專利名稱：一種內(nèi)陸高緯度地區(qū)甘蔗人工光周期調(diào)控與雜交方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明涉及一種內(nèi)陸高緯度地區(qū)甘蔗人工光周期調(diào)控與雜交方法。 技術(shù)背景
甘蔗有性雜交是甘蔗育種和挖掘甘蔗野生種質(zhì)資源優(yōu)良基因的重要途徑和 手段，而開(kāi)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(qū)，多數(shù)甘蔗品種，通過(guò)自然光周期誘導(dǎo)可由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)入生殖生 長(zhǎng)完成孕穗開(kāi)花。
例如，云南省農(nóng)科院甘蔗研究所位于云南省開(kāi)遠(yuǎn)市(北緯23°35'，海拔 1045m)，屬亞熱帶內(nèi)陸高原季風(fēng)氣候，年均氣溫19.8'C，年日照2200小時(shí)，在 自然條件下除特殊年份外，難花親本和常用親本不開(kāi)花，栽培種與野生種的花 期相差2 6個(gè)月，這給高緯度地區(qū)的甘蔗雜交育種和野生資源的利用帶來(lái)極大 的困難。
多年來(lái)，云南省農(nóng)科院甘蔗研究所針對(duì)本地區(qū)自然條件的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出一 套適宜內(nèi)陸高緯度地區(qū)甘蔗人工光周期調(diào)控與雜交的技術(shù)方案，解決了甘蔗開(kāi) 花難、花期不遇的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)甘蔗在內(nèi)陸高緯度地區(qū)的有性雜交。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)陸高緯度地區(qū)甘蔗人工光周期調(diào)控與雜交方 法，在光周期室內(nèi)，以固定日長(zhǎng)和遞減日長(zhǎng)的方法進(jìn)行光周期誘導(dǎo)，甘蔗孕穗 開(kāi)花后，進(jìn)行人工雜交，實(shí)現(xiàn)甘蔗在內(nèi)陸高緯度地區(qū)的有性雜交。該方法通過(guò) 人工控制光照、溫度、濕度及綜合栽培管理措施，誘導(dǎo)甘蔗開(kāi)花及提早開(kāi)花， 克服了甘蔗在內(nèi)陸高緯度地區(qū)開(kāi)花難、花期不遇的問(wèn)題，不僅可以實(shí)現(xiàn)難花親 本和常用親本孕穗開(kāi)花，而且可以使栽培品種、原種與甘蔗野生種花期相遇， 并進(jìn)行雜交組合配制，實(shí)現(xiàn)甘蔗在內(nèi)陸高緯度地區(qū)的有性雜交，以解決內(nèi)陸高 緯度地區(qū)甘蔗常規(guī)育種和甘蔗種質(zhì)資源創(chuàng)新與利用工作的需求。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
1、 通過(guò)不同植期來(lái)調(diào)控不同甘蔗接受光周期誘導(dǎo)時(shí)的株齡。
2、 以固定日長(zhǎng)和遞減日長(zhǎng)的方法，結(jié)合溫濕度控制，使甘蔗孕穗開(kāi)花。
3、 通過(guò)高壓包莖、流水養(yǎng)莖、套籠隔離的方法進(jìn)行人工雜交。
該技術(shù)實(shí)現(xiàn)甘蔗與野生資源及其雜種后代花期相遇并進(jìn)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(duì)拓寬甘蔗遺傳背景、品種改良及創(chuàng) 制新的獨(dú)立親本體系奠定基礎(chǔ)。
具體實(shí)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(nèi)不同品種開(kāi)花所需的株齡長(zhǎng)短不一，根據(jù)這一特點(diǎn)，采 取不同親本材料在不同時(shí)期種植以調(diào)節(jié)株齡，達(dá)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(dǎo)前的株齡達(dá)13 14個(gè)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(dǎo)前的株齡達(dá)10 11個(gè)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(dǎo)前的株齡達(dá)4 5個(gè)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(yíng)養(yǎng)土， 保證土壤既疏松細(xì)碎又有充足的基肥。然后將混合營(yíng)養(yǎng)土裝入塑料桶內(nèi)， 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(wú)病蟲(chóng)害、芽飽滿的健康蔗種6個(gè)單芽栽種于桶 內(nèi)，然后灌水，澆透為止。2 3天后以地膜進(jìn)行整桶覆蓋，以提高桶內(nèi)溫 度，減少水分蒸發(fā)，達(dá)到促進(jìn)蔗種萌芽的目的。
3. 苗期親本管理
(1) 待蔗苗出齊后揭除地膜，根據(jù)桶內(nèi)濕度情況，可適當(dāng)進(jìn)行澆水；從苗期開(kāi) 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(chóng)等地下害蟲(chóng)危害。
(2) 從苗期開(kāi)始每月施一次N、 P、 K復(fù)合肥，每桶每次施20 25g，于人工光 周期誘導(dǎo)前一個(gè)月止。
(3) 從苗期開(kāi)始，每隔一天澆水一次，如遇陰雨天可適當(dāng)減少澆水次數(shù)，并經(jīng) 常除去腳葉、枯葉及多余的分蘗莖和雜草，每桶保留4 6條主莖即可。
(二) 人工光周期調(diào)控 1.人工光周期處理方法
(1) 待親本材料生長(zhǎng)期達(dá)到滿足光周期處理所需株齡時(shí)，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(zhǎng)處理至9月 30日止。
(2) 從10月1日開(kāi)始以l分鐘/2天遞減光照至日長(zhǎng)為720分鐘，再以固定日 長(zhǎng)720分鐘處理至12月底止的方法進(jìn)行誘導(dǎo)處理。
(3) 光照時(shí)間采用電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)控制，以提高光照時(shí)間的準(zhǔn)確性。
(4) 光周期處理期間，每天傍晚待天黑后再將平板車推入光周期室內(nèi)，關(guān)閉暗 室?guī)喓熼T，避免外部光源進(jìn)入光周期室；每天早晨在白熾燈熄滅之前的3 5分 鐘內(nèi)打開(kāi)光周期室?guī)喓熼T，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(diǎn)起對(duì)親本材料進(jìn)行噴霧處理，每 天3 5次，每次20 30分鐘，每次間隔時(shí)間為30分鐘，以達(dá)到降溫增濕促進(jìn) 孕穗的目的；陰雨天或氣溫低于2(TC時(shí)，停止噴霧處理。
(2) 經(jīng)常除去腳葉、枯葉和多余的分蘗苗及雜草，保持蔗株間通風(fēng)透光。
(3) 夜間采用自動(dòng)溫控設(shè)備進(jìn)行加溫處理，溫度設(shè)置為上限23'C，下限2(TC。
(4) 冬季早晨氣溫較低，光周期室內(nèi)白熾燈光源可延長(zhǎng)至9 10點(diǎn)，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(duì)花芽分化造 成的不利影響。
(三)人工雜交技術(shù)
1. 親本高壓包莖處理
在親本孕穗時(shí)，其特征是旗葉伸出，用30cm長(zhǎng)，20cm寬的塑料薄膜取適量 稀濕的混合營(yíng)養(yǎng)土在植株中上部位包住1 2個(gè)節(jié)間，裹緊嚴(yán)實(shí)后用細(xì)繩將薄膜 上下兩端扎緊，達(dá)到增溫保濕促進(jìn)發(fā)根的目的。包莖后將親本搬運(yùn)至抽穗溫室。
2. 抽穗溫室管理 (1)溫度控制
白天當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到28 3(TC時(shí)打開(kāi)溫室側(cè)窗和天窗，降低室內(nèi)溫度，避 免高溫對(duì)開(kāi)花造成不利影響；下午17 18點(diǎn)當(dāng)氣溫回落時(shí)關(guān)閉溫室側(cè)窗和天窗， 或根據(jù)當(dāng)天溫度情況提早關(guān)窗；夜間采用自動(dòng)溫控設(shè)備作加溫處理，溫度設(shè)置 為上限23'C，下限20'C，以滿足甘蔗開(kāi)花對(duì)夜間溫度的需求及促進(jìn)花粉發(fā)育。 陰雨天室內(nèi)溫度低于2(TC可不用開(kāi)窗，并打開(kāi)自動(dòng)溫控設(shè)備作加溫處理，溫度 設(shè)置同夜間。
(2)濕度控制
親本搬運(yùn)至溫室后每隔一天澆水一次，保證桶內(nèi)土壤濕潤(rùn)；白天當(dāng)室內(nèi)溫 度達(dá)到28。C左右時(shí)，打開(kāi)自動(dòng)噴霧設(shè)備，每30分鐘噴霧一次，每次噴霧時(shí)間為 1分鐘，保持室內(nèi)濕度在60%以上，下午16 17點(diǎn)關(guān)閉自動(dòng)噴霧設(shè)備，以達(dá)到 降溫增濕的目的，促進(jìn)親本抽穗開(kāi)花。陰雨天室內(nèi)溫度低于20'C時(shí)可不進(jìn)行噴 霧處理。 3.人工雜交
(1) 流水養(yǎng)莖與套籠雜交
當(dāng)親本抽穗小花開(kāi)放時(shí)，從包莖的下端部位剪斷蔗莖，去除包莖薄膜，剪 去葉片后，將其放入雜交溫室水溝內(nèi)，水溝內(nèi)的水保持流動(dòng)狀態(tài)，水量以淹沒(méi) 過(guò)包莖的上端部位為宜；根據(jù)育種目標(biāo)選擇父母本置于同一雜交籠內(nèi)進(jìn)行隔離 雜交，做到一個(gè)雜交組合一個(gè)籠，避免串粉。父本花穗底端高于母本花穗頂端。
(2) 人工授粉
花藥開(kāi)放一般在早晨8 9點(diǎn)達(dá)到盛期，此時(shí)抖動(dòng)父本莖桿進(jìn)行人工授粉， 授粉后進(jìn)行l(wèi)次噴霧處理，噴霧時(shí)間30 60秒，增加室內(nèi)濕度，可有效提高結(jié) 實(shí)率。授粉7 10天后，從雜交籠內(nèi)取出母本置于花穗成熟室水溝內(nèi)，水溝內(nèi) 的水同樣保持流動(dòng)狀態(tài)，父本丟棄。
(3) 雜交溫室溫濕度管理同抽穗溫室。
(4) 花穗成熟室溫度管理同抽穗室，但不進(jìn)行噴霧處理。
(5) 母本移至花穗成熟室2 4天后進(jìn)行套袋，待花穗自然干燥后剪下花穗收 獲種子。
本發(fā)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(qū)自然條件下不易開(kāi)花， 通過(guò)該技術(shù)利用人工控制光照、溫度、濕度及綜合栽培管理措施，成功誘導(dǎo)甘 蔗開(kāi)花及提早開(kāi)花，實(shí)現(xiàn)與野生資源及其雜種后代花期相遇并進(jìn)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(duì)拓寬甘蔗遺傳背景、品 種改良及創(chuàng)制新的獨(dú)立親本體系奠定基礎(chǔ)。多年來(lái)已成功誘導(dǎo)越南牛蔗、拔地 拉、克林斯它林那、卡凡雀利、48M0UNA、黑車?yán)锉?、斐?jì)、96NG16、 MUCKCHE、 NC32等大量熱帶種孕穗開(kāi)花，并與盛花的割手密、斑茅、滇蔗茅進(jìn)行雜交，獲 得了一批含熱帶種和野生種血緣的雜種后代。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)陸高緯度地區(qū)甘蔗人工光周期調(diào)控與雜交方法，其特征在于在光周期室內(nèi)，以固定日長(zhǎng)和遞減日長(zhǎng)的方法進(jìn)行光周期誘導(dǎo)，甘蔗孕穗開(kāi)花后，進(jìn)行人工雜交，實(shí)現(xiàn)甘蔗在內(nèi)陸高緯度地區(qū)的有性雜交。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是光周期誘導(dǎo)處理是從次年4月1日起，以745分鐘固定日長(zhǎng)處理至9月30日止，然后從10月1日開(kāi)始以1分 / 2天遞減光照至日長(zhǎng)為720分鐘，再固定720分鐘處理至12月底止的方法進(jìn) 行光周期誘導(dǎo)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是人工雜交處理前進(jìn)行親本高壓包 莖管理，然后進(jìn)行人工雜交，具體步驟如下(1) 溫度控制白天當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到28 30。C時(shí)打開(kāi)溫室側(cè)窗和天窗，降低室內(nèi)溫度；當(dāng) 氣溫回落時(shí)關(guān)閉溫室側(cè)窗和天窗；夜間采用自動(dòng)溫控設(shè)備作加溫處理，溫度設(shè) 置為上限23'C，下限2(TC;(2) 濕度控制親本搬運(yùn)至溫室后每隔一天澆水一次，保證桶內(nèi)土壤濕潤(rùn)；白天當(dāng)室內(nèi)溫 度達(dá)到28'C左右時(shí)，打開(kāi)自動(dòng)噴霧設(shè)備，每30分鐘噴霧一次，每次噴霧時(shí)間為 1分鐘，保持室內(nèi)濕度在60%以上，下午16 17點(diǎn)關(guān)閉自動(dòng)噴霧設(shè)備，陰雨天 室內(nèi)溫度低于20'C時(shí)可不進(jìn)行噴霧處理；(3) 人工雜交當(dāng)親本抽穗小花開(kāi)放時(shí)，從包莖的下端部位剪斷蔗莖，去除包莖薄膜，剪 去葉片后，將其放入雜交溫室水溝內(nèi)，水溝內(nèi)的水保持流動(dòng)狀態(tài)，水量以淹沒(méi)過(guò)包莖的上端部位為宜；根據(jù)育種目標(biāo)選擇父母本置于同一雜交籠內(nèi)進(jìn)行隔離 雜交，做到一個(gè)雜交組合一個(gè)籠，避免串粉，父本花穗底端高于母本花穗頂端； 花藥開(kāi)放一般在早晨8 9點(diǎn)達(dá)到盛期，此時(shí)抖動(dòng)父本莖桿進(jìn)行人工授粉，授粉 后進(jìn)行l(wèi)次噴霧處理，噴霧時(shí)間30 60秒，授粉7 10天后，從雜交籠內(nèi)取出 母本置于花穗成熟室水溝內(nèi)，水溝內(nèi)的水同樣保持流動(dòng)狀態(tài)，父本丟棄。
全文摘要
一種內(nèi)陸高緯度地區(qū)甘蔗人工光周期調(diào)控與雜交方法，在光周期室內(nèi)，以固定日長(zhǎng)和遞減日長(zhǎng)的方法進(jìn)行光周期誘導(dǎo)，甘蔗孕穗開(kāi)花后，進(jìn)行人工雜交，實(shí)現(xiàn)甘蔗在內(nèi)陸高緯度地區(qū)的有性雜交；該方法通過(guò)人工控制光照、溫度、濕度及綜合栽培管理措施，誘導(dǎo)甘蔗開(kāi)花及提早開(kāi)花，克服了甘蔗在內(nèi)陸高緯度地區(qū)開(kāi)花難、花期不遇的問(wèn)題，不僅可以實(shí)現(xiàn)難花親本和常用親本孕穗開(kāi)花，而且可以使栽培品種、原種與甘蔗野生種花期相遇，并進(jìn)行雜交組合配制，實(shí)現(xiàn)甘蔗在內(nèi)陸高緯度地區(qū)的有性雜交，以解決內(nèi)陸高緯度地區(qū)甘蔗常規(guī)育種和甘蔗種質(zhì)資源創(chuàng)新與利用工作的需求。
文檔編號(hào)A01H1/02GK101180944SQ200710066469
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者王麗萍, 范源洪, 鑫 陸 申請(qǐng)人:云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所