一种提高小麦单倍体组培苗加倍移栽结实率的方法

技术领域

本发明涉及种植技术领域，具体为一种提高小麦单倍体组培苗加倍移栽结实率的方法。

背景技术

小麦和玉米杂交诱导单倍体技术属于远缘杂交范畴，得到的小麦单倍体幼胚在植株上无法正常生长，必须通过幼胚拯救技术在室内进一步组织培养才能萌发成苗。单倍体组培苗在一定阶段经过秋水仙碱加倍处理后可生长结实，得到纯合的DH系种子，并可以稳定遗传，不再发生性状分离。这个技术应用在小麦育种上，可缩短育种年限至少7年，并节省相应的土地、化肥、人工等常规育种成本，是一种高效的生物技术育种方法。小麦单倍体技术在DH群体遗传图谱构建和基因定位等方面也有重要应用。

小麦单倍体幼胚一般在小麦扬花后15天左右在实验室中进行无菌接种，接种后5-30天左右萌发成苗，成苗后再经过15-30天的壮苗培养，即可进行人工加倍处理。一般在6月初进行小麦单倍体组培苗的加倍试验，此时气温越来越高，在自然条件下加倍移栽后成活率低，结实率更低。国内采用的方法主要有两种，一是将单倍体组培苗放在低温条件下越夏，直到11月份气温下降后再进行加倍和露地移栽。这种方法容易产生老僵苗，根系活力差，加倍成活率和成功率低；二是在简易温室中将单倍体组培苗进行加倍移栽，这种方法得到的DH植株长势较弱，分蘖较少，收获的种子量少而不饱满，一般需要室内育苗以提高田间出苗率。这两种方法都不利于提高组培苗的加倍结实率，直接导致DH系生产效率较低，无法满足育种及试验需要。

利用玉米花粉诱导小麦产生单倍体幼胚，通过人工加倍得到可稳定遗传的DH新品系，比常规方法选育新品系大大缩短了育种年限。在实际操作中，小麦单倍体幼胚一般在5月份萌发成苗，气温越来越高，如何提高试管苗的加倍结实率，成为小麦单倍体育种技术的最后一公里问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高小麦单倍体组培苗加倍移栽结实率的方法。主要解决利用玉米花粉诱导小麦产生单倍体幼胚，通过人工加倍得到可稳定遗传的DH新品系，比常规方法选育新品系大大缩短了育种年限。在实际操作中，小麦单倍体幼胚一般在5月份萌发成苗，气温越来越高，如何提高试管苗的加倍结实率，成为小麦单倍体育种技术的最后一公里问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提高小麦单倍体组培苗加倍移栽结实率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：(1)在房间内部安装2个控温机组，温度控制范围为10～45℃，控制温度精度为±0.5℃，在任意温度设定点误差≤±1.5℃；(2)在房间内部采用不锈钢超声波加湿系统进行加湿，超声波加湿系统的雾化气随着制冷系统出风口一起向下排送，加湿器位置通过管道将湿气送进房间内，在管道的进水口配有过滤装置；除湿采用冷冻式除湿机组，管道式暗装，不占用内部空间；房间内的湿度控制范围在50～90％RH，湿度控制精度达到≤±7％RH，控湿均匀度为±8％RH；(3)在房间内培养架顶部安装LED灯珠，采用拥有特定光谱的LED植物生长灯来满足室内植株全生育期对光照的需求；(4)在房间上加装一套新风交换系统，采用全热新风交换机，将室内浑浊的空气排出的同时，将室外的新鲜空气输入到室内，避免因密闭空间内气体成分配比不当影响植株生长；新风量达到400m

步骤2：小麦组培苗加倍处理前将组培瓶的瓶盖取下，敞口置于特定温室条件下进行炼苗：温度为12℃，湿度为75％RH，光照为12000Lux，每6小时开启新风系统换气10分钟；

步骤3：移栽前配制专用营养土基质，营养土基质为大汉泥炭土∶珍珠岩∶蛭石＝3∶1∶1；

步骤4：移栽时将颗粒缓释肥拌入营养土中，用量为100克/50升；

步骤5：将加倍处理后的组培苗栽入营养土基质中，深度约为1cm，随着植株一点点长大，逐步培土促壮。

步骤6：苗期降温保苗措施：刚移栽时保持低温弱光，分蘖拔节后逐渐升温加光；

步骤7：水肥供应：在拔节期进行追肥，抽穗开花期同时追肥，促进植株生长健壮和良好结实。

优选的，所述步骤1的控温机组采用涡旋式压缩机；所述步骤1中光源光谱包括R、G、B三个波段，光谱结构为380-780nm单色连续光谱，三个峰值波长分布为660nm、525nm、450nm。灯下15cm处光强达到1600μmol·s

优选的，所述步骤3中大汉泥炭土型号为602，规格0-10mm

(三)有益效果

本发明提供了一种提高小麦单倍体组培苗加倍移栽结实率的方法。具备以下有益效果：

本发明旨在优化移栽温室内的温度、湿度、光照和气体交换等条件，通过提高组培苗的加倍移栽成活率、加倍成功率和分蘖力及健壮程度，从而达到提高小麦单倍体组培苗的加倍结实率的目的，增加DH系种子的饱满程度和种子数量，获得大量DH新品系。

具体实施方式

下面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。

采用本发明的提高小麦单倍体组培苗加倍移栽结实率的方法步骤1、步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤7；进行实施例3；

实施例1为露天方法进行移栽培养：

小麦单倍体组培苗在光照培养箱低温越夏，待11月初再从培养基中取出进行加倍，大田条件下移栽，土壤条件差，成活率低，平均达到53.2％，结实率为75.1％，单株平均结实38粒。此外该方法收获DH系种子要延迟一年。

实施例2为普通空调房内进行移栽培养：

6月份在空调房中移栽加倍后的单倍体组培苗，最低温度仅能达到17-18℃，湿度较低为55％RH左右，光照仅能达到6000Lux，移栽后的植株成活率低，平均达到66.8％，茎秆细弱，叶片细长，容易倒伏，需要竹签固定，成穗少，结实率为72.4％，单株平均结实23粒，籽粒瘪，无法直接在大田进行播种。

实施例3：

单倍体组培苗移栽后，精确控制温度为12℃，湿度为75％RH，光照为12000Lux；拔节盛期温度逐渐上调为15-17℃，湿度为70％RH，光照为32000Lux；抽穗扬花期温度逐渐上调至20-22℃，湿度为75％RH，光照为42000Lux；成熟期温度逐渐升至25℃，湿度为70％RH，光照为68000Lux。每隔6小时开启新风一次，每次换气10分钟。

精确控制需要的温度、湿度、光照，定期进行室内换气，6月初在室内移栽加倍后的单倍体组培苗，按照本发明的方法，移栽的小麦植株分蘖旺盛、茎秆粗壮，成穗率高，加倍成活率为93.2％，结实率为单株平均结实174粒，且籽粒较饱满，可满足大田直播要求。

通过拥有特定光谱的LED植物生长灯对小麦植株生长健壮起到了关键作用，大幅提高了小麦单倍体组培苗加倍移栽后的生长健壮程度，主要表现在叶片颜色浓绿，宽度接近大田水平，茎秆粗壮，分蘖成穗率高，麦穗大小接近大田水平，灌浆好，单株单穗结实率高，同时由于其种植的温湿度的控制在本发明的范围具有良好的培育效果，成熟后收获的籽粒较饱满，比未采用此发明前的加倍移栽结实率明显提高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。