玉米和小麦进行远缘无性繁殖培育高产玉米麦的方法技术

本发明专利技术涉及一种在农作物领域的育种技术，是用玉米和小麦进行远缘无性繁殖培育高产玉米麦的方法。小麦是我国三大粮食作物之一，提高小麦的产量，是当前粮食作物领域的重大课题，本发明专利技术用无性杂交的方式，把高产作物玉米作为砧木，小麦为接穗，进行远缘无性繁殖，从而把玉米的高产特性转移到小麦上来，使小麦也成为高产作物，该项技术的难点在于玉米和小麦是同科不同属的植物，嫁接难以成活，国内外尚无成功先例，该发明专利技术是对玉米和小麦的胚芽进行嫁接，由于其处于可塑性最强的时期，营养物质的交流也是最活泼的阶段，才使变异成为可能，也使嫁接成功成为可能，该发明专利技术结果显示玉米麦嫁接苗生长旺盛，成熟后，颗粒饱满，产量提高明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在农作物领域的属间远缘育种技术，是把玉米和小麦进行远缘无性繁殖，从而培育出一种高产玉米麦的方法。
技术介绍
小麦是我国三大粮食作物(小麦、水稻、玉米)之一，其主要生长在我国北方地区，多年来，由于气候少雨干燥，地表水匮乏且污染严重，地下水水位下降很快，一般深水井到了几百米以下，凡此种种，都使小麦的生长环境日趋严苛，国家最近提出了大量种植土豆作为第四种粮食作物，可见粮食问题不容乐观，所以如何进一步提高小麦的产量，是当前粮食作物科技领域的重大课题。玉米是天然的高产粮食作物，这是因为玉米是四碳植物，光呼吸强度低，由于光呼吸直接消耗光合作用的产物，所以光呼吸强度低就使净光合作用速率高，四碳植物玉米(C4)的净光合作用速率比三碳植物小麦(C3)的净光合作用速率要高2-3倍，所以玉米是天然的高产粮食作物而小麦不是。为了提高小麦的产量，我们采用无性杂交的方式，把高产作物玉米作为砧木，把小麦作为接穗，进行远缘无性繁殖，从而把玉米的高产特性转移到小麦上来，使小麦也成为高产作物，该项技术的难点在于玉米和小麦是同科不同属的植物，嫁接难以成活，国内外至今尚无嫁接成活的先例，我们的方案是对玉米和小麦的胚芽进行嫁接，由于其处于可塑性最强的时期，
其营养物质和遗传信息的交流也是最活泼的阶段，才使变异成为可能，同时也使嫁接成功成为可能，我们的科研结果显示玉米麦嫁接苗生长旺盛，分蘖数量适中，小麦的穗头数量适中，成熟后，颗粒饱满，产量提高明显。
技术实现思路
本专利技术的特点是成功的把玉米和小麦两个不同属的禾本科植物嫁接到了一起，这种远缘嫁接，属于嫁接禁区，在此之前，还没有成功的先例，它的最大优点在于缩短了育种周期，使远缘植物间的优点组合成新的具有强大杂种优势的新品种，该技术把四碳植物玉米(C4)的高产特性成功的转移到了三碳植物小麦(C3)上，使小麦的产量大幅提高，具有重大意义。本专利技术的技术方案是：首先选择适应当地环境条件生长的玉米和小麦品种，种子要颗粒饱满无瑕疵。由于远缘嫁接成功率低，愈合成活期长，故要求实验室环境，包括空气、所有用具、水质、人员及衣物、培养操作器皿等都要做无菌化处理，要严格消毒，才能保证嫁接苗不霉变，愈合后健壮成长。把选择好的玉米和小麦种子在操作盘中经过浸泡及催芽，使其长出约1.5-2.0厘米长的胚芽时，则以玉米为砧木，小麦为接穗进行嫁接，嫁接采用斜切针插嫁接法，该方法效率高，缓苗快，成功几率大，几天后接穗和砧木的愈伤组织基本结合，接穗开始吐露新叶时，将其移植到育苗杯的基质中进行育苗，待其在育苗杯中长出2片真叶时，则将嫁接苗定植到田间生长，从嫁接到定植阶段，也是强迫接穗吸收同化砧木玉米营养的阶段，是二者遗传信息交流最活跃的时期，也是能否产生远缘杂种的关键时期，因此必须精心管理，直到小麦分蘖、出穗、结实、成熟。本专利技术具有如下特点：该育种技术操作简单，成本低廉，培育周期短，当年即可选育出高产的优良小麦品种资源。附图说明图1为斜切针插嫁接示意图，其中1为玉米种子，2为小麦种子，3为小麦的胚芽，4为玉米的胚芽，5为插接的细银针，6为玉米的根，a为斜切胚芽的角度(45度)。图2为斜切针插嫁接成功后，在器皿中预培3-5天，小麦接穗和玉米砧木的愈伤组织已基本结合，这是实物图，已经长出大量的根。图3为移植到田间的玉米麦嫁接植株，生长茁壮，分蘖适中。图4为当年收获的玉米麦麦穗，颗粒均匀而饱满。具体实施方式下面对本专利技术做进一步的说明，其具体实施方式如下：1，砧木和接穗的选择：玉米麦是采用无性杂交的方法培育的，所以选择亲本时，一定要选适应当地环境条件的品种，种子要颗粒饱满无瑕疵。2，由于远缘嫁接成功率极低，愈合成活期长，故要求实验室环境，包括空气、所有用具、水质、人员及衣物、培养操作器皿等等都要做无菌化处理，要严格消毒，才能保证嫁接苗不霉变，愈合后健壮成长。3，嫁接的详细程序：(1)，种子浸泡：将经过消毒的玉米和小麦的种子放在操作器皿中，注入温水(20°-25°)浸泡24小时。(2)，催芽：种子泡胀以后，将其放在干净的培养器皿中进行催芽，温度为20°-25°，胚芽开始生长，等到胚芽长到1.5-2公分时进行嫁接。(3)，嫁接的详细过程：我们称为斜切针插嫁接法，详见图1，在图1中，1为经过浸泡和催芽的玉米种子，该种子已长出1.5-2公分长的胚芽4，图中2为经过浸泡和催芽的小麦种子，该种子也长出1.5-2公分长的胚芽3，将玉米胚芽4呈45度角切除一半的长度，同时再按同样的方法和角度切下小麦胚芽3，然后迅速把切下的小麦胚芽3贴合到玉米胚芽4的切口上，立即用很细的银针5穿过接穗小麦胚芽3和砧木玉米胚芽4的贴合中心，将两者穿透固定在一起，45度切口的方位见图1中的a，该嫁接过程有2个要诀：其一是嫁接速度要快，从切断胚芽到两者穿透固定不得超过1分钟，否则会因氧化而使嫁接失败，其二是小麦胚芽3和玉米胚芽4的切口处的直径粗细要尽量相同，即便有差异，在贴合时也必须保证两者的外表皮有二分之一以上严格对齐，因为两者在贴合时，如果外表皮完全错位，则会阻断接穗与砧木的营养交流使嫁接失败。(4)，预培：把上述嫁接好的嫁接苗轻轻放在铺垫着潮湿滤纸的容器中进行预培，容器内湿度为80-85度，温度为20-25度，预培时间为3-5天，预培成功的标准为接穗和砧木的愈伤组织基本结合，预培成功的嫁接苗实物见图2，图2为在器皿中预培成功的嫁接苗，已经长出大量的根，同时接穗小麦开始长出新叶。(5)，育苗：将预培成功的嫁接苗取出，移植到育苗杯的基质中进行育苗，在育苗杯内经过10-15天的育苗后，待其长出2片真叶时，即可定植。(6)，定植：定植一般要选泽傍晚或者是阴天将嫁接苗由育苗杯定植到田间生长，定植后3-5天内要遮阳，不得暴晒，湿度要大于70％，待缓苗期过后，则进入常规管理，从嫁接到定植阶段，也是强迫接穗吸收同化砧木玉米营养的阶段，是二者遗传信息交流最活跃的时期，也是能否产生远缘杂种的关键时期。4，田间管理：田间管理按常规细心操作，土壤要经常保持湿润，嫁接植株开始分蘖后，要适度去留，因为分蘖过多，将来穗头太多，影响长势，分蘖过少，将来麦穗太少，同样影响产量，移植到田间的玉米麦植株见图3，图3为移植到田间的玉米麦嫁接植株，生长茁壮，分蘖适中。5，收获：成熟后，收获玉米麦并从中选出优良杂交种子，图4为当年收获的玉米麦麦穗，颗粒均匀而饱满，，至此，采用斜切针插嫁接法把玉米和小麦进行远缘无性繁殖培育高产玉米麦的方法取得圆满成功。本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及一种育种技术，其特征在于把选择好的玉米和小麦种子在操作盘中经过浸泡及催芽，使其长出1.5‑2.0厘米长的胚芽时，则以玉米为砧木，小麦为接穗进行嫁接。

【技术特征摘要】
1.本发明涉及一种育种技术，其特征在于把选择好的玉米和小麦种子在操作盘中经过浸泡及催芽，使其长出1.5-2.0厘米长的胚芽时，则以玉米为砧木，小麦为接穗进行嫁接。2.根据权利要求1所述的育种技术，其特征在于嫁接方式为斜切针插嫁接法，即把玉米胚芽呈45度角切除一半的长度，按同样的方法和角度切下小麦胚芽，把两者迅速贴合，用细银针将两者穿透固定在一起。3.根据权利要求1或2所述的育种技术，其特征在于把上述嫁接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成玉，马贵龄，王少军，
申请(专利权)人：王成玉，马贵龄，王少军，
类型：发明
国别省市：宁夏;64