本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)育種領(lǐng)域，尤其涉及一種水培苧麻雜交方法。
背景技術(shù)：
苧麻是我國(guó)傳統(tǒng)特色經(jīng)濟(jì)作物。雜交育種是苧麻品種改良的有效途徑，一種優(yōu)良的苧麻雜交方法對(duì)于減輕育種工作強(qiáng)度、提高工作效率、加快新品種選育進(jìn)程有重要意義。
苧麻是雌雄同株異花、異花授粉植物，主要靠風(fēng)媒傳粉。同一株苧麻上，雌花著生在莖的梢部，雄花著生在雌花的下部節(jié)位上。苧麻雄花花期比雌花早，因此，目前傳統(tǒng)的苧麻雜交方法需要在父本雄花花粉成熟前將母本上的雌花進(jìn)行套袋隔離，待父本雄花花粉成熟后再將套袋取下，進(jìn)行雜交后再套回。由于成熟后的花粉會(huì)大量飄散在周?chē)諝庵?，盡管事先對(duì)母本雌花進(jìn)行套袋，但仍然無(wú)法避免串粉現(xiàn)象，因此會(huì)降低雜交種純度，影響后續(xù)育種工作，并且增加了雜交工序使育種工作強(qiáng)度變大。
在我國(guó)，苧麻主產(chǎn)于長(zhǎng)江流域，9月中旬以后，苧麻陸續(xù)開(kāi)花。自然條件下，苧麻一年只開(kāi)一次花，因此，苧麻雜交工作須等到9月苧麻開(kāi)花才能進(jìn)行，使得育種工作受時(shí)限，年限較長(zhǎng)，如果遇到該年苧麻雜交效果不佳需要重新組配雜交組合，那么雜交工作只能等到次年9月，這樣無(wú)疑就加長(zhǎng)了育種年限。另外，不同苧麻品種的開(kāi)花習(xí)性存在差異，這樣，容易在苧麻雜交時(shí)造成父本和母本花期不遇，耽誤雜交最佳時(shí)期。目前，有育種家通過(guò)遮光調(diào)節(jié)田間種植的苧麻光照周期，可以改變苧麻開(kāi)花時(shí)間從而使父本和母本花期相遇，但這種方法工作量大，并且操作在田間進(jìn)行，存在諸多不便，同時(shí)增加了勞動(dòng)成本；通過(guò)化學(xué)試劑調(diào)節(jié)花期的辦法也存在弊端，如化學(xué)試劑會(huì)對(duì)苧麻植株生長(zhǎng)發(fā)育及花的育性造成不良影響。
父本雄花花粉與母本雌花的數(shù)量與質(zhì)量是影響苧麻雜交效果的關(guān)鍵。種植在田間條件下的苧麻，其植株生長(zhǎng)發(fā)育受外界影響較大，如若遭遇氣候惡劣的年份致使苧麻植株生長(zhǎng)弱小，開(kāi)花較少，則會(huì)影響雜交效果。傳統(tǒng)苧麻雜交方法一般在田間進(jìn)行，這就需要育種工作者嚴(yán)格把握苧麻雜交授粉時(shí)期，若在父本雄花開(kāi)花時(shí)期遇上連續(xù)陰雨天氣，則會(huì)造成花粉質(zhì)量下降，花粉數(shù)量減少，從而導(dǎo)致雜交結(jié)實(shí)率下降甚至雜交失敗，影響育種進(jìn)程。在苧麻母本雌花完全完成雜交授粉后，其最適宜的生長(zhǎng)環(huán)境是需要正常光照和維持60％～90％的空氣濕度，若在苧麻雜交授粉后遇上連續(xù)陰雨天氣，使雜交種子長(zhǎng)時(shí)間處于高濕度和弱光照或無(wú)光照條件下，則會(huì)影響雜交種子的結(jié)實(shí)率和飽滿(mǎn)度，進(jìn)而影響后續(xù)育種工作。
現(xiàn)有苧麻雜交方法主要采取“隔離雜交法”，主要是采取選擇制種區(qū)沒(méi)有其他苧麻種植的空間隔離，或采用樹(shù)林、建筑物等自然屏障，或采用人為搭建的籬笆圍墻進(jìn)行隔離(鄔欲峰.淺談苧麻雜交育種.江西農(nóng)業(yè)科技,1991,1:17-18)。這種方法需要特定的空間距離和場(chǎng)地才能實(shí)現(xiàn)，對(duì)開(kāi)展雜交非常不利。該方法父本和母本種植比例一般為1:1或1:2，雜交所需父本植株數(shù)量較多，若能以最少的父本植株與最多的母本植株雜交，將能大大節(jié)約育種場(chǎng)地并使資源達(dá)到最充分利用。同時(shí)，這種方法往往在同一隔離區(qū)內(nèi)種植多個(gè)父本多個(gè)母本(多父雜交)，難以保證清晰的父母本來(lái)源。另外，這種雜交方法用地多，單位面積土地上能夠種植用于雜交的父母本數(shù)量有限，若進(jìn)行大規(guī)模的雜交育種需要準(zhǔn)備大面積土地，資源利用率不高，該方法不利于開(kāi)展大規(guī)模雜交育種。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種苧麻雜交方法，該方法利用水培的辦法在室內(nèi)高密度扦插培養(yǎng)苧麻父本與母本，借助現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施調(diào)控苧麻植株生長(zhǎng)發(fā)育與開(kāi)花時(shí)間，能夠有效控制串粉現(xiàn)象，應(yīng)用范圍不受時(shí)間和空間的限制，可提高雜交效率，縮短苧麻育種年限，省工節(jié)本，提高雜交結(jié)實(shí)率和雜交種的純度、飽滿(mǎn)度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的苧麻雜交方法包括如下步驟：
1.父母本選配：根據(jù)育種目標(biāo)，配置好雜交組合，按照父本:母本株數(shù)比例為1:20～30取材。花期早的親本優(yōu)先扦插，花期晚的親本后插，間隔的時(shí)間為雙親花期差異天數(shù)。
2.嫩梢水培：取下父母本主莖或側(cè)枝，修剪至12～15cm、頂部帶有3～4片展開(kāi)葉的扦插苗，經(jīng)消毒處理后均勻扦插在漂浮板上，扦插密度為50～80株/m2，父本和母本可扦插于同一漂浮板上也可扦插于不同漂浮板上，每個(gè)漂浮板上僅有一個(gè)父本，父母本分別編號(hào)標(biāo)記，在溫室內(nèi)進(jìn)行水培，室內(nèi)溫度控制在20～30℃，濕度控制在60％～90％，前5d為全天候光照、清水培養(yǎng)，6～11d用營(yíng)養(yǎng)液a(營(yíng)養(yǎng)液的n、p、k元素成分比例為4:2:5)培養(yǎng)，12d后用營(yíng)養(yǎng)液b培養(yǎng)(液營(yíng)養(yǎng)液的n、p、k元素成分比例為3:1:6)，期間每隔一周添加一次營(yíng)養(yǎng)。
3.光期調(diào)控與花序處理：水培苗在5～40d間光暗周期為16/8h，40～60d光暗周期為8～10/16～14h，>60d以后光暗周期為8/16，繼續(xù)水培30d，期間觀察母本雄花生長(zhǎng)情況，在母本植株上的雄花開(kāi)始現(xiàn)蕾就開(kāi)始去雄，可借助剪刀、刀片或徒手將其全部去掉，只保留雌花，去雄時(shí)切勿傷及母本植株莖稈，去雄工作可在一天中的任意時(shí)段進(jìn)行。因苧麻為無(wú)限花序，在第一次去雄后可能還會(huì)有雄花長(zhǎng)出，必須對(duì)去雄效果進(jìn)行多次確認(rèn)，每隔2天檢查一次，直至確保母本植株不再長(zhǎng)出雄花。雄花開(kāi)花之前將其全部去掉，只保留雌花，并去除父本雌花，
4.隔離雜交與收獲：在母本雌蕊柱頭絨毛伸出并且父本雄花散粉前，將扦插有不同父本的漂浮板隔離，隔離采用的方法為器械隔離、時(shí)間隔離和空間隔離中的任意一種，父母本在光暗周期8/16h條件下繼續(xù)培養(yǎng)，在授粉2周后停止加入營(yíng)養(yǎng)液，待母本果穗呈黃褐色時(shí)，及時(shí)收獲雜交種子，做好相應(yīng)的雜交組合記錄，并立即攤曬，然后按照組合分別存放。
本發(fā)明所述的苧麻雜交方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.所述方法中的父本與母本植株在可控條件下培養(yǎng)，有充足的光源與營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充，使植株生長(zhǎng)良好、開(kāi)花旺，確保父本雄花花粉和母本雌花的數(shù)量和質(zhì)量，利于雜交；可隨時(shí)檢查、確保去雄效果，能?chē)?yán)格控制外來(lái)花粉串粉現(xiàn)象，提高雜交種的純度；且能保證在雜交后，雜交種子有充足的光照，提高雜交結(jié)實(shí)率和雜交種子的飽滿(mǎn)度。所述雜交方法工序簡(jiǎn)單，雜交取材方便，省事省力，占地少，可規(guī)?；a(chǎn)。
2.所述雜交方法在室內(nèi)進(jìn)行雜交，可通過(guò)人為調(diào)整花期使花期差異大的雜交組合能適時(shí)雜交；通過(guò)光照調(diào)節(jié)雜交親本花期，雜交時(shí)期不受時(shí)限，可全年進(jìn)行，減少了育種年限。在雜交后期采用8/16h的光暗周期培養(yǎng)利于雜交種的成熟，提高種子飽滿(mǎn)度。
3.父母本植株比例高達(dá)1:20～30，根據(jù)單位占地面積計(jì)算，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有苧麻雜交方法的父母本比例，節(jié)約了雜交育種所需空間，并能快捷鑒別父本配子的配活力。同時(shí)，多個(gè)母本群體混合后，由于種質(zhì)資源的多樣性提高，植株感染特異病菌的發(fā)生率能夠得到較好控制。各母本品種根系性狀不同、株型不同，立體利用水體中的營(yíng)養(yǎng)、空間的光照和空氣，能夠改善群體生長(zhǎng)狀況。
4.營(yíng)養(yǎng)液a(壯苗、促進(jìn)開(kāi)花)和營(yíng)養(yǎng)液b(促進(jìn)結(jié)實(shí)、壯果)的結(jié)合，可促進(jìn)父母本植株開(kāi)花、盛花及促進(jìn)雜交種子發(fā)育，提高雜實(shí)率和雜交種的飽滿(mǎn)度，促進(jìn)苧麻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變，降低培養(yǎng)后期因氮磷水平高而培養(yǎng)液中藻類(lèi)大量繁殖、導(dǎo)致水體缺氧、清理難、成本增高等問(wèn)題。在雜交后期停止添加營(yíng)養(yǎng)液可促使雜交種成熟，利于適時(shí)收獲。
5.利用漂浮板水培，可以靈活挪動(dòng)父母本，最大限度減少植株受損和搬運(yùn)成本，且利于營(yíng)養(yǎng)液的更換。
6.以父母本群進(jìn)行隔離，可有效杜絕外來(lái)花粉的污染，確保雜交種子的真實(shí)性。
附圖說(shuō)明
附圖1：本發(fā)明與常規(guī)方法的苧麻雜交結(jié)實(shí)率比較
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。以下所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施案例，對(duì)本發(fā)明并不構(gòu)成限制。
以2016年9月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類(lèi)研究所現(xiàn)代化水培溫室內(nèi)進(jìn)行的雜交為例，進(jìn)行如下說(shuō)明：本實(shí)驗(yàn)以黔苧1號(hào)為母本，以中苧2號(hào)為父本配置雜交組合。具體步驟如下：
1.水培扦插雜交親本：2016年8月25號(hào)，選擇雙親健壯嫩梢，用刀片斜切嫩梢末端，并去除多余葉片，保留頂部3～4片葉，保留嫩梢長(zhǎng)約12cm，經(jīng)消毒液浸泡10s消毒后扦插于同一漂浮板上(父本2株，母本44株)，自來(lái)水培養(yǎng)。水培麻苗置于安裝有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施的室內(nèi)培養(yǎng)，室內(nèi)的溫度控制在22℃～28℃、濕度63％～87％、全天候光照，并且室內(nèi)保持通風(fēng)透氣。
2.光期調(diào)控與花序處理：水培苗培養(yǎng)5d后添加n、p、k元素成分比例為4:2:5的營(yíng)養(yǎng)液a，12d后加入n、p、k元素成分比例為3:1:6的營(yíng)養(yǎng)液b，之后每隔一周添加一次營(yíng)養(yǎng)液b。營(yíng)養(yǎng)液a和b為含有磷酸二氫鉀、硝酸鉀、四水硝酸鈣、氯化鉀的混合水溶液，添加a營(yíng)養(yǎng)液后，麻苗培養(yǎng)液中n、p、k的濃度分別為40mg/l、20mg/l和50mg/l，添加營(yíng)養(yǎng)液b后，麻苗培養(yǎng)液中n、p、k的濃度分別為30mg/l、10mg/l和60mg/l。5～39d光暗周期為16/8h，41～61d光暗周期為10/14h，62d以后光暗周期為8/16。2016年9月22日，苧麻植株開(kāi)花，期間注意觀察，在母本植株上的雄花現(xiàn)蕾時(shí)將其全部摘除，只保留雌花，并且每隔2天觀察一次，直至確保母本植株不再長(zhǎng)出雄花。
3.隔離雜交與收獲：2016年9月28日，母本雌蕊柱頭絨毛伸出并且父本雄花開(kāi)花(但未散粉)。因雜交室內(nèi)只有單一父本，并且周邊無(wú)其他苧麻品種種植，因此無(wú)需對(duì)母本進(jìn)行隔離，待雄花花粉成熟與母本雌花授粉，完成雜交。雜交14d后停止添加營(yíng)養(yǎng)液。2016年10月25日，母本雌蕊逐漸呈黃褐色。
4.雜交授粉后期管理：2016年11月，待母本果穗呈黃褐色時(shí)，收獲雜交種子，做好相應(yīng)的雜交組合記錄，并立即攤曬。