CN111837937B - 一种广西莪术的杂交方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种广西莪术的杂交方法。它包括水培开花、去雄和柱头处理和花粉处理和授粉。本发明首创广西莪术的水培杂交方法，节约土地资源，提高了空间利用率；解决了田间杂交受花期限制的问题；配制的水培营养液能够缩短果实发育期，提高结实率，柱头刺激液能够延长柱头的可授时间。本发明为广西莪术杂交育种提供技术基础，对丰富广西莪术的种质资源意义重大，并为开创其它姜科植物的水培杂交技术提供借鉴意义。
Description
技术领域：
本发明属于植物杂交育种领域，具体涉及一种广西莪术的杂交方法。
背景技术：
广西莪术(Curcuma kwangsiensis)为姜科姜黄属多年生草本植物，分布在我国广西、广东、云南等地，是集药用、观赏等价值于一体的多用途植物资源。株高约0.5m，有发达的地下根状茎，叶片椭圆状披针形，穗状花序呈圆柱状，上面具密集的苞片，基部苞片淡绿色，上部苞片***，花期4-9月。广西莪术的根茎及膨大的块根都可供药用，其根茎是中药莪术的一种，是广西地道的药材之一，其块根称“桂郁金”，具有行气解郁、破瘀、止痛的功效(曾宋君等，2003)。广西莪术具有很高的观赏价值，花叶兼赏，由于根状茎发达，在花卉分类上可归入球根花卉，是很好的盆栽和园林布置用材，花序梗长而坚硬，花序紧凑、艳丽，也适合作鲜切花材料(高江云等，2006)。
市场对广西莪术资源的大量需求推动了该种的育种工作，目前报道的变种和选育品种有南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanlingensis)(马晓燕等，2009)、玛瑙桂莪术(Curcuma kwangsiensis‘Manao’)(盛爱武等，2012)、香凝南岭莪术(Curcumakwangsiensis var. nanlingensis‘Xiangning’)(盛爱武等，2012)等。广西莪术是虫媒植物，花的结构特殊，自然条件下不易授粉，自然结实率低。人工杂交是推进广西莪术育种工作的重要途径，目前关于广西莪术的杂交尚无报道，开展杂交技术研究能够为丰富广西莪术种质资源，提高变异频率，定向培育经济价值高、符合市场需要的广西莪术新品种提供技术保障。
传统的田间杂交会受到自然花期限制，还会受气候和环境的影响，严重制约育种效率。利用人工气候室进行杂交可以通过对环境条件的调控，克服田间气候和季节变化带来的干扰和限制。人工气候室除了使用土壤或基质栽培育种植株，还可使用水培杂交方法，水培杂交不需使用土壤或栽培基质，节省了基质配制、消毒、翻耕、改良等管理成本，减轻劳动强度。郭仲琛(1979)剪取田间的大麦穗在温室水培杂交成功，王庆斌等(1997)报道了对杨树切花枝进行水培杂交的方法。本发明人利用广西莪术的水培切花枝杂交，出现不坐果或幼果不膨大的现象，无法获得杂交种子，说明切花枝水培杂交不适用于广西莪术杂交。开发一种高效的杂交方法是推进广西莪术育种工作，加快培育广西莪术杂交新品种，促进广西莪术产业发展亟待解决的问题。
目前，尚无广西莪术杂交技术报道，也无相关专利申请件。
参考文献：
高江云,夏永梅,黄加元,李庆军.2006.中国姜科花卉,北京:科学出版社.
郭仲琛.1979.杂交育种水培法.植物杂志,2:47.
马晓燕,周伟斌,刘念.2009.广东姜黄属一新变种-南岭莪术.仲恺农业工程学院学报, 22(3):15-16.
盛爱武,刘念,张施君,叶向斌,尹彩霞,胡秀,兰霞.2012.药用观赏广西莪术新品种‘玛瑙桂莪术’.园艺学报,39(7):1419-1420.
盛爱武,刘念,张施君,叶向斌,尹彩霞,胡秀,范燕萍.2012.观赏花卉新品种‘香凝南岭莪术’. 园艺学报,39(11):2335-2336.
王庆斌,吴新民,崔巍,张效森,蒋衍龙.1997.杨树水培杂交育种技术的探讨.牡丹江师范学院学报1:9-10.
曾宋君,段俊,刘念,樊汉明,方坚平.2003.姜目花卉,北京:中国林业出版社.
发明内容：
本发明的目的是提供一种广西莪术的杂交方法，利用该杂交方法可以缩短果实发育期，提高结实率，延长授粉时间。
本发明的广西莪术的杂交方法，包括以下步骤：
a、水培开花：
从广西莪术或其变种、品种中选取父母本，选取符合育种目标性状的父母本，把父母本的根状茎置于培养室，水培至根状茎上长出花序，所述的水培的培养液是改良的霍格兰营养液，其是在霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸50-100mg/L、谷胱甘肽20-30mg/L；
b、去雄和柱头处理
在小花开放后剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹柱头刺激液，所述的柱头刺激液是浓度为10-20mg/L的褪黑素水溶液；
c、花粉处理和授粉
收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上，果实成熟开裂，收集种子。
优选，所述的水培至根状茎上长出花序，其水培条件为：水培20-25天至根状茎上长出花序，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度2000-3000Lux，光照周期12小时/天。
所述的收集父本的花粉用镊子或竹签、解剖针刮取收集父本的花粉，授粉是用棉签或毛笔、毛刷、授粉笔蘸取花粉涂抹在母本柱头上。
所述的广西莪术或其变种、品种是广西莪术(Curcuma kwangsiensis)、南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanlingensis)、玛瑙桂莪术(Curcuma kwangsiensis‘Manao’)和香凝南岭莪术 (Curcuma kwangsiensis var.nanlingensis‘Xiangning’)。
本发明首创在培养室水培环境下的广西莪术人工杂交方法，这种方法的优点是：
1、
a、本发明一个水培器皿可放一棵或多棵植株，可用纯营养液培养，也可以在容器底部放沙子或陶粒等基质帮助固定植株，每周添加一次营养液，保持液面高度到根状茎的1/3-2/3。水培密度为10-30株/m2，是田间栽培密度的10倍以上。
b、父本和母本的数量比为1：5到1：10，采粉量能够满足母本授粉需要。
c、一间培养室可以放一个或多个母本，优选放一个父本；如果有多个父本放在同一间培养室，则用纱网将各个父本隔开以杜绝串粉污染。
这样就可以免除土壤配制、消毒、翻耕、改良等管理成本，减轻劳动强度，节约了土地资源，水培提高了空间利用率，解决了田间杂交受花期限制的问题；对光、温等杂交环境实现封闭、标准化管理，比田间育种的可控性高。
2、改良的霍格兰营养液中添加了γ-氨基丁酸和谷胱甘肽，能够促进坐果。对比霍格兰营养液的杂交效果，改良的霍格兰营养液缩短了果实发育的时间，显著提高了结实率。
3、用含有褪黑素的柱头刺激液涂抹柱头，有助于保持柱头活力，延长了柱头的可授时间，柱头的可授性能够达到12小时。
因此，本发明为广西莪术杂交育种提供技术基础，对丰富广西莪术的种质资源意义重大，并为开创其它姜科植物的水培杂交技术提供借鉴意义。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
(1)水培开花：
以广西莪术(Curcuma kwangsiensis)为母本，其特点是抗性和结实能力强，以南岭莪术 (Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis)为父本，其特点是株型矮小紧凑、丛生性强，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：在每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸50mg、谷胱甘肽 20mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为10mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将10mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功22朵，结实率44％，收种209粒。
实施例2：
(1)水培开花：
以南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis)为母本，其特点是株型矮小紧凑、丛生性强，以广西莪术(Curcuma kwangsiensis)为父本，其特点是抗性和结实能力强，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：在每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸50mg、谷胱甘肽 25mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为15mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将15mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功20朵，结实率40％，收种177粒。
实施例3：
(1)水培开花：
以广西莪术(Curcuma kwangsiensis)为母本，其特点是抗性和结实能力强，以玛瑙桂莪术(Curcuma kwangsiensis‘Manao’)为父本，其特点是根茎和块根的产量高，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰氏营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：在每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸75mg、谷胱甘肽 20mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为15mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将15mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功18朵，结实率36％，收种141粒。
实施例4：
(1)水培开花：
以玛瑙桂莪术(Curcuma kwangsiensis‘Manao’)为母本，其特点是根茎和块根的产量高，以广西莪术(Curcuma kwangsiensis)为父本，其特点是抗性和结实能力强，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，30±1℃，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：在每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸100mg、谷胱甘肽 25mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为15mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将15mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功15朵，结实率30％，收种102粒。
实施例5：
(1)水培开花：
以广西莪术(Curcuma kwangsiensis)为母本，其特点是抗性和结实能力强，以香凝南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis‘Xiangning’)为父本，其特点是开花率高、花期长，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：在每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸80mg、谷胱甘肽 30mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为15mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将15mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功17朵，结实率34％，收种112粒。
实施例6：
(1)水培开花：
以香凝南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis‘Xiangning’)为母本，其特点是开花率高、花期长，以广西莪术(Curcuma kwangsiensis)为父本，其特点是抗性和结实能力强，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸100mg、谷胱甘肽30mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为20mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将20mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功14朵，结实率28％，收种92粒。
实施例7：
(1)水培开花：
以南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis)为母本，其特点是株型矮小紧凑、丛生性强，以玛瑙桂莪术(Curcuma kwangsiensis‘Manao’)为父本，其特点是根茎和块根的产量高，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸60mg、谷胱甘肽22mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为12mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将12mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功13朵，结实率26％，收种88粒。
实施例8：
(1)水培开花：
以玛瑙桂莪术(Curcuma kwangsiensis‘Manao’)为母本，其特点是根茎和块根的产量高，以南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis)为父本，其特点是株型矮小紧凑、丛生性强，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3， 30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸60mg、谷胱甘肽28mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为18mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将18mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功12朵，结实率24％，收种74粒。
实施例9：
(1)水培开花：
以南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis)为母本，其特点是株型矮小紧凑、丛生性强，以香凝南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis‘Xiangning’)为父本，其特点是开花率高、花期长，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸55mg、谷胱甘肽20mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为12mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将12mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功15朵，结实率30％，收种107粒。
实施例10：
(1)水培开花：
以香凝南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis‘Xiangning’)为母本，其特点是开花率高、花期长，以南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis)为父本，其特点是株型矮小紧凑、丛生性强，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸55mg、谷胱甘肽25mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为18mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将18mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功14朵，结实率28％，收种96粒。
实施例11：
(1)水培开花：
以玛瑙桂莪术(Curcuma kwangsiensis‘Manao’)为母本，其特点是根茎和块根的产量高，以香凝南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis‘Xiangning’)为父本，其特点是开花率高、花期长，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3， 30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸100mg、谷胱甘肽 28mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为20mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将20mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。 20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功11朵，结实率22％，收种62粒。
实施例12：
(1)水培开花：
以香凝南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var.nanglingensis‘Xiangning’)为母本，其特点是开花率高、花期长，以玛瑙桂莪术(Curcuma kwangsiensis‘Manao’)为父本，其特点是根茎和块根的产量高，均种植在广州市番禺钟村农场。把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3， 30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸90mg、谷胱甘肽25mg，混合均匀。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为20mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将20mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。20-25天果实成熟开裂，收集种子。
本实施例中共授粉50朵，杂交成功13朵，结实率26％，收种85粒。
对比实验：
一、
本发明改良的霍格兰营养液中添加了γ-氨基丁酸和谷胱甘肽，能够促进坐果。对比霍格兰营养液的杂交效果，改良的霍格兰营养液缩短了果实发育的时间，显著提高了结实率。
下面具体的试验和试验数据可以使本技术领域技术人员更全面理解本发明：
γ-氨基丁酸是一种非蛋白质氨基酸，生理作用包括氮的贮存、激素生成、信号调控等；谷胱甘肽是一种低分子量多肽，生理作用包括还原硫的贮存和运输、蛋白质合成等。目前关于γ-氨基丁酸和谷胱甘肽对结实的影响尚未见报道，本发明在霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸和谷胱甘肽，观察改良的霍格兰营养液对结实的影响。进一步利用杂交试验检验营养液对结实的影响，具体实验方法为：
(1)把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，至根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液(以清水、霍格兰营养液作为对照)，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3， 30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：在每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸50mg、谷胱甘肽 20mg，混合均匀即得。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液。
柱头刺激液是浓度为10mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将10mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记，果实成熟开裂，收集种子。统计广西莪术果实发育时间和广西莪术的结实率。
如表1所示，不同营养液对杂交果实的发育期有显著影响，在改良霍格兰营养液的培养环境下，果实发育需要的时间最短，为19-23天，而使用未改良的霍格兰营养液，果实发育需要的时间显著增加。
表1.营养液对广西莪术果实发育时间的影响
注：每个杂交组合共授粉10朵，重复3次。杂交组合(在前的是母本，下同)为Ⅰ：广西莪术×南岭莪术；Ⅱ：南岭莪术×广西莪术；Ⅲ：广西莪术×玛瑙桂莪术；Ⅳ：玛瑙桂莪术×广西莪术；Ⅴ：广西莪术×香凝南岭莪术；Ⅵ：香凝南岭莪术×广西莪术；同列数据后不同小写字母表示LSD0.05水平差异显著。下表同。
营养液对结实率的影响如表2所示，当使用改良的霍格兰营养液时，不同杂交组合均收获最大结实率，其中广西莪术×南岭莪术的杂交表现最好，结实率达到46.7％；未改良的霍格兰营养液培养结实率呈现下降趋势，说明改良的霍格兰营养液对杂交结实效果显著。
表2.营养液对广西莪术不同杂交组合结实率的影响
注：结实率＝(结实小花数/授粉小花总数)×100％，每个杂交组合共授粉20朵，重复3次。杂交组合为Ⅰ：广西莪术×南岭莪术；Ⅱ：南岭莪术×广西莪术；Ⅲ：广西莪术×玛瑙桂莪术；Ⅳ：玛瑙桂莪术×广西莪术；Ⅴ：广西莪术×香凝南岭莪术；Ⅵ：香凝南岭莪术×广西莪术。
二、
柱头刺激液中的褪黑素是色氨酸的吲哚衍生物，其化学名是N-乙酰基-5-甲氧基色胺，对植物的生长调节作用有保护叶绿素、促进根的生长等。目前关于褪黑素对授粉的影响尚未见报道，本发明用含有褪黑素的柱头刺激液涂抹柱头，延长了柱头的可授时间，柱头的可授性能够达到12小时，而未经过柱头刺激液处理的柱头可授性不到10小时。
下面具体的试验和试验数据可以使本技术领域技术人员更全面理解本发明：
1、
广西莪术和南岭莪术的小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，采用联苯胺-过氧化氢法检验广西莪术和南岭莪术柱头的可授性，用柱头刺激液涂抹柱头，然后每2小时采集处理的柱头统计染色率，以不涂抹柱头刺激液的为对照。
柱头刺激液是浓度为10mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将10mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
如表3所示，用柱头刺激液处理的广西莪术和南岭莪术柱头在小花开放10小时的染色率仍超过一半，分别有55％和50％，12小时的染色率分别为28.3％和25％；而未经柱头刺激液处理的柱头在小花开放6小时的染色率下降至50％和46.7％，8小时的染色率下降至23.3％和 20％，10小时染色率均为0，从形态上观察此时的柱头已经萎缩塌陷，丧失受粉能力。
表3.广西莪术和南岭莪术柱头可授性测定
注：每2小时采集柱头，将其浸入凹面载片中，载片中含有联苯胺-过氧化氢反应液(1％联苯胺：3％过氧化氢：水＝4：11：22，体积比)，若柱头具可授性，则柱头周围呈现蓝色并有大量气泡。每个处理为 20个柱头，重复3次。Ⅰ：涂抹柱头刺激液的广西莪术柱头；Ⅱ：未涂抹柱头刺激液的广西莪术柱头；Ⅲ：涂抹柱头刺激液的南岭莪术柱头；Ⅳ：未涂抹柱头刺激液的南岭莪术柱头。
2、
(1)把父母本的根状茎置于培养室，水培20-25天，至根状茎上长出花序。水培条件为：改良的霍格兰营养液，水培液面高度为根状茎的1/3-2/3，30±1℃，相对湿度70-80％，光照强度3000Lux，光照周期12小时/天。
改良的霍格兰营养液成分为：在每升霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸50mg、谷胱甘肽 20mg，混合均匀即得。
(2)去雄和柱头处理
小花开放时用剪刀剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹一次柱头刺激液，以不涂柱头刺激液的作为对照。
柱头刺激液是浓度为10mg/L的褪黑素水溶液，其配制方法是将10mg褪黑素溶解于1ml 的无水乙醇中，然后加水定容至1L。
(3)花粉处理和授粉
在小花开放2、4、6、8、10、12、14小时进行授粉，用镊子刮取收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上。挂牌做标记。果实成熟开裂，收集种子。
由表4的结果可以看出，在以广西莪术和南岭莪术为亲本的正反交试验中，小花开放10 小时授粉，用柱头刺激液处理过柱头的母本仍有较好的结实率，广西莪术的结实率为23.3％，南岭莪术的结实率为15％，小花开放12小时授粉，广西莪术的结实率为11.7％，南岭莪术的结实率为8.3％；而未处理的柱头在小花开放8小时进行授粉，结实率分别为10％和6.7％， 10小时进行授粉则无结实。
表4.人工授粉试验检测柱头的可授性
注：每个处理授粉20朵花，重复3次。杂交组合为Ⅰ：广西莪术×南岭莪术，广西莪术柱头涂抹柱头刺激液；Ⅱ：广西莪术×南岭莪术，广西莪术柱头未涂抹柱头刺激液；Ⅲ：南岭莪术×广西莪术，南岭莪术柱头涂抹柱头刺激液；Ⅳ：南岭莪术×广西莪术，南岭莪术柱头未涂抹柱头刺激液。
Claims (4)
1.一种广西莪术的杂交方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、水培开花：
从广西莪术（Curcuma kwangsiensis）或其变种中选取父母本，选取符合育种目标性状的父母本，把父母本的根状茎置于培养室，水培至根状茎上长出花序，所述的水培的培养液是改良的霍格兰营养液，其是在霍格兰营养液中添加γ-氨基丁酸50-100mg/L、谷胱甘肽20-30mg/L；
b、去雄和柱头处理
在小花开放后剪掉母本的花药以去雄，用毛笔在母本的柱头上涂抹柱头刺激液，所述的柱头刺激液是浓度为10-20mg/L的褪黑素水溶液；
c、花粉处理和授粉
收集父本的花粉，授粉在用柱头刺激液处理过的母本柱头上，果实成熟开裂，收集种子。
2.根据权利要求1所述的杂交方法，其特征在于，所述的水培至根状茎上长出花序，其水培条件为：水培20-25天至根状茎上长出花序，30±1℃，相对湿度70-80%，光照强度2000-3000Lux，光照周期12小时/天。
3.根据权利要求1所述的杂交方法，其特征在于，所述的收集父本的花粉是用镊子或竹签、解剖针刮取收集父本的花粉，授粉是用棉签或毛笔、毛刷、授粉笔蘸取花粉涂抹在母本柱头上。
4. 根据权利要求1所述的杂交方法，其特征在于，所述的广西莪术的变种为南岭莪术(Curcuma kwangsiensis var. nanlingensis)和香凝南岭莪术(Curcuma kwangsiensisvar. nanlingensis ‘Xiangning’)，所述的广西莪术为玛瑙桂莪术(Curcuma kwangsiensis ‘Manao’) 。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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