一种提高马铃薯开花结实效率的方法与流程

本发明属于马铃薯育种技术领域，尤其涉及一种提高马铃薯在南方低海拔地区开花结实效率的方法。

背景技术：

杂交育种是马铃薯育种的常用方法，配制合理的杂交组合是获得优良材料的关键，而马铃薯材料的开花和结实效率是决定杂交能否成功的重要因素之一。马铃薯大多数栽培品种都属于长日照类型，需要光照充足、日照长的条件才能够促进花蕾分化，尤其是对本身开花数量少的早熟品种。我国西南地区可以多季种植马铃薯，而仅有春季种植的马铃薯才能生长于长日照季节，满足马铃薯开花结实所必需的光周期条件。但在南方低海拔地区如成都平原，早熟品种常因生长期间光照不足而难以开花，中晚熟品种则因5月-6月的高温而掉蕾或杂交后不结实、不形成种子，因此在低海拔地区无法开展杂交育种工作。目前本地多是到高海拔冷凉地区如海拔3000米以上的高山或高原区开展育种工作以避开高温天气，但这样存在材料种植管理和病害防治不便、路途遥远、开销花费大等问题；并且花期一般只有1个多月的时间，限制了配制更多组合的机会。通过阻止地下部结薯，从而将营养更多的转移至地上部，可以促进开花。利用这一原理发明的方法包括砖块或稻草播种法、稼接法(已有文献和专利报道)，但并不能解决西南低海拔地区春季马铃薯早期光照不足，中后期温度过高引起的开花、结实效率低的问题；同时，稼接法也存不同材料的适应性问题，且操作繁琐。此外，不同材料开花时间存在差异，如何调控花期相遇，目前没有明确的方法报道。

目前马铃薯育种存在如下问题：

1、在南方低海拔地区如成都平原，常因5月-6月时的高温，而使大量中晚熟品种不开花、掉蕾或杂交后不结实、不形成种子，无法开展杂交育种工作。

2、到高海拔的冷凉地区开展育种工作可以避开高温利于开花，但存在材料种植管理不便、路途遥远、开销花费大等问题。

3、不同品种生育期不同，因而开花时间也存在差异，存在如何使配制组合的父母本花期相遇问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高马铃薯开花结实效率的方法，旨在解决目前马铃薯育种存在南方低海拔地区早熟品种不形成花蕾，中晚熟品种不开花、掉蕾或杂交后不结实、不形成种子，无法开展杂交育种；高海拔的冷凉地区育种存在材料种植管理不便、路途遥远、开销花费大；不同品种生育期不同，因而开花时间也存在差异，存在如何使配制组合的父母本花期相遇等问题。

本发明是这样实现的，一种提高马铃薯开花结实效率的方法，所述提高马铃薯开花结实效率的方法包括：

(1)选用脱病毒种薯，在1月初将部分中、晚熟材料用赤霉素浸泡；

(2)采用单盆单个整薯种植，每盆装满基质，按细土：蛭石：椰糠＝7:1:2比例；

(3)搭固定植株的架子，每盆周围固定3根杆，用尼龙绳缠绕；

(4)氮肥和生长调节剂处理：出苗时每盆洒氮肥到盆四周，浇水淋溶；在补充氮肥后，喷施植物生长调节剂；

(5)先用装清水的小喷壶喷施花朵至能滴水为止，再将收集的花粉倒于PCR管盖中，将雌蕊柱头埋于花粉堆中粘取花粉；

(6)授粉后，配制含萘乙酸和多菌灵的溶液喷施已授粉花序；

(7)到5月中旬，修剪杂草到50cm以内。

进一步，选用脱病毒种薯用20mg/L赤霉素浸泡10min。

进一步，塑料营养钵规格30×30cm，每盆装满基质，按细土：蛭石：椰糠＝7:1:2比例，并在中间层加入50g-80g复合肥。

进一步，每盆洒50g-100g氮肥(尿素)到盆四周，浇水淋溶；在补充氮肥7d后，喷施植物生长调节剂23μg/L-48μg/L 24-eBL+5mg/L-10mg/L TDZ+100mg/L-200mg/L GA₃，15mL/盆-20mL/盆。

进一步，授粉后1d-2d，配制溶液：0.1mg/L-0.5mg/L萘乙酸+1g/L 50％多菌灵，喷施已授粉花序。

本发明的另一目的在于提供一种所述提高马铃薯开花结实效率的方法使用的固定架，所述固定架包括：固定杆、尼龙绳、营养钵；

每个营养钵周围固定3根固定杆，固定杆用尼龙绳缠绕。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述提高马铃薯开花结实效率的方法的马铃薯育种方法。

本发明提供的提高马铃薯开花结实效率的方法，选择脱毒种薯有效避免了病毒对植株开花座果的不利影响，差异催芽让同一材料的部分植株先长，部分后长，相当于从整体上增加了这一材料的生长期，即延长了花期；与传统的在盆中央插1根杆并将植株绑在杆上的固定方法相比，本发明提供的方法操作简便，不需要因植株长高、长分支而不断增加捆绑工作，且对分支多的材料固定效果好，不损伤植株；生长调节剂处理5-15d后各材料就陆续开始开花。在开花的同时，因前期氮肥的补充使得植株生长得高大健壮，叶色浓绿，光合作用强，这为后续不断地开花和座果提供足够的养分供应，而激素的作用又促进更多分枝的形成和花芽分化。两者相辅相成，达到了即使在高温、湿度低的不利环境下仍然开花数量多、花期长、落果少的理想效果；授粉前用清水增加柱头及周围环境湿度，能够显著提高座果效率，即使在5月底网棚温度已达35-40℃的情况下，仍能获得较高的座果率；授粉后施以萘乙酸和多菌灵，既防止了高温、湿度低等环境因素造成的脱落酸(ABA)增多而引起的落果现象，又起到很好的防果实生病霉变的效果；在5-6月份大环境温度高湿度低的不利条件下，通过调节小环境，促进了植株中、低层部位的果实生长，从而进一步延长了育种时间，增加获得中、晚熟材料杂交种子的机率。

本发明从种薯选择、差异催芽、简易搭架、氮肥配合生长调节剂改株型和花期、授粉前增加湿度提高座果率、授粉后生长调节剂防脱落、浅草降温增湿等多个环节，研究开发出一套促进南方低海拔地区马铃薯开花结实，并有效调控花期的方法。采用本发明具有如下优点：1、材料能在5-6月的高温环境(夜间高于20℃-白天最高温不低于35℃)下开花结实，可在南方低海拔地区开展杂交育种工作；2、可调控花期，增强配制特定组合的机会；3、可延长花期20-40d，增加花期相遇机率获得更多种子；4、授粉时间可随意选择，不用特意在早上或傍晚。使用该技术体系，50份不同品系材料中有48份均能在5-6月的高温环境(23℃夜间-35℃白天)下开花；授粉可从3月底持续进行到5月底，大大增加杂交种子数量；调控花期增加相遇机率，随机配制了130个组合，有100个组合最终收获种子，座果效率高。因此，本发明使得在南方低海拔地区开展杂交育种工作完全可行，在2016年1月-6月于绵阳市松垭镇海拔500米左右的网棚内开展马铃薯杂交育种工作，共收获约2万粒实生种子，为加快培育优质特色马铃薯新品种奠定基础。

附图说明

图1是本发明实施例提供的提高马铃薯开花结实效率的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的固定架的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的提高马铃薯开花结实效率的方法包括以下步骤：

S101：选薯催芽：选用脱病毒种薯约30g/个-50g/个，在1月初将中、晚熟材料的一半用20mg/L赤霉素(GA₃)浸泡10min，剩下的不作处理，都放于散射光下催芽7d-14d后播种；

S102：播种准备：将网棚提前清理，前作不能是马铃薯、番茄等茄科作物，以防病害；为让植株充分生长，采用单盆单个整薯种植，塑料营养钵规格30×30cm，每盆装满基质，按细土：蛭石：椰糠＝7:1:2比例，并在中间层加入50g-80g复合肥；

S103：播种：先将每盆浇透水，将薯块浅播于每盆中央，深度约10cm，盖土后以4列为一个单位纵向覆膜，以保温保湿；

S104：揭膜：约20d左右催芽处理的基本出苗，但需等到温度回升时再揭膜，一般在2月底或3月初，且这时能齐苗；

S105：搭固定架：搭固定植株的架子，每盆周围固定3根杆，用尼龙绳缠绕，层数可依据植株生长高度调节，形成一个三角形支架防止植株倒伏或折断；

S106：氮肥和生长调节剂处理：出苗约20-30d时一般在3月中旬，每盆洒50g-100g氮肥(尿素)到盆四周，浇水淋溶，注意不要直接与植株基部或叶片接触，以防烧苗。在补充氮肥7d后，喷施植物生长调节剂23μg/L-48μg/L 24-eBL(24-表油菜素内酯)+5mg/L-10mg/L TDZ(噻苯隆)+100mg/L-200mg/L GA3，约15mL/盆-20mL/盆；

S107：花粉采集：取新鲜的开放花朵(花药已裂口)，室内摊晾4h-6h后通过拍打花药使花粉散出，收集花粉于PCR管中，冻于存于4℃一周内使用均有效；

S108：授粉：用镊子去除未开放花朵(花药未裂口)的花药，注意不伤及雌蕊。以一个分枝上的4-8朵花为单位，完成去雄蕊后，用装清水的小喷壶喷施花朵至能滴水时，再将收集的花粉倒于PCR管盖中，轻轻将雌蕊柱头埋于花粉堆中粘取花粉，完成授粉后挂上标注父本和日期的吊牌；

S109：防落果实措施：授粉后1d-2d，配制0.1mg/L-0.5mg/L萘乙酸并加50％多菌灵粉末至1g/L喷施已授粉花序；

S110：浅草降温增湿：到5月中旬，若想继续做杂交，可将植株周围的杂草到修剪到50cm以内，利用它们改善植株中、低层空间环境，起到增加湿度降低温度利于座果的作用；

S111：果实套袋：为防果实成熟时自然脱落而丢失编号，当果实直径达到1.5cm时将果实和吊牌一起套入专用果实袋或网袋中并扎口；

S112：果实收获：当浆果变软时采收，挂于室内后熟约14d-20d将种子洗出，室内晾干后于通风干燥低温条件下可贮藏3年-4年；

S113：网棚管理：需注意两方面，一是晚疫病防治，推荐药剂：银法利、青霜唑，4月起若没发现病症，则每隔14d喷1次药预防，一旦发现病症立即喷药控制，并隔7d后再喷施。二是及时浇水，干旱不利于结实并且还造成落果，所以当连续7d无雨时需及时人工浇水。如果浇水后立即授粉，则可不用往柱头喷水增湿。

如图2所示，本发明实施例的固定架包括：固定杆1、尼龙绳2、营养钵3。

每个营养钵3周围固定三根固定杆1，固定杆1用尼龙绳2缠绕。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。

实施例1生长调节剂促进花芽分化并延长花期

对其中28份材料进行试验，每份材料12盆。21份材料用生长调节剂处理只有2份未开花，诱导开花效率为86.36％；开花繁茂(单株某天开花数超过15朵或花蕾数超过30个)的材料有11份。以水为对照7份材料只有4份开花，开花效率为57.14％，且花数少，没有开花繁茂型。说明激素处理不仅能显著提高开花机率，而且能促进花芽分化。如表1所示生长调节剂处理还具有如下特点：缩短从现蕾到开花需要的时间，即促进开花提早；形成更多花序以延长花期，处理的材料花期最长可达74d，平均45.84d，而未处理材料的花期最长只有35d，平均只有26.75d。以组合48μg/L 24-eBL+5mg/L TDZ+100mg/L GA₃处理效果最佳。

由于品种之间的花期相差太大以至于即使处理间的平均值差异大，但在统计上差异不显著，认为更多的是由品种遗传差异引起的。如最佳处理中，花期最长的是A6可以达到74d，花期最短的是1287号，但也有36d，所以整体说来生长调节剂是明显促进开花并延长花期的。

表1生长调节剂处理对开花的影响

实施例2氮肥处理促进植株生长茂盛

施用氮肥后，植株生长繁茂，多个材料表现为高度超过1.5m，分支多且壮。即使因遗传因素而矮化的材料，也长出许多分枝。植株生长茂盛、光合作用强才能为开花和结实提供充足的营养供应，这为获得大量种子奠定基础。

实施例3授粉前补充湿度增加座果率和种子数

试验在4月上、中、下旬和5月底分四个批次授粉，随机配制了130个组合，有100个组合最终收获种子。相对应的座果和种子情况见表2。由于不同父母本的遗传性差异，组合间的座果率、所结种子数不同，座果率最高可达100％，最低则为0，而单个果实中的种子数在本试验中最高为189粒/个，最低为3粒/个。同时座果率也极大地受到授粉时的温、湿度影响。

第一批授粉时的温湿度记录仪显示的环境温度在20℃左右、湿度90％，是非常适合马铃薯授粉和座果的条件，平均座果率为37.5％在四个批次中最高。第二批和第三批授粉时的温、湿度情况相似，温度均在25℃左右，而湿度在50-55％，对于授粉来说环境湿度偏小。授粉环境条件最差的是第四批次，湿度已低至32％，而温度却超过了35℃。但对比平均座果率和每个果实的平均种子数，发现第三批和第四批的座果率较为接近，而这两批次的共同点是授粉前用小喷壶向柱头喷水雾增加了局部湿度。第二批与第三批的授粉环境相似，但因第二批授粉前未喷水，使得其座果率和种子数明显低于后者；第四批的授粉环境最差，却因增加柱头湿度，从而提高了座果率，甚至平均种子数与第一批相似。以上说明授粉前补充柱头湿度完全能够缓解环境的不利因素，增加座果率和种子数。

表2不同时期授粉对座果和结实的影响

(+++授粉之前用水管浇灌整个育种棚；+先用小喷壶向柱头喷水雾,再授粉；-未处理.)

实施例4授粉后喷施生长调节剂防果实脱落

用0.1mg/L萘乙酸(NAA)+1g/L多菌灵溶液在授粉后两天喷施花序，既防止了因高温、干旱等环境因素造成的脱落酸(ABA)增多引起的落果现象，又起到很好的防果实生病霉变的效果。从授粉21d后果实生长情况，可以看出花梗膨大健壮无任何脱落迹像，最终收获了多个组合的果实和种子。

实施例5浅草增湿降温提高高温环境下的结实效率

第四批即5月底授粉时，将母本花蕾分上、中、下三层分别授粉统计。保持植株旁边的杂草高度在50cm以内，发现杂草伴生下马铃薯植株中、下层湿度大，而温度则较上层低了2-4℃。收获时中、下层平均座果率略低于第一批条件最好时的37.5％，而上层的则一个果实也没有。因此这一方法可改善小环境，使得在南方低海拔地区马铃薯植株可以在5月底授粉，在6月也能高效结实。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。