一種內陸高緯度地區甘蔗人工光周期調控與雜交方法
2024-02-28 15:06:15 1
專利名稱：一種內陸高緯度地區甘蔗人工光周期調控與雜交方法
技術領域：
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本發明涉及一種內陸高緯度地區甘蔗人工光周期調控與雜交方法。 技術背景
甘蔗有性雜交是甘蔗育種和挖掘甘蔗野生種質資源優良基因的重要途徑和 手段，而開花則是有性雜交的前提和條件。甘蔗屬中日照植物， 一般在北緯8° 10。之間的地區，多數甘蔗品種，通過自然光周期誘導可由營養生長轉入生殖生 長完成孕穗開花。
例如，雲南省農科院甘蔗研究所位於雲南省開遠市(北緯23°35'，海拔 1045m)，屬亞熱帶內陸高原季風氣候，年均氣溫19.8'C，年日照2200小時，在 自然條件下除特殊年份外，難花親本和常用親本不開花，栽培種與野生種的花 期相差2 6個月，這給高緯度地區的甘蔗雜交育種和野生資源的利用帶來極大 的困難。
多年來，雲南省農科院甘蔗研究所針對本地區自然條件的特點，開發出一 套適宜內陸高緯度地區甘蔗人工光周期調控與雜交的技術方案，解決了甘蔗開 花難、花期不遇的問題，實現甘蔗在內陸高緯度地區的有性雜交。
發明內容
本發明的目的是提供一種內陸高緯度地區甘蔗人工光周期調控與雜交方 法，在光周期室內，以固定日長和遞減日長的方法進行光周期誘導，甘蔗孕穗 開花後，進行人工雜交，實現甘蔗在內陸高緯度地區的有性雜交。該方法通過 人工控制光照、溫度、溼度及綜合栽培管理措施，誘導甘蔗開花及提早開花， 克服了甘蔗在內陸高緯度地區開花難、花期不遇的問題，不僅可以實現難花親 本和常用親本孕穗開花，而且可以使栽培品種、原種與甘蔗野生種花期相遇， 並進行雜交組合配製，實現甘蔗在內陸高緯度地區的有性雜交，以解決內陸高 緯度地區甘蔗常規育種和甘蔗種質資源創新與利用工作的需求。
本發明的目的通過以下技術方案實現
1、 通過不同植期來調控不同甘蔗接受光周期誘導時的株齡。
2、 以固定日長和遞減日長的方法，結合溫溼度控制，使甘蔗孕穗開花。
3、 通過高壓包莖、流水養莖、套籠隔離的方法進行人工雜交。
該技術實現甘蔗與野生資源及其雜種後代花期相遇並進行雜交和回交，以 培育出含有野生種血緣的新品系及品種，對拓寬甘蔗遺傳背景、品種改良及創 制新的獨立親本體系奠定基礎。
具體實施例方式
(一) 親本種植與管理
1. 親本植期
不同種或同一種內不同品種開花所需的株齡長短不一，根據這一特點，採 取不同親本材料在不同時期種植以調節株齡，達到花期相遇的目的。
(1) 熱帶種、大莖野生種及難花親本植期為上年的2 3月份，保證其在接受 人工光周期誘導前的株齡達13 14個月。
(2) 常用親本、易花栽培品種、野生種的BC2、 BC3植期為上年5 6月份，保 證其在接受人工光周期誘導前的株齡達10 11個月。
(3) 易花的雜種Fi、 BCt植期為上年ll 12月份，保證其在接受人工光周期誘 導前的株齡達4 5個月。
2. 種植方法
(1) 用紅壤土、腐熟的豬廄肥、腐熟的蔗渣以2:1:1的比例作為混合營養土， 保證土壤既疏鬆細碎又有充足的基肥。然後將混合營養土裝入塑料桶內， 每桶的量為塑料桶容積的三分之二。
(2) 同一材料每桶選取粗壯、無病蟲害、芽飽滿的健康蔗種6個單芽栽種於桶 內，然後灌水，澆透為止。2 3天後以地膜進行整桶覆蓋，以提高桶內溫 度，減少水分蒸發，達到促進蔗種萌芽的目的。
3. 苗期親本管理
(1) 待蔗苗出齊後揭除地膜，根據桶內溼度情況，可適當進行澆水；從苗期開 始每月施一次呋喃丹、呋甲或甲基異柳磷，每桶每次施15 20g，以防止 螟蟲等地下害蟲危害。
(2) 從苗期開始每月施一次N、 P、 K複合肥，每桶每次施20 25g，於人工光 周期誘導前一個月止。
(3) 從苗期開始，每隔一天澆水一次，如遇陰雨天可適當減少澆水次數，並經 常除去腳葉、枯葉及多餘的分櫱莖和雜草，每桶保留4 6條主莖即可。
(二) 人工光周期調控 1.人工光周期處理方法
(1) 待親本材料生長期達到滿足光周期處理所需株齡時，即從次年4月1日起， 將親本材料移至平板車上，以白熾燈為光源，以745分鐘固定日長處理至9月 30日止。
(2) 從10月1日開始以l分鐘/2天遞減光照至日長為720分鐘，再以固定日 長720分鐘處理至12月底止的方法進行誘導處理。
(3) 光照時間採用電腦時控開關控制，以提高光照時間的準確性。
(4) 光周期處理期間，每天傍晚待天黑後再將平板車推入光周期室內，關閉暗 室巻簾門，避免外部光源進入光周期室；每天早晨在白熾燈熄滅之前的3 5分 鍾內打開光周期室巻簾門，將平板車從光周期室推出至室外。
2.光周期處理期間親本的管理
(1) 在光周期處理期間，晴天每天中午12點起對親本材料進行噴霧處理，每 天3 5次，每次20 30分鐘，每次間隔時間為30分鐘，以達到降溫增溼促進 孕穗的目的；陰雨天或氣溫低於2(TC時，停止噴霧處理。
(2) 經常除去腳葉、枯葉和多餘的分櫱苗及雜草，保持蔗株間通風透光。
(3) 夜間採用自動溫控設備進行加溫處理，溫度設置為上限23'C，下限2(TC。
(4) 冬季早晨氣溫較低，光周期室內白熾燈光源可延長至9 10點，在白熾燈 熄滅之前再將平板車推出室外接受自然光照，其目的是避免低溫對花芽分化造 成的不利影響。
(三)人工雜交技術
1. 親本高壓包莖處理
在親本孕穗時，其特徵是旗葉伸出，用30cm長，20cm寬的塑料薄膜取適量 稀溼的混合營養土在植株中上部位包住1 2個節間，裹緊嚴實後用細繩將薄膜 上下兩端紮緊，達到增溫保溼促進髮根的目的。包莖後將親本搬運至抽穗溫室。
2. 抽穗溫室管理 (1)溫度控制
白天當室內溫度達到28 3(TC時打開溫室側窗和天窗，降低室內溫度，避 免高溫對開花造成不利影響；下午17 18點當氣溫回落時關閉溫室側窗和天窗， 或根據當天溫度情況提早關窗；夜間採用自動溫控設備作加溫處理，溫度設置 為上限23'C，下限20'C，以滿足甘蔗開花對夜間溫度的需求及促進花粉發育。 陰雨天室內溫度低於2(TC可不用開窗，並打開自動溫控設備作加溫處理，溫度 設置同夜間。
(2)溼度控制
親本搬運至溫室後每隔一天澆水一次，保證桶內土壤溼潤；白天當室內溫 度達到28。C左右時，打開自動噴霧設備，每30分鐘噴霧一次，每次噴霧時間為 1分鐘，保持室內溼度在60%以上，下午16 17點關閉自動噴霧設備，以達到 降溫增溼的目的，促進親本抽穗開花。陰雨天室內溫度低於20'C時可不進行噴 霧處理。 3.人工雜交
(1) 流水養莖與套籠雜交
當親本抽穗小花開放時，從包莖的下端部位剪斷蔗莖，去除包莖薄膜，剪 去葉片後，將其放入雜交溫室水溝內，水溝內的水保持流動狀態，水量以淹沒 過包莖的上端部位為宜；根據育種目標選擇父母本置於同一雜交籠內進行隔離 雜交，做到一個雜交組合一個籠，避免串粉。父本花穗底端高於母本花穗頂端。
(2) 人工授粉
花葯開放一般在早晨8 9點達到盛期，此時抖動父本莖杆進行人工授粉， 授粉後進行l次噴霧處理，噴霧時間30 60秒，增加室內溼度，可有效提高結 實率。授粉7 10天後，從雜交籠內取出母本置於花穗成熟室水溝內，水溝內 的水同樣保持流動狀態，父本丟棄。
(3) 雜交溫室溫溼度管理同抽穗溫室。
(4) 花穗成熟室溫度管理同抽穗室，但不進行噴霧處理。
(5) 母本移至花穗成熟室2 4天後進行套袋，待花穗自然乾燥後剪下花穗收 獲種子。
本發明的有益效果
甘蔗栽培種，特別是熱帶種、難花種在在高緯度地區自然條件下不易開花， 通過該技術利用人工控制光照、溫度、溼度及綜合栽培管理措施，成功誘導甘 蔗開花及提早開花，實現與野生資源及其雜種後代花期相遇並進行雜交和回交 的目的，以培育出含有野生種血緣的新品系及品種，對拓寬甘蔗遺傳背景、品 種改良及創製新的獨立親本體系奠定基礎。多年來已成功誘導越南牛蔗、拔地 拉、克林斯它林那、卡凡雀利、48M0UNA、黑車裡本、斐濟、96NG16、 MUCKCHE、 NC32等大量熱帶種孕穗開花，並與盛花的割手密、斑茅、滇蔗茅進行雜交，獲 得了一批含熱帶種和野生種血緣的雜種後代。
權利要求
1.一種內陸高緯度地區甘蔗人工光周期調控與雜交方法，其特徵在於在光周期室內，以固定日長和遞減日長的方法進行光周期誘導，甘蔗孕穗開花後，進行人工雜交，實現甘蔗在內陸高緯度地區的有性雜交。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵是光周期誘導處理是從次年4月1日起，以745分鐘固定日長處理至9月30日止，然後從10月1日開始以1分 / 2天遞減光照至日長為720分鐘，再固定720分鐘處理至12月底止的方法進 行光周期誘導。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵是人工雜交處理前進行親本高壓包 莖管理，然後進行人工雜交，具體步驟如下(1) 溫度控制白天當室內溫度達到28 30。C時打開溫室側窗和天窗，降低室內溫度；當 氣溫回落時關閉溫室側窗和天窗；夜間採用自動溫控設備作加溫處理，溫度設 置為上限23'C，下限2(TC;(2) 溼度控制親本搬運至溫室後每隔一天澆水一次，保證桶內土壤溼潤；白天當室內溫 度達到28'C左右時，打開自動噴霧設備，每30分鐘噴霧一次，每次噴霧時間為 1分鐘，保持室內溼度在60%以上，下午16 17點關閉自動噴霧設備，陰雨天 室內溫度低於20'C時可不進行噴霧處理；(3) 人工雜交當親本抽穗小花開放時，從包莖的下端部位剪斷蔗莖，去除包莖薄膜，剪 去葉片後，將其放入雜交溫室水溝內，水溝內的水保持流動狀態，水量以淹沒過包莖的上端部位為宜；根據育種目標選擇父母本置於同一雜交籠內進行隔離 雜交，做到一個雜交組合一個籠，避免串粉，父本花穗底端高於母本花穗頂端； 花葯開放一般在早晨8 9點達到盛期，此時抖動父本莖杆進行人工授粉，授粉 後進行l次噴霧處理，噴霧時間30 60秒，授粉7 10天後，從雜交籠內取出 母本置於花穗成熟室水溝內，水溝內的水同樣保持流動狀態，父本丟棄。
全文摘要
一種內陸高緯度地區甘蔗人工光周期調控與雜交方法，在光周期室內，以固定日長和遞減日長的方法進行光周期誘導，甘蔗孕穗開花後，進行人工雜交，實現甘蔗在內陸高緯度地區的有性雜交；該方法通過人工控制光照、溫度、溼度及綜合栽培管理措施，誘導甘蔗開花及提早開花，克服了甘蔗在內陸高緯度地區開花難、花期不遇的問題，不僅可以實現難花親本和常用親本孕穗開花，而且可以使栽培品種、原種與甘蔗野生種花期相遇，並進行雜交組合配製，實現甘蔗在內陸高緯度地區的有性雜交，以解決內陸高緯度地區甘蔗常規育種和甘蔗種質資源創新與利用工作的需求。
文檔編號A01H1/02GK101180944SQ200710066469
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月17日 優先權日2007年12月17日
發明者王麗萍, 範源洪, 鑫 陸 申請人:雲南省農業科學院甘蔗研究所