专利名称：一种内陆高纬度地区甘蔗人工光周期调控与杂交方法
技术领域：
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本发明涉及一种内陆高纬度地区甘蔗人工光周期调控与杂交方法。 技术背景
甘蔗有性杂交是甘蔗育种和挖掘甘蔗野生种质资源优良基因的重要途径和 手段，而开花则是有性杂交的前提和条件。甘蔗属中日照植物， 一般在北纬8° 10。之间的地区，多数甘蔗品种，通过自然光周期诱导可由营养生长转入生殖生 长完成孕穗开花。
例如，云南省农科院甘蔗研究所位于云南省开远市(北纬23°35'，海拔 1045m)，属亚热带内陆高原季风气候，年均气温19.8'C，年日照2200小时，在 自然条件下除特殊年份外，难花亲本和常用亲本不开花，栽培种与野生种的花 期相差2 6个月，这给高纬度地区的甘蔗杂交育种和野生资源的利用带来极大 的困难。
多年来，云南省农科院甘蔗研究所针对本地区自然条件的特点，开发出一 套适宜内陆高纬度地区甘蔗人工光周期调控与杂交的技术方案，解决了甘蔗开 花难、花期不遇的问题，实现甘蔗在内陆高纬度地区的有性杂交。
发明内容
本发明的目的是提供一种内陆高纬度地区甘蔗人工光周期调控与杂交方 法，在光周期室内，以固定日长和递减日长的方法进行光周期诱导，甘蔗孕穗 开花后，进行人工杂交，实现甘蔗在内陆高纬度地区的有性杂交。该方法通过 人工控制光照、温度、湿度及综合栽培管理措施，诱导甘蔗开花及提早开花， 克服了甘蔗在内陆高纬度地区开花难、花期不遇的问题，不仅可以实现难花亲 本和常用亲本孕穗开花，而且可以使栽培品种、原种与甘蔗野生种花期相遇， 并进行杂交组合配制，实现甘蔗在内陆高纬度地区的有性杂交，以解决内陆高 纬度地区甘蔗常规育种和甘蔗种质资源创新与利用工作的需求。
本发明的目的通过以下技术方案实现
1、 通过不同植期来调控不同甘蔗接受光周期诱导时的株龄。
2、 以固定日长和递减日长的方法，结合温湿度控制，使甘蔗孕穗开花。
3、 通过高压包茎、流水养茎、套笼隔离的方法进行人工杂交。
该技术实现甘蔗与野生资源及其杂种后代花期相遇并进行杂交和回交，以 培育出含有野生种血缘的新品系及品种，对拓宽甘蔗遗传背景、品种改良及创 制新的独立亲本体系奠定基础。
具体实施例方式
(一) 亲本种植与管理
1. 亲本植期
不同种或同一种内不同品种开花所需的株龄长短不一，根据这一特点，采 取不同亲本材料在不同时期种植以调节株龄，达到花期相遇的目的。
(1) 热带种、大茎野生种及难花亲本植期为上年的2 3月份，保证其在接受 人工光周期诱导前的株龄达13 14个月。
(2) 常用亲本、易花栽培品种、野生种的BC2、 BC3植期为上年5 6月份，保 证其在接受人工光周期诱导前的株龄达10 11个月。
(3) 易花的杂种Fi、 BCt植期为上年ll 12月份，保证其在接受人工光周期诱 导前的株龄达4 5个月。
2. 种植方法
(1) 用红壤土、腐熟的猪厩肥、腐熟的蔗渣以2:1:1的比例作为混合营养土， 保证土壤既疏松细碎又有充足的基肥。然后将混合营养土装入塑料桶内， 每桶的量为塑料桶容积的三分之二。
(2) 同一材料每桶选取粗壮、无病虫害、芽饱满的健康蔗种6个单芽栽种于桶 内，然后灌水，浇透为止。2 3天后以地膜进行整桶覆盖，以提高桶内温 度，减少水分蒸发，达到促进蔗种萌芽的目的。
3. 苗期亲本管理
(1) 待蔗苗出齐后揭除地膜，根据桶内湿度情况，可适当进行浇水；从苗期开 始每月施一次呋喃丹、呋甲或甲基异柳磷，每桶每次施15 20g，以防止 螟虫等地下害虫危害。
(2) 从苗期开始每月施一次N、 P、 K复合肥，每桶每次施20 25g，于人工光 周期诱导前一个月止。
(3) 从苗期开始，每隔一天浇水一次，如遇阴雨天可适当减少浇水次数，并经 常除去脚叶、枯叶及多余的分蘖茎和杂草，每桶保留4 6条主茎即可。
(二) 人工光周期调控 1.人工光周期处理方法
(1) 待亲本材料生长期达到满足光周期处理所需株龄时，即从次年4月1日起， 将亲本材料移至平板车上，以白炽灯为光源，以745分钟固定日长处理至9月 30日止。
(2) 从10月1日开始以l分钟/2天递减光照至日长为720分钟，再以固定日 长720分钟处理至12月底止的方法进行诱导处理。
(3) 光照时间采用电脑时控开关控制，以提高光照时间的准确性。
(4) 光周期处理期间，每天傍晚待天黑后再将平板车推入光周期室内，关闭暗 室巻帘门，避免外部光源进入光周期室；每天早晨在白炽灯熄灭之前的3 5分 钟内打开光周期室巻帘门，将平板车从光周期室推出至室外。
2.光周期处理期间亲本的管理
(1) 在光周期处理期间，晴天每天中午12点起对亲本材料进行喷雾处理，每 天3 5次，每次20 30分钟，每次间隔时间为30分钟，以达到降温增湿促进 孕穗的目的；阴雨天或气温低于2(TC时，停止喷雾处理。
(2) 经常除去脚叶、枯叶和多余的分蘖苗及杂草，保持蔗株间通风透光。
(3) 夜间采用自动温控设备进行加温处理，温度设置为上限23'C，下限2(TC。
(4) 冬季早晨气温较低，光周期室内白炽灯光源可延长至9 10点，在白炽灯 熄灭之前再将平板车推出室外接受自然光照，其目的是避免低温对花芽分化造 成的不利影响。
(三)人工杂交技术
1. 亲本高压包茎处理
在亲本孕穗时，其特征是旗叶伸出，用30cm长，20cm宽的塑料薄膜取适量 稀湿的混合营养土在植株中上部位包住1 2个节间，裹紧严实后用细绳将薄膜 上下两端扎紧，达到增温保湿促进发根的目的。包茎后将亲本搬运至抽穗温室。
2. 抽穗温室管理 (1)温度控制
白天当室内温度达到28 3(TC时打开温室侧窗和天窗，降低室内温度，避 免高温对开花造成不利影响；下午17 18点当气温回落时关闭温室侧窗和天窗， 或根据当天温度情况提早关窗；夜间采用自动温控设备作加温处理，温度设置 为上限23'C，下限20'C，以满足甘蔗开花对夜间温度的需求及促进花粉发育。 阴雨天室内温度低于2(TC可不用开窗，并打开自动温控设备作加温处理，温度 设置同夜间。
(2)湿度控制
亲本搬运至温室后每隔一天浇水一次，保证桶内土壤湿润；白天当室内温 度达到28。C左右时，打开自动喷雾设备，每30分钟喷雾一次，每次喷雾时间为 1分钟，保持室内湿度在60%以上，下午16 17点关闭自动喷雾设备，以达到 降温增湿的目的，促进亲本抽穗开花。阴雨天室内温度低于20'C时可不进行喷 雾处理。 3.人工杂交
(1) 流水养茎与套笼杂交
当亲本抽穗小花开放时，从包茎的下端部位剪断蔗茎，去除包茎薄膜，剪 去叶片后，将其放入杂交温室水沟内，水沟内的水保持流动状态，水量以淹没 过包茎的上端部位为宜；根据育种目标选择父母本置于同一杂交笼内进行隔离 杂交，做到一个杂交组合一个笼，避免串粉。父本花穗底端高于母本花穗顶端。
(2) 人工授粉
花药开放一般在早晨8 9点达到盛期，此时抖动父本茎杆进行人工授粉， 授粉后进行l次喷雾处理，喷雾时间30 60秒，增加室内湿度，可有效提高结 实率。授粉7 10天后，从杂交笼内取出母本置于花穗成熟室水沟内，水沟内 的水同样保持流动状态，父本丢弃。
(3) 杂交温室温湿度管理同抽穗温室。
(4) 花穗成熟室温度管理同抽穗室，但不进行喷雾处理。
(5) 母本移至花穗成熟室2 4天后进行套袋，待花穗自然干燥后剪下花穗收 获种子。
本发明的有益效果
甘蔗栽培种，特别是热带种、难花种在在高纬度地区自然条件下不易开花， 通过该技术利用人工控制光照、温度、湿度及综合栽培管理措施，成功诱导甘 蔗开花及提早开花，实现与野生资源及其杂种后代花期相遇并进行杂交和回交 的目的，以培育出含有野生种血缘的新品系及品种，对拓宽甘蔗遗传背景、品 种改良及创制新的独立亲本体系奠定基础。多年来已成功诱导越南牛蔗、拔地 拉、克林斯它林那、卡凡雀利、48M0UNA、黑车里本、斐济、96NG16、 MUCKCHE、 NC32等大量热带种孕穗开花，并与盛花的割手密、斑茅、滇蔗茅进行杂交，获 得了一批含热带种和野生种血缘的杂种后代。
权利要求
1.一种内陆高纬度地区甘蔗人工光周期调控与杂交方法，其特征在于在光周期室内，以固定日长和递减日长的方法进行光周期诱导，甘蔗孕穗开花后，进行人工杂交，实现甘蔗在内陆高纬度地区的有性杂交。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是光周期诱导处理是从次年4月1日起，以745分钟固定日长处理至9月30日止，然后从10月1日开始以1分 / 2天递减光照至日长为720分钟，再固定720分钟处理至12月底止的方法进 行光周期诱导。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征是人工杂交处理前进行亲本高压包 茎管理，然后进行人工杂交，具体步骤如下(1) 温度控制白天当室内温度达到28 30。C时打开温室侧窗和天窗，降低室内温度；当 气温回落时关闭温室侧窗和天窗；夜间采用自动温控设备作加温处理，温度设 置为上限23'C，下限2(TC;(2) 湿度控制亲本搬运至温室后每隔一天浇水一次，保证桶内土壤湿润；白天当室内温 度达到28'C左右时，打开自动喷雾设备，每30分钟喷雾一次，每次喷雾时间为 1分钟，保持室内湿度在60%以上，下午16 17点关闭自动喷雾设备，阴雨天 室内温度低于20'C时可不进行喷雾处理；(3) 人工杂交当亲本抽穗小花开放时，从包茎的下端部位剪断蔗茎，去除包茎薄膜，剪 去叶片后，将其放入杂交温室水沟内，水沟内的水保持流动状态，水量以淹没过包茎的上端部位为宜；根据育种目标选择父母本置于同一杂交笼内进行隔离 杂交，做到一个杂交组合一个笼，避免串粉，父本花穗底端高于母本花穗顶端； 花药开放一般在早晨8 9点达到盛期，此时抖动父本茎杆进行人工授粉，授粉 后进行l次喷雾处理，喷雾时间30 60秒，授粉7 10天后，从杂交笼内取出 母本置于花穗成熟室水沟内，水沟内的水同样保持流动状态，父本丢弃。
全文摘要
一种内陆高纬度地区甘蔗人工光周期调控与杂交方法，在光周期室内，以固定日长和递减日长的方法进行光周期诱导，甘蔗孕穗开花后，进行人工杂交，实现甘蔗在内陆高纬度地区的有性杂交；该方法通过人工控制光照、温度、湿度及综合栽培管理措施，诱导甘蔗开花及提早开花，克服了甘蔗在内陆高纬度地区开花难、花期不遇的问题，不仅可以实现难花亲本和常用亲本孕穗开花，而且可以使栽培品种、原种与甘蔗野生种花期相遇，并进行杂交组合配制，实现甘蔗在内陆高纬度地区的有性杂交，以解决内陆高纬度地区甘蔗常规育种和甘蔗种质资源创新与利用工作的需求。
文档编号A01H1/02GK101180944SQ200710066469
公开日2008年5月21日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者王丽萍, 范源洪, 鑫 陆 申请人:云南省农业科学院甘蔗研究所