一种甘薯周年杂交制种方法.pdf

本发明公开一种甘薯周年杂交制种方法，属于作物品种选育技术领域。包括：温室的选择；育种亲本嫁接砧木的选择；父、母本的确定；人工短日照诱导；激素诱导；杂交与收获等步骤。本发明避免了常规砧木与甘薯接穗的嫁接不亲和性；有效提高了接穗特别是难开花接穗的开花数量；打破了甘薯杂交授粉的季节性限制，使得甘薯周年制种得以实现，大大提高了甘薯杂交种子的数量，显著提高了育种效率。本发明可在甘薯育种工作中推广应用。

权利要求书1.  一种甘薯周年杂交制种方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)温室选择：选择常年温度维持在20～35℃之间的温室，里面装备防虫网和可展开、收起的遮光布；(2)嫁接砧木的选择：选择无膨大根且与甘薯嫁接亲和性好的植物作为嫁接砧木；(3)短日照处理：对嫁接好的甘薯亲本进行短日照处理，每天接受自然光照时间为8小时，以装备在温室内的遮光布展开和收起实现对光照时间的控制；(4)嫁接60d左右用300ppm的GA3喷施嫁接植株一次；(5)预杂交：以常规育种手段筛选出的优质亲本按不完全双列杂交的方式两两配组进行预杂交，测试亲本间的杂交亲和性，去除不亲和的杂交组合；(6)杂交：筛选出的优质亲本组合，以开花数量相对较多的亲本为母本，开花数量少的为父本，以人工辅助授粉的方式进行定向杂交制种；(7)种子收获：杂交30d后蒴果逐渐脱水变成褐色，果柄干枯，种子成熟，收获蒴果，分类装袋，晒干保存。2.  根据权利要求1所述的甘薯周年杂交制种方法，其特征在于，所述的温室为玻璃温室。3.  根据权利要求3所述的甘薯周年杂交制种方法，其特征在于，所述的砧木为甘薯二倍体野生种I.crassi caulis。

说明书一种甘薯周年杂交制种方法
技术领域
本发明属于作物育种领域，涉及一种农作物的杂交制种技术，具体涉及一种甘薯的周年杂交制种方法。
背景技术
有性杂交是培育甘薯新品种的重要途径之一。而甘薯属短日照植物，在中国北方则由于光照时间长，绝大多数甘薯资源材料不能自然开花，即使有个别对光照不敏感的材料能自然开花，但这样的材料往往不具有育种家们所要求的优秀农艺性状而不会被选作育种亲本，因此甘薯的这一习性成为了杂交育种的主要障碍。为克服这一障碍，育种家们通常采用嫁接和短日照处理相结合的方法促进甘薯开花结实，嫁接的目的是阻止大量养分向地下部运转，促进花芽分化。控制日照时数可满足甘薯开花对短日照条件的要求，从而使杂交育种得以顺利进行。
传统上被甘薯育种工作者用作嫁接砧木的材料是雍菜和牵牛，但雍菜和牵牛与甘薯的嫁接亲和性并不好，导致很多甘薯资源材料嫁接到砧木上之后生长停滞甚至干枯死亡，浪费了很多的人力和财力。因此寻找嫁接亲和性好的砧木成为近年来甘薯育种工作中急需解决的问题；且由于气候原因，在中国北方进行甘薯有性杂交也往往受到季节的限制，通常每年也只能在光照和温度适宜的秋季进行杂交，获得的杂交种子数量有限，往往不能满足选育优秀甘薯品系的需要，因此发明一种能够实现甘薯周年杂交制种的技术，对于有效缩短甘薯育种时间，提高甘薯育种工作的效率具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是利用甘薯二倍体野生种I.crassi caulis嫁接砧木、激素处理和可控温度、光照的温室来摆脱季节限制，实现甘薯的周年杂交制种。
本发明的目的通过如下技术方案得以实现：
一种甘薯周年杂交制种技术，该技术按以下步骤进行：
(1)温室选择：选择常年温度可维持在20～35℃之间，透光性好的温室，以玻璃温室为宜，需罩防虫网，并装备有可自动或人工展开、收起的遮光布；
(2)嫁接砧木的选择：选择无膨大根且与甘薯嫁接亲和性好的植物作为嫁接砧木，如甘薯二倍体野生种I.crassi caulis、雍菜、牵牛等；其中以亲和性最好、自身繁殖最便捷的 二倍体野生种I.crassi caulis作为砧木效果最好；
(3)嫁接方法：以适宜的嫁接方法，通常以劈接为宜；
(4)短日照处理：用装备在温室的遮光设备实现对嫁接好的甘薯亲本进行短日照处理，每天接受自然光照时间为8小时。
(5)激素处理：嫁接60天左右用300ppm的GA3喷施嫁接植株一次；
(6)预杂交：以筛选出的优质亲本以不完全双列杂交的方式两两配组进行预杂交，测试亲本间的杂交亲和性，去除不亲和的杂交组合。
(7)杂交：筛选出的优质亲本组合，以开花数量相对较多的亲本为母本，开花数量较少的为父本，以人工辅助授粉的方式进行定向杂交制种。
(8)种子收获：杂交30d后蒴果慢慢脱水变成褐色，果柄干枯，种子成熟，小心收获蒴果，分类装袋，晒干保存。
本发明所采用的甘薯二倍体野生种I.crassi caulis可以向江苏省农业科学院索要(育种单位可以免费提供)或购买。
本发明的有益效果是：
(1)甘薯二倍体野生种I.crassi caulis与甘薯栽培种亲源关系最近，其作为砧木与甘薯接穗具有非常广泛的亲和性，直接解决了其它砧木嫁接后接穗死亡的问题；
(2)甘薯二倍体野生种I.crassi caulis茎杆粗壮直立，根系发达且无膨大根，本身无性繁殖，茎杆剪段扦插即可成活，且对甘薯接穗的开花结实性有显著的促进作用；
(3)激素的利用有效提高了接穗特别是难开花接穗的开花数量；
(4)遮光设施温室的利用打破了甘薯杂交授粉的季节性限制，使得甘薯周年制种得以实现，大大提高了甘薯杂交种子的数量，显著提高了育种效率。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的内容并不局限于此。
下面实施例中的实验方法所使用的实验方法，如无特殊说明均为常规方法；下面实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1：一种甘薯周年杂交制种方法
时间：2014年
地点：江苏省农业科学院试验田
具体制种步骤：
(1)温室选择与准备：选择常年温度可维持在20～35℃之间，透光性好的玻璃温室，内壁周围罩防虫网，并装备有可自动或人工展开、收起的遮光布；
(2)嫁接砧木和接穗的准备：3月上旬将甘薯二倍体野生种I.crassi caulis砧木剪成20cm左右的茎段，腋芽向上栽插到花盆中，在温室内进行繁殖；将从资源圃中选择出的40个优良亲本薯块在大棚中排种育苗；
(3)嫁接：待砧木生长到30cm左右高度时，用刀片将砧木去顶，地上部仅留约10～15cm的茎，然后用刀片从砧木上端中间垂直往下切2cm左右深度；将接穗削成楔形，用70％的酒精消毒切口；将亲本接穗插入砧木切口中，用塑料膜缠紧，外面再用塑料绳扎紧固定，待接穗成活，伤口愈合后解去塑料绳。嫁接的材料在温室中注意温度和水肥管理，如温室内温度超过30℃要及时开窗降温，每天适量浇水；
(4)短日照处理：用装备在温室的遮光设备实现对嫁接好的甘薯亲本进行短日照处理，每天接受自然光照时间为8小时；
(5)激素处理：嫁接后60d左右用300ppm的GA3喷施嫁接植株一次；
(6)预杂交：根据育种目标选择配对亲本，父母本按不完全双列杂交的方式两两配组进行预杂交，测试亲本间的杂交亲和性，去除不亲和的杂交组合；
(7)杂交：共筛选出的96个优质亲本组合，以开花数量相对较多的亲本为母本，开花数量较少的为父本，每天早晨8点以前用小镊子对各母本人工去除雄蕊，9点到11点待父本花粉成熟散开时，以人工辅助授粉的方式对母本授粉杂交，杂交后用小纸筒套在柱头上，避免串粉；
(8)种子收获：杂交30d后蒴果慢慢脱水变成褐色，果柄干枯，种子成熟，小心收获蒴果，分类装袋，晒干保存，截止2015年2月底共收到约93000粒杂交种子。
通过以下实验例对本发明中的一些条件的有益效果作进一步的详细说明：
实验例1：砧木对接穗亲和率的影响
(1)本研究以雍菜(甘薯嫁接的常规砧木)、牵牛(甘薯嫁接的常规砧木)和甘薯二倍体野生种I.crassi caulis(本单位保存的甘薯野生资源材料，1982年引自于美国)为不同砧木。
(2)从资源圃随机选择苏薯9号等30个甘薯材料为接穗，分别嫁接雍菜、牵牛、甘薯二倍体野生种I.crassi caulis三种砧木。嫁接具体步骤为：待砧木生长到30cm左右高度时，用刀片将砧木去顶，地上部仅留约10～15cm的茎，然后用刀片从砧木上端中间垂直往 下切2cm左右深度；将接穗削成楔形，用70％的酒精消毒切口；将接穗插入砧木切口中，用塑料膜缠紧，外面再用塑料绳扎紧固定，待接穗成活，伤口愈合后解去塑料绳。
(3)在温室内通过控制遮光布的展开和收起对嫁接后的植株进行每天8小时的短日照处理，诱导甘薯接穗开花；
结果表明，以甘薯二倍体野生种I.crassi caulis为砧木的嫁接亲和性最好，与30种甘薯接穗全部亲和，亲和率100％；雍菜砧木亲和性较差，与8种接穗表现不亲和的现象，亲和率为73％；牵牛的亲和性最差，亲和率仅为63％。
表1不同砧木下各材料的嫁接亲和率

注：T1：以甘薯二倍体野生种I.crassi caulis为砧木的嫁接植株；T2：以雍菜为砧木的嫁接植株；T3：以牵牛为砧木的嫁接植株；
从实验例1的三个处理中分别选择10个嫁接成活的材料为研究对象，调查统计接穗的开花数量，见表2，实验结果表明，相比雍菜和牵牛两种砧木，甘薯二倍体野生种I.crassi caulis砧木可显著提高甘薯接穗材料的开花数量；即使不进行短日照处理，甘薯二倍体野生种I.crassi caulis砧木也能诱导一些接穗开花，说明此砧木有对甘薯开花有明显的促进作用。
表2嫁接后90d内不同砧木下各材料开花总量

注：T1：以甘薯二倍体野生种I.crassi caulis为砧木的嫁接植株；T2：以雍菜为砧木的嫁接植株；T3：以牵牛为砧木的嫁接植株；
实验例2：激素处理对甘薯开花结实的数量的影响
选择实验例1中以甘薯二倍体野生种I.crassi caulis为砧木的10个嫁接亲本为研究对 象，在嫁接后60d时用300ppm的GA3喷施嫁接植株一次，并辅以短日照处理，调查统计接穗在嫁接后90d内的开花数量。实验结果表明(表3)，用300ppm的GA3喷施嫁接植株可显著提高甘薯接穗材料的开花数量。
表3嫁接后90d内激素处理条件下各材料开花总量

注：CK：以清水喷洒嫁接植株。