一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法
阅读说明：本技术 一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法 (Cultivation method for improving doubling efficiency of corn haploid ) 是由 刘文国 孟令聪 何欢 周德龙 张建新 郑淑波 高嵩 岳尧海 路明 周旭东 王敏 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法,属于作物栽培技术领域。本发明公开的一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法,采用专用营养土,加入营养液,将玉米单倍体幼苗移入牛皮纸袋后,直接进入大棚内进行移栽和炼苗缓苗,保持棚内温度、湿度,炼苗,喷施专用营养液和消毒液,保持牛皮纸袋里土壤湿润,田间精心管理。本发明方法省略了室外炼苗缓苗过程,减少了大棚内移栽时对幼苗的机械损伤,可以使单倍体幼苗成活率达约80-90％,从而可以提高玉米单倍体加倍率约25-34％,降低了育种材料和人工成本,减少了环境污染,提高了单倍体育种效率,操作简便,可大规模推广应用。(The invention discloses a cultivation method for improving doubling efficiency of corn haploid, and belongs to the technical field of crop cultivation. The invention discloses a cultivation method for improving doubling efficiency of corn haploid, which adopts special nutrient soil, adds nutrient solution, directly enters a greenhouse for transplanting, hardening and seedling recovering after transplanting corn haploid seedlings into a kraft paper bag, keeps temperature and humidity in the greenhouse, hardens seedlings, sprays special nutrient solution and disinfectant, keeps soil in the kraft paper bag moist, and carefully manages in the field. The method omits the outdoor seedling exercising and reviving process, reduces the mechanical damage to the seedlings during transplanting in a greenhouse, and can ensure that the survival rate of the haploid seedlings reaches about 80-90 percent, thereby improving the corn haploid multiplying power by about 25-34 percent, reducing the breeding material and labor cost, reducing the environmental pollution, improving the haploid breeding efficiency, having simple and convenient operation and being suitable for large-scale popularization and application.)
技术领域
本发明涉及作物栽培技术领域，更具体的说是涉及一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法。
背景技术
近年来，以生物诱导为基础的玉米单倍体育种技术已逐步成为玉米育种的关键技术。双单倍体(doubled haploid，DH)技术是选育玉米自交系的一种最快、最简便、经济、实用和直接的方法。它的基本流程是以生物诱导的单倍体植株，经人工或自然加倍获得纯合的二倍体植株，再从中筛选优系。其主要特点是选系速度快，仅需2世代即可获得稳定纯系(传统的自交系选育需经7代以上)。
随着新型诱导系的选育(农大高诱1号、吉高诱3号、农大高诱5号)，诱导效率以及鉴定效率的不断提高，单倍体的加倍技术是当前规模化应用的瓶颈。单倍体加倍方法很多，应用物理和化学因素进行处理都可以成功，主要分为自然加倍和化学人工加倍，自然加倍的频率往往比较低，大多数材料的自然加倍率低于5％。而化学加倍更为有效，可以使加倍率显著提高，达15-20％。因此，应用化学加倍方法是提高单倍体育种效率的有效方法。目前在化学加倍方法中幼胚加倍法加倍率可达20-30％，是一种比较高效的加倍方法，但其室外炼苗缓苗和移栽过程比较复杂，可以直接影响幼胚的加倍效果。
当前，单倍体幼胚加倍后的幼苗常规栽培程序为搭建遮荫网、配制专用营养土、营养液和消毒液配制、育苗准备、移苗、室外炼苗缓苗、田间移栽、田间管理。其中室外炼苗缓苗和移栽过程非常重要，需要精心的培养和管理。常规炼苗缓苗和移栽过程是采用遮阳网进行，且喷施的溶液成分营养单一、光照时间不够、生长温度较低和对幼苗有机械伤害等，导致幼苗成活率大大降低。影响加倍效率和规模，降低育种效率。
因此，提供一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法，操作简便、环保、低成本、大幅度提高加倍效率，对于玉米单倍体规模化育种具有重要的意义。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法，包括搭建塑料大棚、配制专用营养土、配制营养液和消毒液、育苗准备、移苗、棚内移栽、田间管理；采用专用营养土，加入营养液，将玉米单倍体幼苗移入牛皮纸袋后，直接进入大棚内进行移栽和炼苗缓苗，保持棚内温度28-32℃、湿度60-75％，炼苗10-15天，每2-3天喷施一次专用营养液和消毒液，保持牛皮纸袋里土壤湿润，田间精心管理。
进一步，所述的一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法，具体步骤如下：
(1)搭建塑料大棚：大棚外形采用弓形搭建，棚内高度为1.8-2.0m，大棚弓形部分采用高透光率、保温、防风的“专用蔬菜大棚薄膜”扣膜，大棚四周采用高密度的“专用蔬菜大棚防虫网”围建，保持棚内通风、防虫；
(2)配制专用营养土：将丹麦品氏泥炭土、珍珠岩和草炭土按5：1：4的比例混合，获得专用营养土待用；
(3)配制营养液和消毒液：将营养肥按1：500进行稀释，将生根粉按1：200进行稀释，将稀释后的营养肥和稀释后的生根粉等体积混合制成混合专用营养液待用；将灭菌灵按1：1000稀释并搅拌均匀，制成消毒液待用；
(4)育苗准备：采用步骤(3)配制的营养液喷施步骤(2)配制的专用营养土，专用营养土保持半干半湿状态，然后将半干半湿状态的专用营养土装入牛皮纸袋，装土量为纸袋容量的三分之二；
(5)移苗：将试验室培养瓶里的玉米单倍体幼苗取出，小心移入步骤(4)的牛皮纸袋中；
(6)棚内移栽：采用人工刨沟，沟内深度为15-20cm，把含有玉米单倍体幼苗的牛皮纸袋放入沟中，在纸袋周围人工填覆和轻按少量细土；移栽完成后及时进行喷灌；
(7)田间管理：保持棚内温度28-32℃、湿度60-75％，炼苗10-15天，牛皮纸袋里的专用营养土每2-3天喷施一次专用营养液和消毒液，每个牛皮纸袋每次喷施40-50ml专用营养液和10-15ml消毒液，保持牛皮纸袋里土壤湿润，待苗长至6-7叶时，进行施肥；由专人进行田间管理工作，保证棚内水分充足、无杂草。
与单倍体幼胚加倍后幼苗常规栽培技术相比，本发明提供了一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法，室内的单倍体幼苗经过搭建塑料大棚、配制专用营养土、配制营养液和消毒液、育苗准备、移苗、棚内移栽、田间管理。本技术的突出创新是将试验室培养的玉米单倍体幼苗移入牛皮纸袋后，直接进入大棚内进行移栽和炼苗缓苗，保持棚内温度28-32℃、湿度60-75％，炼苗10-15天，每2-3天喷施一次专用营养液和少量消毒液，保持土壤湿润，可使单倍体幼苗长势健壮，省略了室外炼苗缓苗过程，减少了幼苗的损伤率，可以使单倍体幼苗成活率达约80-90％，从而可以提高玉米单倍体加倍率约25-34％，降低了育种材料和人工成本，减少了环境污染，提高了单倍体育种效率，操作简便，可大规模推广应用。本发明方法能够重复实施，再现性强，大幅度提高了幼苗的成活率。
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提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法，具有以下有益效果：
(1)采用专用营养土、营养液和牛皮纸袋进行玉米单倍体幼苗培养，可减少幼苗损伤，更容易缓苗，提高了幼苗的成活率。
(2)育苗采用的牛皮纸袋比育苗钵、缓苗架便宜，节约了很多材料成本，而且操作简洁、方便。
(3)玉米单倍体幼苗移入到牛皮纸袋后，直接进入大棚进行移栽，省去了常规缓苗栽培方法中室外采用育苗钵和缓苗架的炼苗缓苗过程，节约了很多人工成本。
(4)常规缓苗栽培方法中的田间移苗过程需要把玉米单倍体幼苗从育苗钵中倒出或用手抠出来进行移栽，对幼苗机械伤害较大，不利于缓苗；而本发明对装在牛皮纸袋的幼苗进行移栽是把装有幼苗的纸袋直接放入沟中，对幼苗几乎无伤害，幼苗更容易成活。
(5)大棚采用高透光率、保温、防风的“专用蔬菜大棚薄膜”扣膜，可使棚内透光良好、保持较高的温度，大棚四周采用高密度的“专用蔬菜大棚防虫网”围建，可使棚内通风良好、防虫害、调节棚内温度和湿度，促进幼苗成长，有利于幼苗成活。
(6)玉米单倍体幼苗移入棚内后，采用阳光直接照射进行缓苗，并保持棚内温度25-32℃，湿度为60-75％，炼苗10-15天，每2-3天喷施一次专用营养液和少量消毒液，保持土壤湿润，可使单倍体幼苗长势健壮，减少了幼苗的损伤率，大幅度提高幼苗成活率和加倍率。
(7)棚内移栽完一周以后牛皮纸袋烂掉在土壤里，减少了环境污染。
(8)本发明方法具有重复实施，再现性强的特点；采用弓形塑料大棚、专用营养土和营养液、牛皮纸袋直接移栽技术，省略了常规移栽中室外炼苗缓苗步骤和减少幼苗移栽时机械损伤，可以节约成本10-20％，大棚里具有阳光照射、温度恒定、湿度适宜、通风良好、预防虫害等优点，适宜单倍体幼苗生长，可使幼芽成活率达约80-90％，玉米单倍体加倍率可提高约25-34％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明弓形塑料大棚的搭建；
图2附图为本发明专用营养土配制和灌装；
图3附图为本发明牛皮纸袋的装土量；
图4附图为本发明棚内牛皮纸袋无损伤移苗；
图5附图为本发明牛皮纸袋直接移栽炼苗缓苗效果；
图6附图为本发明保温保湿、通风、光照充足、预防虫害的塑料大棚；
图7附图为本发明大棚内微喷浇地；
图8附图为本发明常规移栽方法搭建遮荫网；
图9附图为常规移栽方法的育苗钵移苗；
图10附图为常规移栽方法的室外炼苗缓苗；
图11附图为常规移栽方法育苗钵炼苗缓苗效果；
图12附图为常规移栽方法的幼苗移栽；
图13附图为实施例1大棚内纸袋直接移栽和对比例常规育苗钵移栽方法的单倍体幼苗长势对比；
其中，1：本发明的牛皮纸袋直接移栽单倍体幼苗长势；2：育苗钵常规栽培方法单倍体幼苗长势。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
专用蔬菜大棚薄膜购自青州誉鑫源温室工程有限公司；专用蔬菜大棚防虫网购自浙江省台州市兴农网业有限公司；“花无缺”牌营养肥购自上海永通生态工程股份有限公司；牛皮纸袋购自台州市路桥区新桥正大筛网厂。
实施例1
一种提高玉米单倍体加倍效率的栽培方法，具体步骤如下：
(1)搭建塑料大棚：大棚外形采用弓形搭建，棚内高度为1.8-2.0m，大棚弓形部分采用高透光率、保温、防风的“专用蔬菜大棚薄膜”扣膜，大棚四周采用高密度的“专用蔬菜大棚防虫网”围建，保持棚内通风、防虫，温度保持28-32℃；弓形塑料大棚的搭建见图1；
(2)配制专用营养土：将丹麦品氏泥炭土、珍珠岩和草炭土按5：1：4的比例混合，获得专用营养土待用；专用营养土的配制和灌装见图2；
(3)配制营养液和消毒液：将“花无缺”牌营养肥按1：500进行稀释，将生根粉按1：200进行稀释，将稀释后的营养肥和稀释后的生根粉等体积混合制成混合专用营养液待用；将灭菌灵按1：1000稀释并搅拌均匀，制成消毒液待用；
(4)育苗准备：采用步骤(3)配制的营养液喷施步骤(2)配制的专用营养土，专用营养土保持半干半湿状态，然后将半干半湿状态的专用营养土装入牛皮纸袋，装土量为纸袋容量的三分之二(图3)；
(5)移苗：将试验室培养瓶里的玉米单倍体幼苗取出，按不同编号小心移入步骤(4)的牛皮纸袋中；
(6)棚内移栽：采用人工刨沟，沟内深度为15-20cm，按编号把含有玉米单倍体幼苗的牛皮纸袋放入沟中(图4)，在纸袋周围人工填覆和轻按少量细土(图5)；移栽完成后及时进行喷灌并记录；
(7)田间管理：保持棚内温度28-32℃、湿度60-75％，炼苗10-15天，牛皮纸袋里的专用营养土每2-3天喷施一次专用营养液和消毒液，每个牛皮纸袋每次喷施40-50ml专用营养液和10-15ml消毒液，保持牛皮纸袋里土壤湿润，待苗长至6-7叶时，进行施肥；由专人进行田间管理工作，保证棚内无杂草(图6)、水分充足(图7)。
待长至6-7叶时，统计幼苗成活率，收获结束后统计结实株数并计算单倍体的加倍率，结果见表1。
表1应用本发明栽培方法各品种的单倍体幼苗成活率(％)和加倍率(％)
注：幼苗成活率(％)＝幼苗成活株数/移苗总株数*100；单倍体加倍率(％)＝加倍成功株数/幼苗成活株数*100；加倍成功株数即收获时结实的株数。
对比例
常规栽培方法的操作步骤：搭建遮荫网、配制专用营养土、配制营养液和消毒液、育苗准备、移苗、室外炼苗缓苗、田间移栽、田间管理。
具体步骤如下：
(1)搭建遮荫网：采用“黑色带孔遮荫网”进行围建(图8)，保持棚内通风。
(2)配制营养土：将丹麦品氏泥炭土、珍珠岩混合，配制比例为5：2。
(3)配制营养液：“花无缺”牌营养肥按1：500进行稀释。
(4)育苗准备：将预先准备好的营养土用营养液进行喷施，营养土保持半干半湿状态，然后将营养土装入育苗钵里，装土量为育苗钵容量的三分之二。
(5)移苗：将试验室培养瓶里的幼苗取出，按不同编号小心移入育苗钵里(图9)。
(6)室外炼苗缓苗：按编号将育苗钵放入育苗架上，并放入种子盒里，移出室外放置在遮荫网里(图10)。遮荫网内保持温度28-32℃、湿度60-75％，炼苗10-15天(图11)。
(7)田间移栽：采用人工刨沟，沟内深度为15-20cm，按编号把含有单倍体幼苗的育苗钵放入沟中(图12)，用手小心抠出或倒出幼苗移栽到沟里，人工填覆和轻按少量细土。移栽完成后及时进行喷灌并记录。
(8)田间管理：保持土壤湿润，待苗长至6-7叶时，进行施肥。由专人进行田间管理工作，保证土壤水分充足、无杂草。
待长至6-7叶时，统计常规栽培方法各品种的单倍体幼苗成活率，收获结束后统计结实株数并计算单倍体的加倍率，结果见表2。
表2应用常规栽培方法各品种的单倍体幼苗成活率(％)和加倍率(％)
注：幼苗成活率(％)＝幼苗成活株数/移苗总株数*100；单倍体加倍率(％)＝加倍成功株数/幼苗成活株数*100；加倍成功株数即收获时结实的株数。
本发明栽培方法(实施例1)和常规栽培方法(对比例)对比后各品种提高的幼苗成活率和加倍率，见表3。
表3本发明栽培方法和常规栽培方法对比后各品种提高的幼苗成活率(％)和加倍率(％)
本发明方法省略了常规栽培方法中室外炼苗缓苗过程，减少了人力成本。大棚里采用牛皮纸袋直接移栽，有利于缓苗，大大的提高了单倍体幼苗的成活率和加倍率(图13)，减少了幼苗机械损害和环境污染，降低了育种材料成本，操作简便，可规模化推广应用。
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。
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