[发明专利]热带季风气候地区甘蔗截茎杂交制种方法

说明书

技术领域：

本发明涉及甘蔗杂交育种技术领域。

技术背景：

有性杂交育种是甘蔗品种改良的最重要的途径。甘蔗开花与杂交制种对环境条件有严格的要求，必须同时满足亲本材料花芽分化、花粉发育、授粉授精和种子成熟四个时期对光照、温度、湿度等方面的条件，才能实现定向杂交，获得杂交种子。国际上100多年甘蔗有性杂交育种的经验表明，南北纬10°～20°之间的光周期和温度等条件有利于甘蔗杂交制种。在我国，热带季风气候地区，特别是海南省南端，具有优越的甘蔗开花和杂交制种所要求的自然条件，是建立甘蔗杂交制种基地的理想地区。但在此地区全年暖热、雨量充沛的气候条件下，甘蔗亲本植株高大，用整株的穗茎进行杂交非常困难，而且作为父本和母本的穗茎分布在亲本圃的不同位置，亲本穗茎要移到同一杂交地点才能组配杂交组合，进行定向杂交。同时，不同亲本品系花芽分化对环境条件的要求有所差异，在进行大规模甘蔗杂交制种时，往往需要在生态环境不同的地点种植亲本材料，才能较好地按育种计划的要求，最大限度地完成定向杂交的任务。因此，甘蔗杂交育种中还需考虑到穗茎长距离运输的问题。这使甘蔗定向杂交变得更为复杂。

广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场(18°21′N)是我国最重要的甘蔗杂交制基地。自1953年建场以来，先后采用过田间杂交、母本穗茎促根后砍下种植，开花时砍取父本花穗进行授粉等多种方法，虽均可获得杂交种子，但需频繁更换父本穗茎，穗茎利用率低，而且不便于集中管理，杂交时的温度、湿度等环境条件不易控制，种子发芽率受到不同程度的影响。近年来试验成功用流动水保育经促根处理的离体穗茎，以及直接用亚硫酸养茎溶液保育不经促根的离体穗茎，在杂交温室内进行杂交制种的方法。

本发明在促根技术、穗茎保育方法、杂交过程与种子成熟过程管理等多个方面作改进的基础上，形成一套完整的甘蔗杂交制种程序，使甘蔗杂交制种在杂交温室内适宜的条件下进行，杂交花穗集中管理，穗茎利用率和制种效率显著提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于中国热带季风气候地区甘蔗杂交制种的方法，其具有操作方便，可集中管理，杂交制种期间免受中午高温干燥、晚上低温、下雨等不良气候因素影响，制种效率高等优点。

本发明的目的通过如下途径来实现：

一种适合于中国热带季风气候地区甘蔗杂交制种的方法，甘蔗亲本开花时截取穗茎的上半部，移至杂交温室内按杂交组合进行隔离定向杂交，其特征在于包括如下步骤：

(1)甘蔗亲本种植：

在有灌溉条件的田间亲本圃或桶栽种植甘蔗亲本，难开花和迟开花的亲本在上一年秋季或冬初种植，容易开花和开花早的亲本在当年春季种植。

(2)穗茎促根处理：

对计划做母本的亲本品系或父本品系，10月上旬起，从步骤(1)中选取花穗苞形似“毛笔嘴”状的穗茎，根据品种和长势不同自最高可见肥厚带以下80cm～150cm有叶鞘包裹的茎段，去除其中2-4个节所在茎段上的叶鞘，用营养基质包裹进行促根处理，促根期间，要保持适宜的湿度，发现适宜砍收的穗茎及时安排砍收供杂交利用，父本品系可不进行本步骤。

(3)穗茎砍收与保育：

在步骤(2)中，母本亲本品系或父本品系经促根处理的穗茎，抽穗至1/3～1/2、顶部有少量小花开花时即可安排砍收。穗茎砍收和运输过程中小心保护，以防折断。穗茎砍收后运回杂交温室，剪除大部分叶片，在促根处下端不小于3cm处切断，迅速插入盛有清水的容器中或流动水槽中保育。

对未经步骤(2)作促根处理的父本品系穗茎，在步骤(1)的亲本中花穗75％以上抽出，可见花穗顶部的小花开花时砍收穗茎，在杂交前一天下午砍收，剪除大部分叶片，用清水喷湿花穗，切去穗茎下端砍收时旧切口处的部分节间组织后迅速插入亚硫酸养茎溶液中保育。

(4)隔离杂交与工人辅助授粉：

按杂交计划的要求，将配制杂交组合的父本和母本穗茎置于杂交温室的同一隔离单元间内进行定向杂交，母本花穗置单元间的中间位置，父本花穗底端略高于母本花穗的顶端。每天上午7时至11时之间，进行人工授粉，至母本开花基本结束止。

杂交期间每天最后一次人工授粉后，将杂交温室的部分窗户打开，下午5时后将杂交温室的窗户关闭。

(5)种子成熟过程管理：

杂交结束后将父本穗茎弃去，将母本穗茎移至种子成熟区集中管理，促根处理的穗茎用流动清水保育，未促根处理的穗茎用亚硫酸养茎溶液保育。当花穗顶部种子开始成熟，显白色絮状时，用打有通气小孔的塑料袋或防水纸袋套住整个花穗，用小绳将袋口下端连同穗轴一起扎住，当花穗的小花脱落三分之二以上时收获花穗进行干燥处理。