本发明涉及农作物种植技术领域，更具体的说是涉及一种苦荞杂交育种方法。
背景技术：
苦荞(f.tataricumgaertn)属于蓼科(polygonaceae)荞麦属(fagopyrummill)作物，其籽粒的蛋白质、维生素、脂肪等营养成分含量普遍高于大米、小麦和玉米等，并且苦荞中还含有一些其他粮食作物中没有的或稀缺的特殊营养素和药用成分(如芦丁、vc、苦味素、叶绿素、se等)，不但可提高人体内必需元素的含量，还可起到辅助治疗心脑血管疾病、高血压、糖尿病、癌症及清热解毒消炎等医疗的作用。随着苦荞的保健功能和药用价值逐渐被人们认可，市场对苦荞的需求也越来越大，提高苦荞产量，增加稳定供给，是我国苦荞育种长期以来一直努力攻关的课题，利用优异的种质资源进行高产稳产育种是提高苦荞产量最有效和最经济的途径。
杂交育种是种质创新和新品种选育的重要途径，在水稻、小麦等作物中被普遍利用，但尚未在苦荞育种中充分利用。其原因是，由于苦荞为自花授粉作物，而且常常闭花授粉，花大小为2-3mm，因此非常不便于进行人工去雄和有性杂交工作，导致杂交结实率很低，进而杂交育种效率不高，严重影响了苦荞新品种选育的速度。
因此，如何提供一种提高杂交成功率、缩短育种周期、快速培育出高产、抗逆性强，结实率高的苦荞杂交育种方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有苦荞杂交结实率低的问题，从而提供了一种苦荞杂交育种方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种苦荞杂交育种方法，包括以下步骤：
(1)亲本选择：根据高产、高芦丁含量、矮秆、早熟等育种目标，选择产量、芦丁含量、株高、生育期等目标性状差异较大的两个苦荞品种分别作为父本和母本；
(2)亲本培育：将选择的父本和母本苦荞分别种植在花盆中，待父本苦荞培育至进入初花期，母本苦荞培育至顶部露出5朵以上1.5-2mm大小未开放的花蕾时准备进行杂交；其中对母本苦荞花蕾数量及大小的限定可以确保每次杂交均能找到适合去雄的母本花蕾，提高工作效率；
(3)去雄：选取生长健壮的未开放的母本的花蕾，除去花蕾的花被，再掐掉雄蕊，待授粉；
(4)授粉：用父本的花粉对母本进行授粉，授粉完成后套袋；
(5)收获：授粉后继续培育，收获授粉后的母本的种子，即得杂交种子。
优选的，在上述一种苦荞杂交育种方法中，步骤(2)所述亲本培育的方法为：在30*28cm的营养钵中分别种植多粒父本和母本5-10盆，在父本和母本出苗后10-20d左右每盆各保留1株生长健壮的植株，用植物支架固定。
上述技术方案的有益效果是：在30*28cm的营养钵中种植父本和母本是为了杂交时植株任意方向转动或移动等方便操作；另外荞麦的一级分枝数在出苗后10-20d内分化出现最多，一盆多株影响单株的正常生长，因此，每盆只保留1株生长的健壮植株。
优选的，在上述一种苦荞杂交育种方法中，步骤(3)所述去雄为：仔细观察母本花蕾，选择花被未开裂、未松动的花朵，用镊子掐掉5片花被，继续观察雄蕊花药，如花药已开裂，表面附着较多的花粉的花朵直接掐掉整朵花，放弃杂交，如花药饱满、颜色粉红、表面光滑，则可以确定该花朵选择未散粉，用镊子掐掉雄蕊完成去雄操作。
上述技术方案的有益效果是：苦荞常常闭花授粉，因此杂交时选择未授粉的花蕾是获得真杂交种子的关键，而花被未开裂、未松动的花朵95％以上是未授粉花朵；掐掉花被以后再观察其花药是否开裂，掐掉花药已开裂的花朵，用花药未开裂的花朵进行杂交，所获得的杂交种子为100％的真杂交种子。
优选的，在上述一种苦荞杂交育种方法中，步骤(4)所述授粉最佳操作在晴天的8:00-11:30进行。
上述技术方案的有益效果是：苦荞花一般最早开放时间在上午7:00,开花后1-1.5小时花药成熟开裂，散出花粉粒，在阳光下3小时受精活力下降，因此授粉时间最好选择在上午8:00-11:30。
优选的，在上述一种苦荞杂交育种方法中，步骤(4)所述授粉方式是：将整朵父本花取下来倒扣在母本花的柱头上轻轻地涂抹，使父本花的花粉均匀授于母本花的柱头上。
上述技术方案的有益效果是：把整朵父本花倒扣在母本花的柱头，使父本花的花粉充分的粘到母本柱头，轻轻地涂抹是为了避免用力过大将柱头和子房损坏。
优选的，在上述一种苦荞杂交育种方法中，步骤(4)中选择花药已开裂，表面附着较多花粉的花朵作为父本授粉花朵。
优选的，在上述一种苦荞杂交育种方法中，已授粉是用头戴式放大镜观察母本花朵的柱头上粘附着浅粉色的父本的花药。
上述技术方案的有益效果是：为了保证授粉的有效率，每次授粉操作完成以后，一定要用头戴式放大镜观察母本花朵的柱头上是否已有父本的花粉粒存在，如果没有父本花粉粒存在，则应重新授粉。
优选的，在上述一种苦荞杂交育种方法中，步骤(4)中所述父本的花粉为父本开花后0-3h的花粉，所述授粉在母本花蕾去掉雄蕊后0-0.5h内进行。
上述技术方案的有益效果是：选择开花后0-3h的花粉是由于在阳光下3小时其受精活力下降，并且在母本花蕾去雄后0-0.5h进行授粉是由于苦荞花柱是湿性柱头，柱头表面有分泌物，在0.5h以后柱头表面的粘附力有所下降，因此，本发明的选用开花后0-3h的花粉授于去雄后0-0.5h母本花蕾进行授粉，可提高杂交结实率。
优选的，在上述一种苦荞杂交育种方法中，步骤(5)中所述授粉后继续培育的方法为：对授粉后的母本花朵进行套袋，2d后观察已授粉花朵的子房是否膨大，若子房的颜色变暗、没有膨大则表明子房受损授粉失败；若膨大则表明授粉成功则进行重点观察保护，待籽粒成熟后，即得杂交种子。
上述技术方案的有益效果是：苦荞完成受精过程所需要的时间是14-20h,2d后观察此授粉花朵时可清楚的看到子房膨大至1.5mm以上，表明授粉成功，而2d之前观察子房膨大不明显，授粉成败很难分清。
优选的，在上述一种苦荞杂交育种方法中，还包括以下步骤：将所述杂交种子暴晒干燥后，密闭放在阴凉处，在温室或第二年春季在花盆中进行种植，所获得种子自交至少5次以后选择符合育种目标的单株。
上述技术方案的有益效果是：杂交种子收获以后必须暴晒干燥后密闭放在阴凉处，最好开袋即播，否则种子易受潮，发芽率丧失很快，本发明中杂交获得的种子到f5代以后大部分系统稳定，因此f6代开始可以选择符合育种目标的单株。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种苦荞杂交育种方法，通过人工杂交技术，定向选育出生长性状、抗性性状、产量性状稳定且高产量的优势明显的苦荞杂交种子。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种苦荞杂交育种方法，其包括如下步骤：
s1、根据高产、高芦丁含量、矮秆、早熟等育种目标，选择产量、芦丁含量、株高、生育期等目标性状差异较大的两个父本和母本苦荞品种分别培育，其中父本和母本的培育方法为：在多个30*28cm的营养钵中填2/3左右的培养土并浇透水，在所述花盆的培养土中打3-5个直径1cm左右、深2cm左右的种子穴，每穴播种一粒种子后抹平，出苗后每隔5-7天浇水一次，并在出苗后的10-20d左右每盆留1株生长健壮的植株，用植物支架固定后继续培育，父本苦荞培育至正好初花期，母本苦荞培育至顶部露出5朵以上1.5-2mm大小的未开放的花蕾时方可进行杂交。
s2、在培育的母本中选取花被未开裂、未松动的1.5-2mm大小的母本花蕾，从头戴式放大镜中用尖锐的镊子小心地掐掉5片花被，之后观察雄蕊花药，如花药已开裂，表面附着较多的花粉的花朵直接掐掉整朵花，放弃杂交；如花药饱满，颜色粉红，表面光滑，则可确定该花朵未散粉，可以用镊子掐掉所述雄蕊继续完成去雄操作，但此过程中切勿损伤雌蕊柱头和子房。
s3、通过头戴式放大镜观察父本开花情况，仔细观察雄蕊花药，选择花药已开裂，表面附着较多花粉的授粉花朵的整朵取下来倒扣在母本花的柱头上轻轻地涂抹在去掉雄蕊后0-0.5h的母本花的花柱柱头上，涂抹时切勿用力过大将子房损坏；授粉完成后套袋，并且在标签上写上杂交母本和父本的名称、杂交人姓名、杂交时间后，标签牌挂在靠近杂交花朵的位置上。授粉最佳时间是晴天的8:00-11:30。授粉后的继续培育方法为：授粉2d后观察已授粉花朵的子房是否膨大，若子房的颜色变暗、没有膨大则表明子房受损授粉失败；若膨大则表明授粉成功则进行重点观察保护，待籽粒成熟后，即得所述杂交种子。本实施例中，套袋为羊皮纸袋，大小为18×11cm。
s4、将苦荞杂交种子暴晒干燥后，密闭放在阴凉处，在温室或第二年春季花盆种植，所获得种子自交5次以后方可选择符合育种目标的单株。
其中，苦荞杂交种子培育方法为：
播前准备：将20个30*28cm的营养钵中填2/3左右的培养土，浇透水备用。
播种：将父本5粒、母本5粒和杂交种子10粒，在所述花盆的培养土中每盆打1个直径1cm左右、深2cm左右的种子穴，每穴播种一粒种子后抹平，同时插好标牌做好登记。
苗期管理：出苗后，每隔5-7天浇水一次，3-5真叶期培土一次，待株高为20cm时，用植物支架固定并继续培育。
选择符合育种目标的单株的方法为：
m1初选：由于杂交第一代植株间的性状表现一致，没有分离现象，所以对上述10粒苦荞杂交植株中只淘汰病株和劣株，成熟后按单株分别收获、保存。但同样f1代植株间也出现性状差异，所以为以后育成高产杂交品种增加选择机会，应选择f1代单株中产量性状好的优良单株。
m2复选：将初选的优良单株的种子构建f2群体，继续将f2群体的种子单粒种植在营养钵中。按ssd方法繁殖5-7次自交纯合，同时调查苦荞生长中的各项指标，根据观察记载资料综合分析结果，将筛选符合育种目标的单株。
m3初步繁殖：经复选的性状稳定的种苗进行繁育，得到优良苦荞杂交原种。m4品系比较试验：入选单株的繁殖后代称为品系；以亲本和有代表性的当地主栽培品种作为对照，在同等栽培条件下进行比较试验，比较鉴定的项目有株高、主茎节数、一级分枝数、二级分枝数、茎粗、株粒数、株粒重、千粒重、成熟期、粒型和抗病虫能力等。
m5报请审(认)定：经品系比较试验和区域适应性试种筛选出的优良品系，即可报请省级作物品种审定委员会审(认)定。
m6原种繁殖：对所选育出的优良苦荞品系，经过相关单位审定后，进行繁殖，繁育出优良苦荞原种。
m7繁育推广：经审定合格的优良种苗即可繁育和大规模推广。
研究结果显示：采用本发明杂交育种方法的苦荞杂交结实率达70％以上。
实施例1
实施例1提供一种苦荞杂交育种方法，包括以下步骤：
亲本材料：日本北陆农业试验场从农林水产省农业生物资源研究所引进的“rotudatum”中选育的高秆高产品种“北陆4号”为母本，北海道的矮秆低产地方品种“石荞麦”为父本。
研究所述父本和母本苦荞的主要性状，其结果参见表1(平均值)。
表1父本和母本苦荞的主要性状
亲本的育苗及定植：3月初在30*28cm的营养钵中填2/3左右的培养土并浇透水，在所述花盆的培养土中打3-5个直径1cm左右、深2cm左右的种子穴，每穴播种一粒种子后抹平，出苗后每隔5-7天浇水一次，并在出苗后的10-20d左右每盆留1株生长健壮的植株，用植物支架固定后继续培育。
母本去雄：在培育的母本中选取花被未开裂、未松动的1.5-2mm大小的母本花蕾，从头戴式放大镜中用尖锐的镊子小心地掐掉5片花被，之后观察雄蕊花药，如花药已开裂，表面附着较多的花粉的花朵直接掐掉整朵花，放弃杂交；如花药饱满，颜色粉红，表面光滑，则可确定该花朵未散粉，可以用镊子掐掉所述雄蕊继续完成去雄操作，但此过程中切勿损伤雌蕊柱头和子房。
授粉：通过头戴式放大镜观察父本开花情况，仔细观察雄蕊花药，选择花药已开裂，表面附着较多花粉的授粉花朵的整朵取下来倒扣在母本花的柱头上轻轻地涂抹在去掉雄蕊后0-0.5h的母本花的花柱柱头上，涂抹时切勿用力过大将子房损坏，并保证授粉时间在8:00-11:30，授粉完成后套袋，并且在标签上写上杂交母本和父本的名称、杂交人姓名、杂交时间后，标签牌挂在靠近杂交花朵的位置上。授粉2d后观察已授粉花朵的子房是否膨大，若子房的颜色变暗、没有膨大则表明子房受损授粉失败；若膨大则表明授粉成功则进行重点观察保护，待籽粒成熟后，即得所述杂交种子。直到每个杂交组合获得10粒以上杂交种子为止继续进行杂交操作。
种子采收：将苦荞杂交种子暴晒干燥后，密闭放在阴凉处保存。
杂交种子的播种：为了加快繁殖后代的速度，同年10月份在温室里将父本5粒、母本5粒和杂交种子10粒种植在花盆中，在花盆的培养土中每盆打1个直径1cm左右、深2cm左右的种子穴，每穴播种一粒种子后抹平，同时插好标牌做好登记。
育苗管理：由于杂交获得的种植常常不太饱满，价值杂种后代具有新的遗传基础，对外界条件比较敏感，因此必须种植在良好的栽培环境中，加强栽培管理，出苗后，每隔5-7天浇水一次，3-5真叶期培土一次，待株高为20cm时，用植物支架固定并继续培育，以使杂种的优良性状得到充分表现。
选育：矮秆、高产的苦荞单株。
(1)初选：由于杂交第一代植株间的性状表现一致，没有分离现象，所以对上述10粒苦荞杂交植株中只淘汰病株和劣株，成熟后按单株分别收获、保存，但同样f1代植株间也出现性状差异，所以为以后育成高产杂交品种增加选择机会，应选择f1代单株中产量性状好的优良单株。
(2)复选：将初选的优良单株的种子构建f2群体，继续将f2群体的种子单粒种植在营养钵中，按ssd方法繁殖5-7次自交纯合，同时调查苦荞生长中的各项指标，根据观察记载资料综合分析结果，将筛选符合育种目标的单株。
(3)繁育：经复选的性状稳定的种苗进行繁育，得到优良苦荞杂交原种。
(4)品系比较试验：入选单株的繁殖后代称为品系；以亲本和有代表性的当地主栽培品种作为对照，在同等栽培条件下进行比较试验，比较鉴定的项目有株高、主茎节数、一级分枝数、二级分枝数、茎粗、株粒数、株粒重、千粒重、成熟期、粒型和抗病虫能力等。
(5)报请审(认)定：经品系比较试验和区域适应性试种筛选出的优良品系，即可报请省级作物品种审定委员会审(认)定。
(6)原种繁殖：对所选育出的优良苦荞品系，经过相关单位审定后，进行繁殖，繁育出优良苦荞原种。
(7)繁育推广：经审定合格的优良种苗即可繁育和大规模推广。
本实施例通过将北陆4号(母本)与石荞麦(父本)杂交得到苦荞新品系75-1，该苦荞新品系与母本(北陆4号)、父本(石荞麦)关于株高和单株粒重(产量)的对比如表2所示。
表275-1及母本苦荞的株高和产量情况
由上表可看出，该苦荞新品系的株高比母本(北陆4号)矮32cm，产量提高2.5％。因此，该苦荞新品系具有矮秆、高产等杂交优势。
以下实施例2除母本不同外，其它均与实施例1相同。
实施例2
实施例2提供一种苦荞杂交育种方法，包括以下步骤：
亲本材料：日本北陆农业试验场从俄罗斯引进的“mt-1”中选育的高产品种“北系2号”为母本，北海道的矮秆低产地方品种“石荞麦”为父本。
研究所述父本和母本苦荞的主要性状，其结果见下表3(平均值)。
表3父本和母本苦荞的主要性状
亲本的育苗及定植：3月初在30*28cm的营养钵中填2/3左右的培养土并浇透水，在所述花盆的培养土中打3-5个直径1cm左右、深2cm左右的种子穴，每穴播种一粒种子后抹平，出苗后每隔5-7天浇水一次，并在出苗后的10-20d左右每盆留1株生长健壮的植株，用植物支架固定后继续培育。
母本去雄：在培育的母本中选取花被未开裂、未松动的1.5-2mm大小的母本花蕾，从头戴式放大镜中用尖锐的镊子小心地掐掉5片花被，之后观察雄蕊花药，如花药已开裂，表面附着较多的花粉的花朵直接掐掉整朵花，放弃杂交；如花药饱满，颜色粉红，表面光滑，则可确定该花朵未散粉，可以用镊子掐掉所述雄蕊继续完成去雄操作，但此过程中切勿损伤雌蕊柱头和子房。
授粉：通过头戴式放大镜观察父本开花情况，仔细观察雄蕊花药，选择花药已开裂，表面附着较多花粉的授粉花朵的整朵取下来倒扣在母本花的柱头上轻轻地涂抹在去掉雄蕊后0-0.5h的母本花的花柱柱头上，涂抹时切勿用力过大将子房损坏，并保证授粉时间在8:00-11:30，授粉完成后套袋，并且在标签上写上杂交母本和父本的名称、杂交人姓名、杂交时间后，标签牌挂在靠近杂交花朵的位置上。授粉2d后观察已授粉花朵的子房是否膨大，若子房的颜色变暗、没有膨大则表明子房受损授粉失败；若膨大则表明授粉成功则进行重点观察保护，待籽粒成熟后，即得所述杂交种子。直到每个杂交组合获得10粒以上杂交种子为止继续进行杂交操作。
种子采收：将苦荞杂交种子暴晒干燥后，密闭放在阴凉处保存。
杂交种子的播种：为了加快繁殖后代的速度，同年10月份在温室里将父本5粒、母本5粒和杂交种子10粒种植在花盆中，在花盆的培养土中每盆打1个直径1cm左右、深2cm左右的种子穴，每穴播种一粒种子后抹平，同时插好标牌做好登记。
育苗管理：由于杂交获得的种植常常不太饱满，价值杂种后代具有新的遗传基础，对外界条件比较敏感，因此必须种植在良好的栽培环境中，加强栽培管理，出苗后，每隔5-7天浇水一次，3-5真叶期培土一次，待株高为20cm时，用植物支架固定并继续培育，以使杂种的优良性状得到充分表现。
选育：早熟、高产的苦荞单株。
(1)初选：由于杂交第一代植株间的性状表现一致，没有分离现象，所以对上述10粒苦荞杂交植株中只淘汰病株和劣株，成熟后按单株分别收获、保存。但同样f1代植株间也出现性状差异，所以为以后育成高产杂交品种增加选择机会，应选择f1代单株中产量性状好的优良单株。
(2)复选：将初选的优良单株的种子构建f2群体，继续将f2群体的种子单粒种植在营养钵中。按ssd方法繁殖5-7次自交纯合，同时调查苦荞生长中的各项指标，根据观察记载资料综合分析结果，将筛选符合育种目标的单株。
(3)繁育：经复选的性状稳定的种苗进行繁育，得到优良苦荞杂交原种。
(4)品系比较试验：入选单株的繁殖后代称为品系；以亲本和有代表性的当地主栽培品种作为对照，在同等栽培条件下进行比较试验，比较鉴定的项目有播种至初花日数、株高、主茎节数、一级分枝数、二级分枝数、茎粗、株粒数、株粒重、千粒重、成熟期、粒型和抗病虫能力等。
(5)报请审(认)定：经品系比较试验和区域适应性试种筛选出的优良品系，即可报请省级作物品种审定委员会审(认)定。
(6)原种繁殖：对所选育出的优良苦荞品系，经过相关单位审定后，进行繁殖，繁育出优良苦荞原种。
(7)繁育推广：经审定合格的优良种苗即可繁育和大规模推广。
本实施例通过将北系2号(母本)与石荞麦(父本)杂交得到苦荞新品系70-12，该苦荞新品系与母本(北系2号)、父本(石荞麦)关于播种至初花日数和单株粒重(产量)的对比如表4所示。
表470-12及亲本苦荞的播种至初花日数和产量情况
由上表可看出，该苦荞新品系的播种至初花天数比母本(北系2号)早9天，产量提高6.3％，因此，该苦荞新品系具有早熟、高产等杂交优势。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。