本發(fā)明涉及一種在農(nóng)作物領(lǐng)域的遠(yuǎn)緣復(fù)式育種技術(shù)，是在多年生的野生冰草和小麥進(jìn)行遠(yuǎn)緣無性繁殖的基礎(chǔ)上再進(jìn)行有性雜交，從而培育出一種多年生高產(chǎn)小麥的方法。

背景技術(shù)：

小麥?zhǔn)俏覈饕Z食作物之一，多年來，由于氣候干燥少雨，大工業(yè)的發(fā)展使工業(yè)用水成倍增加，造成地表水匱乏且污染嚴(yán)重，地下水水位急劇下降，這些都為小麥的生長帶來了十分不利的影響，所以如何進(jìn)一步提高小麥對各種惡劣環(huán)境的適應(yīng)性及提高其產(chǎn)量，是當(dāng)前糧食作物科技領(lǐng)域的重大課題。

冰草是一種多年生的野生牧草，生命力強(qiáng)，適應(yīng)性廣，耐干旱，耐嚴(yán)寒，能適應(yīng)各種惡劣氣候和貧瘠土壤，抗病蟲害能力極強(qiáng)，是良好的水土保持植物和防風(fēng)固沙的飼草，其壽命長達(dá)10年以上。

為了使小麥得到進(jìn)一步的改良，我們首先采用無性雜交的方式，把冰草作為砧木，小麥作為接穗，進(jìn)行遠(yuǎn)緣無性繁殖，待其成活后，在開花期給小麥去雄，授以冰草花粉，再進(jìn)行有性雜交，從而把冰草的優(yōu)良特性轉(zhuǎn)移到小麥上來，該發(fā)明的難點(diǎn)在于冰草和小麥?zhǔn)峭撇煌瑢俚闹参铮藿与y以成活，國內(nèi)外至今尚無嫁接成活的先例，而如果不進(jìn)行嫁接，直接進(jìn)行雜交，則由于兩者沒有親和力，相去甚遠(yuǎn)使小麥不能授粉，我們的方案 是對冰草和小麥的胚芽首先進(jìn)行嫁接，由于其處于可塑性最強(qiáng)的時(shí)期，其營養(yǎng)物質(zhì)和遺傳信息的交流也是最活潑的階段，才使變異成為可能，同時(shí)也使嫁接成功成為可能，然后在嫁接成功的小麥開花時(shí)給小麥去雄，授以冰草花粉，再進(jìn)行有性雜交，雜交才能獲得成功，我們的科研結(jié)果顯示嫁接植株生長旺盛，成熟后，麥穗長且顆粒飽滿，產(chǎn)量提高明顯，特別是多年生小麥選育成功后，可以一次播種多年收獲，從而大幅降低種植成本，其成熟干枯的秸稈和根系覆蓋地面可防風(fēng)固沙、減少水分蒸發(fā)，其遺留的豐富有機(jī)質(zhì)可以改良土壤提高肥力，改善生態(tài)環(huán)境，因此，該發(fā)明是一項(xiàng)宏大的主糧品種創(chuàng)新系統(tǒng)工程，影響深遠(yuǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的特點(diǎn)是成功的把冰草和小麥兩個(gè)不同屬的禾本科植物嫁接到了一起，這種遠(yuǎn)緣嫁接，屬于嫁接禁區(qū)，在此之前，還沒有成功的先例，而在嫁接成功后，由于提高了兩者的親和力，才使雜交成為可能，這種遠(yuǎn)緣復(fù)式雜交技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)在于縮短了育種周期，使遠(yuǎn)緣植物間的優(yōu)點(diǎn)組合成新的具有強(qiáng)大雜種優(yōu)勢的新品種，該技術(shù)把冰草的優(yōu)良特性成功的轉(zhuǎn)移到了小麥上，使小麥成為多年生的農(nóng)作物且產(chǎn)量大幅提高，同時(shí)還提高了小麥對各種惡劣環(huán)境的適應(yīng)性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

首先選擇生長良好的冰草幼苗和適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境生長的優(yōu)良小麥品種，小麥種子要顆粒飽滿無瑕疵。由于遠(yuǎn)緣嫁接成功率低，故要求實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，包括空氣、所有用具、水質(zhì)、人員及衣物、培養(yǎng)操作器皿等都要做無菌化處理，要嚴(yán)格消毒，才能保證嫁接苗不霉變，愈合后健壯成長。

把選擇好的小麥種子放在培養(yǎng)器皿中經(jīng)過浸泡及催芽，使其長出約1.5-2.0厘米長的胚芽時(shí)，則以冰草為砧木，小麥為接穗進(jìn)行嫁接，嫁接采用針插嫁接法，該方法效率高，緩苗快，成功幾率大，嫁接苗要放在器皿中1-2天，待接穗和砧木的嫁接部位基本愈合后，則將其定植到田間生長，從嫁接到定植階段，也是強(qiáng)迫接穗吸收同化砧木冰草營養(yǎng)的階段，是二者遺傳信息交流最活躍的時(shí)期，也是能否產(chǎn)生遠(yuǎn)緣雜種的關(guān)鍵時(shí)期，因此必須精心管理，直到小麥開花時(shí)，則將小麥去雄，授以冰草花粉，使其雜交成功，最終結(jié)實(shí)成熟。

本發(fā)明具有如下特點(diǎn)：該復(fù)式育種技術(shù)操作簡單，成本低廉，培育周期短，當(dāng)年即可選育出多年生的優(yōu)良小麥品種資源。

附圖說明

圖1為準(zhǔn)備嫁接的冰草和小麥種子，其中1為冰草幼苗，其上半部分有生長點(diǎn)的莖葉已經(jīng)切去，2為小麥種子，已經(jīng)長出胚芽。

圖2為嫁接工序已經(jīng)完成的嫁接植株，其中1為固定砧木和接穗用的針，2為接穗小麥胚芽，3為砧木冰草的莖干，4為冰草的根系。

圖3為定植到田間生長的冰草小麥嫁接植株，生長旺盛。

圖4為進(jìn)入抽穗揚(yáng)花期的冰草小麥植株。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，其具體實(shí)施方式如下：

1，由于遠(yuǎn)緣嫁接成功率極低，所以要求實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，包括空氣、所有用具、水質(zhì)、人員及衣物、培養(yǎng)操作器皿等等都要做無菌化處理，要嚴(yán) 格消毒，才能保證嫁接苗不霉變，愈合后健壯成長。

2，嫁接的詳細(xì)程序：

(1)，種子浸泡：將經(jīng)過消毒的小麥的種子放在操作器皿中，注入溫水(20°-25°)浸泡24小時(shí)。

(2)，催芽：種子泡脹以后，將其放在干凈的培養(yǎng)器皿中進(jìn)行催芽，溫度為20°-25°，胚芽開始生長，等到胚芽長到1.5-2公分時(shí)進(jìn)行嫁接。

(3)，砧木冰草的修剪：根只留一節(jié)，去除多余的根節(jié)，以防其滋生，莖干一定要剪去生長點(diǎn)及其以上的部分，防止其從生長點(diǎn)繼續(xù)長出冰草，只保留根部以上沒有生長點(diǎn)的莖干。

(4)，嫁接的詳細(xì)過程：見圖1，在圖1中，1為砧木冰草幼苗，其上半部分有生長點(diǎn)的莖葉已經(jīng)切去，2為經(jīng)過浸泡和催芽的小麥種子，該種子已長出1.5-2公分長的胚芽，將冰草的上半部分切去，采用平切，將小麥胚芽按45度角整體切下，然后迅速把切下的小麥胚芽貼合到冰草的切口上，立即用細(xì)針穿過接穗小麥胚芽和砧木冰草的貼合中心，將兩者穿透固定在一起，該嫁接過程中：一是嫁接速度要快，從切斷胚芽到兩者穿透固定不得超過1分鐘，否則會(huì)因氧化而使嫁接失敗，二是小麥胚芽和冰草的切口處的直徑粗細(xì)要盡量相同，即便有差異，在貼合時(shí)也必須保證兩者的外表皮有二分之一以上嚴(yán)格對齊，因?yàn)閮烧咴谫N合時(shí)，如果外表皮完全錯(cuò)位，則會(huì)阻斷接穗與砧木的營養(yǎng)交流使嫁接失敗，嫁接工序完成的植株見圖2，圖2中1為固定砧木和接穗用的針，2為接穗小麥胚芽，3為砧木冰草的莖干，4為冰草的根系。

3，預(yù)培：把上述嫁接好的嫁接苗輕輕放在鋪墊著潮濕濾紙的容器中進(jìn)行預(yù)培，容器內(nèi)濕度為80-85度，溫度為20-25度，預(yù)培時(shí)間為1-2 天，使接穗和砧木的愈傷組織基本結(jié)合。

4，定植：定植一般要選擇傍晚或者是陰天將嫁接苗定植到田間生長，定植后3-5天內(nèi)要遮陽，不得暴曬，濕度要大于70％，溫度為25-30度，待緩苗期過后，則進(jìn)入常規(guī)管理，圖3為定植到田間生長的冰草小麥嫁接植株，生長旺盛。

5，雜交：在小麥開花時(shí)，將小麥去雄，授以冰草花粉進(jìn)行雜交，雜交時(shí)注意不要將花藥夾破，不能碰傷柱頭，要數(shù)清雄蕊必須全部取出。雜交后，要套好隔離袋以防止其他花粉雜交，授粉約10天以后，將隔離袋摘掉，以使雜交穗正常生長發(fā)育，圖4為進(jìn)入抽穗揚(yáng)花期的冰草小麥植株，部分雜交穗還套有隔離袋。

6，收獲：成熟后，從中選出優(yōu)良雜交種子，根據(jù)雜交表現(xiàn)和要求，還可以再做1-2次復(fù)交，直到達(dá)到要求為止。

7，說明：從嫁接開始到進(jìn)行有性雜交為止，整個(gè)過程必須在同一個(gè)生長周期內(nèi)完成。