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一种菠萝授粉液及杂交授粉方法与流程

花匠小妙招
2024-12-15 17:38

一种菠萝授粉液及杂交授粉方法与流程

1.本发明属于菠萝育种技术领域，特别涉及一种菠萝授粉液及杂交授粉方法。

背景技术：

2.菠萝又称凤梨，菠萝作为世界四大热带水果之一，具有酸甜可口、营养丰富等特点，可以直接食用，还可以二次加工制作成多种产品，同时菠萝植株适应性强，耐贫瘠耐干旱、病虫害较少、易栽培、产量高等，具有高的经济效益。近年来，我国菠萝种植面积和产量有了稳步上升趋势，菠萝产业已成为我国热区农业的重要经济支柱产业之一。中国菠萝品种资源有限、栽培品种结构单一，目前主栽品种为巴厘，其次是无刺卡因，两者约占中国栽培菠萝的90％，现已表现为严重的种性退化，产量和品质下降。品种单一、主栽品种退化，已是严重制约我国菠萝产业健康发展的首要因素。急切需要培育新的品种克服上述问题。目前我国菠萝选育种工作处于引种和选育种的阶段，相比国外菠萝主产国的定向育种研究存在较大的差距。
3.菠萝具有自花不实的特点，同一品种或同类型品种间授粉不实或结籽率低，所以，选择不同品系的优良亲本进行杂交或远缘杂交，才有可能获得大量杂交种子和较大范围的变异。人工辅助授粉是获取菠萝杂交种子的重要步骤，目前人工辅助授粉的方式主要有：一是人工点授，先采用镊子收集花粉，然后粗镊子或毛笔蘸取花粉涂在到柱头上进行授粉，该方式存在容易伤及柱头和花粉，花粉容易失去活性萌发率低，操作过程费时费力，效率低、人工成本高等缺陷；二是人工辅助固体喷粉方式，存在花粉用量大、成本较高、花粉在花柱上附着力小等问题；三是人工辅助液体授粉，是一种新型授粉技术，具有授粉速度快、节省人工等，且能增加柱头的水分和养分，延长柱头授粉受精时间。但液体授粉技术尚不成熟，仍然存在着营养液悬浮能力差，花粉分散不均匀，花粉在营养液中溶胀死亡、花粉活性低等问题。不同品种和不同苗期的菠萝开花时间不同，存在双亲花期不遇的问题，或者因气候条件或地区隔离而不能及时进行授粉，因此采用合理的措施进行保存花粉使其具有稳定性和活性有助于提高杂交授粉成功率。开发一种针对菠萝杂交授粉的授粉液及杂交授粉方法，提高菠萝授粉成功率，对于菠萝育种具有重要意义。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种菠萝授粉液及杂交授粉方法，保持花粉活性、促进花粉萌发、提高授粉效率和成功率。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种菠萝授粉液，由以下质量分数的组分组成：棓酸丙酯0.012～0.03％、甜菜碱0.02～0.035％、壳寡糖8～12％、甘露醇3～6％、黄原胶0.05～0.08％、硼砂0.04～0.07％、余量为水。
6.优选的，上述菠萝授粉液中，所述菠萝授粉液由以下质量分数的组分组成：棓酸丙酯0.02％、甜菜碱0.03％、壳寡糖10％、甘露醇4％、黄原胶0.06％、硼砂0.05％、余量为水。
7.本发明的菠萝授粉液中，棓酸丙酯和甘露醇能够消除花粉内部产生的自由基，保
持花粉的活性；甘露醇和甜菜碱具有调节细胞渗透作用，能够降低花粉对水分的吸收速度进而调控花粉内部的水势防止花粉溶胀死亡，甜菜碱还具有提高植株抗性，刺激母本花柱提高花柱活力和抗性，增加花柱对花粉的吸附；壳寡糖带有正电荷，通过静电作用加强花粉在花柱上的附着，还具有抗菌作用和增强细胞活性，促进花粉管萌发；菠萝授粉液的各组分协同作用最终提高菠萝授粉成功率。
8.一种菠萝杂交授粉方法，包括以下步骤：
9.(1)在菠萝父本花期采集花粉，将花粉放入花粉保存盒中进行低温保存；
10.(2)在权利要求1或2所述的菠萝授粉液中加入步骤(1)的花粉混匀配制成花粉浓度为1.2～1.8g/l的花粉混悬液；
11.(3)当菠萝母本植株进入花期后，将步骤(2)的花粉混悬液进行喷雾洒在菠萝母本花的柱头上，完成杂交授粉。
12.优选的，上述菠萝杂交授粉方法中，所述花粉保存盒包括盒体和密封盒盖，所述盒体侧壁包含内侧壁、中间容置腔和外侧壁，所述内侧壁为多孔网状结构，所述中间容置腔顶部开口，所述盒体内底部铺设有一层或多层吸水纤维纸。
13.优选的，上述菠萝杂交授粉方法中，最上层所述吸水纤维纸的上表面经过以下处理：在吸水纤维纸上表面喷涂1％苦参碱醇溶液，然后在40～50℃下鼓风干燥；每平米吸水纤维纸的1％苦参碱醇溶液用量为0.1～0.2ml，将1％苦参碱醇溶液用30倍乙醇稀释进行喷涂。吸水纤维纸经过表面处理后表面附着有苦参碱，苦参碱能够有效杀死花粉中的有害微生物和小虫，而且不影响花粉本身活性，从而避免花粉被有害微生物和小虫被侵害失去活性。
14.优选的，上述菠萝杂交授粉方法中，所述步骤(1)的具体过程为：在菠萝父本花序上小花开至中部时收集成熟的花粉，过40～50目筛网，将过筛后的花粉置于花粉保存盒盒体内的吸水纤维纸上，将保存盒盒体放入25～28℃鼓风干燥箱中干燥1～2h；然后在花粉保存盒的侧壁中间容置腔中填充除氧剂，盖上密封盒盖，将花粉保存盒在10℃下环境中放置1～2h，然后放置在4℃下保存。将花粉放入花粉保存盒中进行低温保存，花粉保存盒中吸水纤维纸具有高吸水性，有利于加速降低花粉中的水分含量，减少花粉干燥时间，通过除氧剂降低保存盒内氧气浓度，降低花粉的代谢速度，延长花粉活力时间。
15.优选的，上述菠萝杂交授粉方法中所述步骤(3)中，当菠萝母本植株进入花期后第3～5天后进行授粉，授粉时间为天气晴好、无露水上午八点到十点之间，对准花序中开放的小花喷洒使花粉洒在花柱头，每2～3天进行一次，共进行3～5次；每次授粉每棵菠萝植株花粉混悬液用量为1.5～2ml。
16.与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
17.1.本发明的菠萝授粉液，具有渗透调节作用，降低花粉对水分的吸收速度进而调控花粉内部的水势防止花粉在水溶液中溶胀死亡；使花粉在授粉液中具有好的悬浮分散性；能够保持花粉活性，提高柱头活力和抗性，有利于花粉稳定附着柱头上，促进花粉的萌发，提高授粉效果，从而增强授粉成功率。
18.2.本发明的菠萝杂交授粉方法中，通过花粉保存盒对花粉进行低温保存，能够保障父本花粉的活力，提高花粉利用率和杂交成功率；将花粉加入授粉液中配制花粉悬浮液，通过花粉悬浮液进行喷雾多次授粉和控制喷洒量提高母本小花接收父本花粉的概率，提高
杂交成功率。
19.3.本发明的菠萝杂交授粉方法，具有操作简单、用工少、劳动成本低、授粉效率高、得籽率高，而且受自然环境条件的影响小，能克服因花期不遇或气候条件不能及时授粉而造成授粉不良等问题。
附图说明
20.图1为本发明实施例1中花粉保存盒的剖面结构示意图。
21.主要附图标记说明：1-盖体，2-密封盒盖，3-吸水纤维纸，4-外侧壁，5-中间容置腔，6-内侧壁，7-密封圈。
具体实施方式
22.下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
23.实施例1
24.一种菠萝授粉液，由以下质量分数的组分组成：棓酸丙酯0.02％、甜菜碱0.03％、壳寡糖10％、甘露醇4％、黄原胶0.06％、硼砂0.05％、余量为水。
25.一种菠萝杂交授粉方法，包括以下步骤：
26.(1)在菠萝父本花序上小花开至中部时收集成熟的花粉，过40～50目筛网，将花粉放入花粉保存盒中进行低温保存；
27.(2)在菠萝授粉液中加入步骤(1)的花粉混匀配制成花粉浓度为1.5g/l的花粉混悬液；
28.(3)当菠萝母本植株进入花期后第3～5天后进行授粉，授粉时间为天气晴好、无露水上午八点到十点之间，对准花序中开放的小花喷洒花粉混悬液使花粉洒在花柱头，每2～3天进行一次，共进行3～5次；每次授粉每棵菠萝植株花粉混悬液用量为1.8ml。间隔2～3天进行授粉，即不影响前一次授粉后的小花完成受精，同时增加更多小花接收父本花粉提高结实率。
29.如图1所示，花粉保存盒包括盒体1和密封盒盖2，盒体1侧壁由外侧壁4、中间容置腔5和内侧壁6组成，内侧壁6为多孔网状结构，中间容置腔5顶部开口，用于填充除氧剂，盒体1内底部铺设有两层吸水纤维纸3，能够吸收水分用于加速降低花粉中水分含量；密封盒盖2内设有橡胶密封圈7，用于加强花粉保存盒的密封效果。吸水纤维纸厚度为1mm，吸水量为400g/m2，盒体1内最上层吸水纤维纸的上表面经过以下处理：在吸水纤维纸上表面喷涂1％苦参碱醇溶液，然后在50℃下鼓风干燥；每平米吸水纤维纸的1％苦参碱醇溶液用量为0.15ml，将1％苦参碱醇溶液用30倍乙醇稀释进行喷涂。
30.花粉保存的具体过程为：将过筛后的花粉置于花粉保存盒盒体1内的最上层吸水纤维纸3上，将保存盒盒体1放入28℃鼓风干燥箱中干燥1h；然后在花粉保存盒的侧壁中间容置腔5中填充除氧剂，盖上密封盒盖，将花粉保存盒在10℃下环境中放置2h，然后放置在4℃冰箱中保存。首先干燥1h降低花粉含水量，然后在花粉保存盒中填充除氧剂，密封后，放入在10℃下环境中放置2h，降低花粉保存盒的氧气溶度，降低花粉的代谢速度，延长花粉活力时间。
31.实施例2
32.一种菠萝授粉液，由以下质量分数的组分组成：棓酸丙酯0.024％、甜菜碱0.028％、壳寡糖9％、甘露醇5％、黄原胶0.07％、硼砂0.06％、余量为水。
33.一种菠萝杂交授粉方法，包括以下步骤：
34.(1)在菠萝父本花序上小花开至中部时收集成熟的花粉，过40～50目筛网，将花粉放入花粉保存盒中进行低温保存，保存方法与实施例1相同；
35.(2)在菠萝授粉液中加入步骤(1)的花粉混匀配制成花粉浓度为1.5g/l的花粉混悬液；
36.(3)当菠萝母本植株进入花期后第3～5天后进行授粉，授粉时间为天气晴好、无露水上午八点到十点之间，对准花序中开放的小花喷洒使花粉洒在花柱头，每2～3天进行一次，共进行3～5次；每次授粉每棵菠萝植株花粉混悬液用量为1.8ml。
37.实施例3
38.一种菠萝授粉液，由以下质量分数的组分组成：棓酸丙酯0.015％、甜菜碱0.032％、壳寡糖11％、甘露醇3.5％、黄原胶0.055％、硼砂0.04％、余量为水。
39.一种菠萝杂交授粉方法，包括以下步骤：
40.(1)在菠萝父本花序上小花开至中部时收集成熟的花粉，过40～50目筛网，将花粉放入花粉保存盒中进行低温保存，保存方法与实施例1相同；
41.(2)在菠萝授粉液中加入步骤(1)的花粉混匀配制成花粉浓度为1.6g/l的花粉混悬液；
42.(3)当菠萝母本植株进入花期后第3～5天后进行授粉，授粉时间为天气晴好、无露水上午八点到十点之间，对准花序中开放的小花喷洒使花粉洒在花柱头，每2～3天进行一次，共进行3～5次；每次授粉每棵菠萝植株花粉混悬液用量为1.8ml。
43.对比例1
44.与实施例1不同之处在于：菠萝授粉液不含棓酸丙酯，其他参数和步骤与实施例1相同。
45.对比例2
46.与实施例1不同之处在于：菠萝授粉液不含甜菜碱，其他参数和步骤与实施例1相同。
47.对比例3
48.与实施例1不同之处在于：菠萝授粉液不含壳寡糖，其他参数和步骤与实施例1相同。
49.对比例4
50.与实施例1不同之处在于：菠萝授粉液由以下质量分数的组分组成：蔗糖14％、黄原胶0.06％、硼砂0.05％、余量为水，其他参数和步骤与实施例1相同。
51.试验例1花粉保存试验
52.试验对象为：“巴厘”菠萝的成熟花粉
53.试验方法：采取新鲜成熟的花粉，共分成4等份，设为a、b、c、d四组，分别进行4种保存处理：a组为按照实施例1提供的花粉保存盒和保存步骤进行，b组为将花粉放在培养皿中在28℃下鼓风干燥4h，放入离心管中在4℃保存；c组与a组的保存步骤相同，不同之处在于
花粉保存盒中最上层吸水纤维纸的上表面不作处理；d组为与a组的保存步骤相同，不同之处在于花粉保存盒中不填充除氧剂。在4个处理组保存0天、2天、5天、10天、15天取出少许花粉，采用培养基发芽法测定花粉萌发率，得到结果如表1所示。
54.表1各处理组花粉萌发率
[0055][0056]
从表1中可以看出，采用本发明提供的花粉保存方法可以保持花粉活力，在保存10天后，菠萝花粉的萌发率在85％以上，可以作为菠萝花粉的短期保存方法，有利于菠萝的杂交育种。
[0057]
试验例2菠萝杂交授粉
[0058]
在广西亚热带作物研究所菠萝种植基地进行菠萝杂交授粉试验，采用巴厘和卡因作为实验对象，卡因提前一个月种植，使两者花期相近；以巴厘为母本，卡因作为父本，在菠萝父本花序上小花开至中部时收集成熟的花粉进行低温保存备用，将母本菠萝植株共分为7组，分别为实施例1～3和对比例1～4组，每组母本菠萝10株，在母本菠萝植株进入花期第3天开始授粉，分别称取花粉与相应菠萝授粉液进行混匀得到花粉混悬液，进行喷雾授粉，每2天授粉1次，共授粉4次。然后调查授粉成功花朵数，采收后调查种子数，计算得籽率。
[0059]
表2各处理组杂交授粉的授粉效果
[0060]
[0061][0062]
表2为各处理组杂交授粉的授粉效果，从表中可以看出，采用本发明的杂交授粉方法进行杂交授粉具有授粉效果好、授粉成功率和得籽率高，能够提高杂交育种效率。
[0063]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。