉杂交育种也充满了危险，例如香蕉植株高度通常超过3米，高于5米的也比较多，需要通过梯子进行高空作业，而热带地区的风多，且通常瞬时风力较高，杂交过程遇上大风是非常危险的事情；其次，热带地区野外各种有毒昆虫和蛇类比较常见，杂交授粉的最佳时间通常在清晨过后和傍晚，这些时间段也是毒虫出没的高峰，在野外待的时间越长，危险也越高。

经研究显示，香蕉在苞片展开后，雌蕊柱头的活力随着时间的延长而降低，特别是三天后几乎没有活力；而香蕉花期又是典型的不稳定，植株高大决定种植父母本的数量也不可能太多，通常容易错过花期而导致杂交失败。父本的花粉可以通过低温干燥法保存一段时间，克服花期不遇的问题，但进一步简化杂交步骤和时间是提高香蕉杂交育种效率的需要努力的重要方向。

现有专利CN109924123A公开了一种提高香蕉结籽率的杂交授粉方法，包括杂交亲本选择、采集花粉、授粉、标记和采种的步骤。该专利以“金粉1号”为母本，以广西壮族自治区北流市民乐镇收集的野生蕉LW为父本，在最佳授粉时期9月-10月份，其选着中间梳位进行授粉，即选择在母本雌花中间第3梳和第4梳位，在母本雌花苞片开张角度10°至80°时授粉，但并没有公开一次性对多个梳位进行授粉的技术特征，也没有公开将未展开苞片人工剥开和对雌蕊柱头人工喷涂黏液的技术特征。

发明内容

鉴于此，本发明提出一种一次多梳授粉的香蕉育种方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种一次多梳授粉的香蕉育种方法，包括以下步骤：

S1父本准备：选取生长健康，具有完整雄花蕊的父本植株作为采样株，在授粉当天上午，采集最外层新鲜雄花序花粉，低温干燥后，灭菌冷藏保存；

S2配置柱头黏液：选取蒸馏水，加入大豆多肽和增稠剂，搅拌充分溶解，得到柱头黏液；

S3母本准备及花序处理：选择生长健康的母本植株，并在花芽分化后，对花序表面喷施大豆多肽水溶液2-3d，在第一苞片展开后，一次性剥开后续尚未展开的苞片，以及各梳雌蕊的萼片，使得柱头外露；

S4授粉：将S2所述柱头黏液喷施于雌蕊柱头上，并将S1冷藏花粉放置至常温后，一次性对母本的多梳雌蕊柱头授粉；

S5标记：将授粉后的植株挂牌标记，3-5天后观察授粉情况；

S6采收：果实成熟后，采摘，得到香蕉育种种子。

进一步说明，所述增稠剂为羧甲基纤维素、琼脂、海藻胶、可溶性淀粉、甲基纤维素、聚丙烯酸钠和丙二醇藻蛋白酸酯一种或多种组合的混合物。

进一步说明，所述大豆多肽是采用豆粕经枯草芽孢杆菌发酵而得。

进一步说明，所述步骤2中，所述蒸馏水、大豆多肽和增稠剂的重量比为1000-2000：0.6-0.8：1-10。

进一步说明，所述步骤3中，大豆多肽水溶液由蒸馏水、维生素B1和大豆多肽按重量比为：5000-6000：0.5-1：2-4稀释混合的稀释液。

进一步说明，所述步骤3中，在第一苞片展开的角度在30-60°时，一次性拨开后续苞片。

进一步说明，所述步骤3中，所述后续苞片为第二苞片至第六苞片，对母本的第一至第六梳雌蕊柱头授粉。

进一步说明，根据权利要求1所述的一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，所述父本和母本植株为小果野蕉。

进一步说明，杂交授粉的时期为每年8-10月份，授粉时间在下午16点-18点

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本申请在对父本与母本的选择选育下，通过利用大豆多肽水溶液对母本花序的处理，与在授粉过程中结合柱头粘液对进行授粉，实现了在第一苞片展开后，可对若干梳香蕉雌蕊的同时授粉，不仅充分提高了香蕉杂交育种效率，使香蕉杂交育种授粉时间由6天减少到1天，大大的降低杂交劳动强度和风险，而且增强香蕉柱头授粉活力，相较与传统的每天一梳授粉而言，充分缩短授粉时间，并有效保证了单次授粉杂交下香蕉的结实率，在现实的香蕉育种应用中具有明显的优势。

附图说明

图1为本发明实施例香蕉雌蕊展开过程的实况图；

图2为本发明实施例对不同花梳的雌蕊柱头活力检测结果图，其中，A为第一苞片展开图，B为染色前的第1至第6梳的雌蕊柱头，C为染色后的第1梳雌蕊柱头，D为染色后的第2梳雌蕊柱头，E为染色后的第3梳雌蕊柱头，F为染色后的第4梳雌蕊柱头，G为染色后的第5梳雌蕊柱头，H为染色后的第6梳雌蕊柱头。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。

本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

花芽分化和发育规律是影响杂交育种成功与否的重要因素。香蕉花芽分化典型的表现是假茎基部膨大，出现该现象后在水肥供应及温度合适的情况下，7-10内会完成抽蕾过程。

香蕉花芽分化后进入花发育阶段，在花序下垂后，总苞片首先展开，该过程通常为2-3天；其后第一片苞片展开，露出第一梳雌花，展开时间通常为清晨，伴随着第二个苞片展开，露出第二梳雌花，其后雌花一次展开，展开频率基本为1片苞片/天，通常高大型栽培种雌花能够形成7-9梳，中小株型的野生香蕉和栽培种形成5-7梳雌蕊；雌蕊开放完后，会形成若干梳雌雄同花的花梳，但这些花梳均不能稳定进一步发育而脱落；下一步会进入雄蕊开放阶段，该过程与雌蕊开放过程相似，也是苞片展开后，雄蕊开放，露出花药和花丝，开放频率比雌蕊略高，1-1.5片/天，开放时间也多在清晨到上午，该过程通常会持续7-10天。

本发明根据香蕉雌蕊和雄蕊开花规律，采用一次多梳授粉的香蕉育种方法，即在香蕉首片苞片展开后，可对若干梳香蕉雌蕊的同时授粉的育种方法。

实施例1

本发明对香蕉在首片苞片展开后，一次性剥开各花梳雌蕊柱头活力的检测。

本发明将小果野蕉为杂交育种父母本，以小果野蕉第一片苞片展开的第一梳雌花记为第一梳，其后依次为未开放的第二梳，第三梳，依次类推到第六梳。

取小果野蕉的第一片苞片展开时的第一到第六梳雌花柱头为材料，通过联苯胺－过氧化氢法检测柱头活力，具体为：由1％联苯胺:3％过氧化氢:水＝4:11:22，V/V/V，检测香蕉雌蕊柱头可授性，将花苞展开后的香蕉柱头浸入含有联苯胺－过氧化氢反应液，根据联苯胺溶液显色情况以及是否有气泡产生及气泡数量的多少，确定柱头可授性等级。

具体分级标准为：0级，不变色，无气泡产生，无可授性；1级，轻微变色，有几个气泡，具有轻微可授性；2级，呈浅蓝色，有较少气泡，具有低可授性；3级，呈浅蓝色，有较多气泡，具有较低可授性；4级，呈蓝色，有大量连续小气泡，具有高可授性；5级，呈深蓝色，有连续大气泡，具有更高可授性。

每梳雌花柱头材料检测3个柱头，统计不同可授性级别的柱头数量，其染色结果如图2所示，根据染色结果显示，第一梳到第二梳分级基本为5级，第三、第四、第五、第六分别为4级、3级、2级、1级。上述结果表明，在香蕉的首片苞片展开后，第2到第6梳雌蕊柱头具有不同程度的活力，可用于完成授粉实验。

实施例2

一次多梳授粉的香蕉育种方法，包括以下步骤：

S1父本准备：选取生长健康，具有完整雄花蕊的小果野蕉父本植株作为采样株，在授粉当天上午，采集最外层新鲜雄花序花粉，低温干燥后，灭菌冷藏保存；

S2配置柱头黏液：选取蒸馏水，加入大豆多肽和羧甲基纤维素增稠剂，蒸馏水、大豆多肽和增稠剂的重量比为1000：0.6：1，搅拌充分溶解，得到柱头黏液；大豆多肽是采用豆粕接种5wt％枯草芽孢杆菌和0.3％wt％蔗糖，于30℃下发酵而得12h，其分子量范围为1000～3000Da；

S3配置大豆多肽水溶液：采用蒸馏水、维生素B1和大豆多肽按重量比为：5000：0.5：2稀释混合，得到大豆多肽水溶液；

S4母本准备及花序处理：选择生长健康的小果野蕉母本植株，并在花芽分化后，对花序表面喷施大豆多肽水溶液2d，在第一苞片展开角度在30-60°时，一次性剥开后续尚未展开的苞片，以及各梳雌蕊的萼片，使得柱头外露；

S5授粉：将S2所述柱头黏液喷施于雌蕊柱头上，并将S1冷藏花粉放置至常温后，一次性对母本的第一至第六梳雌蕊柱头授粉；

S6标记：将授粉后的植株挂牌标记，3-5天后观察授粉情况；

S7采收：果实成熟后，采摘，得到香蕉育种种子。

实施例3

将由实施例2中培育的母本植株，在首片苞片展开后，一次性剥开各花梳雌蕊柱头活力的检测，根据实施例1的检测方法，统计各梳雌花柱头材料的活力，经染色结果表明，第一梳到第二梳分级基本为5级，第三至五梳基本为4级，第六梳为3级，表明本发明利用大豆多肽水溶液对母本花序的处理，明显提升了香蕉柱头授粉活力。

实施例4

一次多梳授粉的香蕉育种方法，包括以下步骤：

S1父本准备：选取生长健康，具有完整雄花蕊的小果野蕉父本植株作为采样株，在授粉当天上午，采集最外层新鲜雄花序花粉，低温干燥后，灭菌冷藏保存；

S2配置柱头黏液：选取蒸馏水，加入大豆多肽和羧甲基纤维素增稠剂，蒸馏水、大豆多肽和增稠剂的重量比为2000：0.8：10，搅拌充分溶解，得到柱头黏液；大豆多肽是采用豆粕接种5wt％枯草芽孢杆菌和0.3％wt％蔗糖，于30℃下发酵而得12h，其分子量范围为1000～3000Da；

S3配置大豆多肽水溶液：采用蒸馏水、维生素B1和大豆多肽按重量比为：6000：1：4稀释混合，得到大豆多肽水溶液；

S4母本准备及花序处理：选择生长健康的小果野蕉母本植株，并在花芽分化后，对花序表面喷施大豆多肽水溶液3d，在第一苞片展开角度在30-60°时，一次性剥开后续尚未展开的苞片，以及各梳雌蕊的萼片，使得柱头外露；

S5授粉：将S2所述柱头黏液喷施于雌蕊柱头上，并将S1冷藏花粉放置至常温后，一次性对母本的第一至第六梳雌蕊柱头授粉；

S6标记：将授粉后的植株挂牌标记，3-5天后观察授粉情况；

S7采收：果实成熟后，采摘，得到香蕉育种种子。

对比例1

依据实施例4的一次多梳授粉的香蕉育种方法，在步骤4中，选择生长健康的小果野蕉母本植株，在花芽分化后未喷施大豆多肽水溶液，在第一苞片展开角度在30-60°时，一次性剥开后续尚未展开的苞片，以及第一到第六花梳雌蕊的萼片，使得柱头外露；并在授粉时，未向雌蕊柱头黏液，直接进行一次性对母本的第一至第六梳雌蕊柱头授粉。

实施例5

研究在不同授粉方式下的香蕉育种的结实率的影响。

(1)以上述实施例4的一次多梳授粉的香蕉育种方法，作为实验组1；

(2)以上述对比例1的一次多梳授粉的香蕉育种方法，作为实验组2；

(3)以传统每天授粉各梳的结实率作为对照组1：以小果野蕉第一片苞片展开的花序为材料，每天对展开的雌蕊进行常规授粉，每天一梳，分次连续授粉完成6梳雌蕊柱头的授粉，记为常规每天一梳授粉；

各实验组的授粉时间在下午17点，分别统计其授粉完成后的结实率。结实率的统计方法：在授粉一周后统计果实能否正常膨大，授粉60-80天后统计果指中结实情况，即，剥开果皮，果肉，统计单果指种子总数目，黑颜色种子数目，黑色饱满种子数目，每个组统计3个果指，取其平均值。

通过对上述结果统计分析发现，对照组中，常规每天一梳授粉，第一到第六梳单果指结实率和结实总数比较稳定，但香蕉杂交育种效率低，杂交劳动强度和风险高；而本发明实验组1中的改良后的一次多梳授粉方法，其单果指结实总数则仍然可维持良好的水平，其结实率相较于实验组2而言明显提高，实验组2中，第一到第六梳单果指结实总数则出现逐步下降趋势，结实率也基本上是维持下降趋势，表明，在单一的一次多梳授粉的情况下，其容易受多梳雌蕊柱头的活力不同而导致授粉效果降低，本发明通过利用大豆多肽水溶液对母本花序的处理，与在授粉过程中结合柱头粘液对进行授粉，实现了在第一苞片展开后，可对若干梳香蕉雌蕊的同时授粉，不仅充分提高了香蕉杂交育种效率，使香蕉杂交育种授粉时间由6天减少到1天，大大的降低杂交劳动强度和风险，而且增强香蕉柱头授粉活力，在充分缩短授粉时间，并有效保证了单次授粉杂交下香蕉的结实率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1父本准备：选取生长健康，具有完整雄花蕊的父本植株作为采样株，在授粉当天上午，采集最外层新鲜雄花序花粉，低温干燥后，灭菌冷藏保存；

S2配置柱头黏液：选取蒸馏水，加入大豆多肽和增稠剂，搅拌充分溶解，得到柱头黏液；

S3母本准备及花序处理：选择生长健康的母本植株，并在花芽分化后，对花序表面喷施大豆多肽水溶液2-3d，在第一苞片展开后，一次性剥开后续尚未展开的苞片，以及各梳雌蕊的萼片，使得柱头外露；

S4授粉：将S2所述柱头黏液喷施于雌蕊柱头上，并将S1冷藏花粉放置至常温后，一次性对母本的多梳雌蕊柱头授粉；

S5标记：将授粉后的植株挂牌标记，3-5天后观察授粉情况；

S6采收：果实成熟后，采摘，得到香蕉育种种子。

2.根据权利要求1所述的一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素、琼脂、海藻胶、可溶性淀粉、甲基纤维素、聚丙烯酸钠和丙二醇藻蛋白酸酯一种或多种组合的混合物。

3.根据权利要求1所述的一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，所述大豆多肽是采用豆粕经枯草芽孢杆菌发酵而得。

4.根据权利要求1所述的一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，所述步骤2中，所述蒸馏水、大豆多肽和增稠剂的重量比为1000-2000：0.6-0.8：1-10。

5.根据权利要求1所述的一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，所述步骤3中，大豆多肽水溶液由蒸馏水、维生素B1和大豆多肽按重量比为：5000-6000：0.5-1：2-4稀释混合的稀释液。

6.根据权利要求1所述的一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，所述步骤3中，在第一苞片展开的角度在30-60°时，一次性拨开后续苞片。

7.根据权利要求1所述的一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，所述步骤3中，所述后续苞片为第二苞片至第六苞片，对母本的第一至第六梳雌蕊柱头授粉。

8.根据权利要求1所述的一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，所述父本和母本植株为小果野蕉。

9.根据权利要求1所述的一次多梳授粉的香蕉育种方法，其特征在于，杂交授粉的时期为每年8-10月份，授粉时间在下午16点-18点。

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