本发明专利技术涉及一种繁殖菊芋杂交种子获得菊芋杂交种植株和块茎的方法。该方法包括如下步骤：组织培养菊芋杂交种子获得菊芋实生苗。本发明专利技术方法克服了菊芋杂交种子结实率低、常规条件下不易发芽、难以获得有效植株个体、且由于受生育期的影响从种子到获得杂交种块茎应用于大田鉴定周期长的缺陷。本发明专利技术方法可有效的保留菊芋杂交变异，极大缩短变异进入大田鉴定的周期，可为菊芋杂交育种提供较多的可供选择的变异来源，加速杂交育种的选育进程，在菊芋杂交育种中具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
菊芋(Helianthus tuberosus L.)又名洋姜，鬼子姜，姜不辣，原产北美，在我国各 地均有栽培，是菊科向日葵属多年生草本植物。菊芋喜温，耐盐，耐瘠，抗逆高产，是高密度 能源植物以及新型经济作物、饲料作物。菊芋为头状花序，花序小，花数量多。花序的结构如图1所示(A表示头状花序的部 分纵切，B管状花，C舌状花。1花序托、2总苞、3管状花、4舌状花、5苞片、6子房、7冠毛、8 花冠管膨大部分、9花瓣、10聚药雄蕊、11柱头)，花成簇状排列。花瓣5枚，互相连合成管 状或舌状，舌状花呈无性，淡黄色，着生于花序边缘；管状花为两性花，着生于花序中间。雄 蕊5枚，花丝互相分离而花药边缘互相连合形成空筒形，即聚药雄蕊。同一朵管状花上雄 蕊早于雌蕊成熟，每当花药成熟时，将花粉粒撒在聚药雄蕊的“筒”中，待雌蕊花柱生长时， 将它们“推”出筒外。雌蕊子房下位，二心皮构成，一室，一枚倒生胚珠，基底着生。花柱一 条，伸于花药管中，顶端柱头2裂，但在雌蕊尚未成熟时，柱头不张开。在花柱上部，常生有 一圈毛，叫“扫粉毛”，每当花柱发育而伸长的过程中，此“扫粉毛”即可将雄蕊花药“撒”在 花药管中的花粉粒“推”出，便于来访的昆虫传粉。菊科植物花一般都是雄蕊先熟，花柱伸 长过程中将花粉粒“推”出后，顶端的柱头再张开来接受其它花传来的花粉，接受花粉完成 受精。菊芋花期为8-9月，其同一头状花序上的管状花的开放时间不一致，随着花序生 长，舌状花最先开放，随后四周的管状花开放，依次由外向中央开放，并伴随柱头的生长和 花粉散粉。雄蕊雌蕊未成熟的管状花如图2所示，雄蕊顶端封闭，未见黑色花药丝。四周雌 蕊雄蕊先开始成熟的花朵如图3所示，可见雄蕊黑色花药丝，顶端可见黄色花粉散出。头状 花序中间雌蕊雄蕊开始成熟花朵如图4所示。菊芋块茎富含菊糖，占其块茎干重的70-80%，是目前我国工业化提取菊糖的主要 原料之一。菊糖作为一种纯天然的功能性配料，具有可溶性膳食纤维、低聚糖的双重特性和 功能，同时也是双歧杆菌增殖因子、优异的脂肪替代物，是对糖尿病人安全的食品，已被世 界20多个国家批准为营养增补剂，广泛应用于乳制品、饮料、低脂低热量食品、烘培食品、 保健食品中，我国卫生部已批准菊粉、多聚果糖作为新资源食品。因此菊芋产业在我国具有 良好的发展空间；同时菊芋还是良好的能源植物，以菊芋块茎作为原料生产生物乙醇的亦 见于报道。菊芋的抗旱抗寒，耐瘠，耐盐碱的特性使其在我国北方具有广阔的推广空间，可 充分利用北方大面积的盐碱地、贫瘠地、边坡地、荒地等边际地资源和丰富的光热资源，同 时具有良好的生态效益。目前我国菊芋产业尚处于起步阶段，已在青海、宁夏、甘肃、湖北等地形成产业规 模。目前国内对菊芋的研究主要集中在引种、栽培、生理、生态、下游产品加工及利用等方 面。相对菊芋产业的发展菊芋杂交品种选育工作严重滞后，尚未见菊芋杂交品种选育的相关报道。为保证应菊芋产业的可持续发展，必须开展系统的品种选育工作，尤其是杂交品种的选育，为菊芋产业的发展提供良好的品种保证。生产中，菊芋以无性繁殖为主，自然开放授粉结实率极低，杂交结实率更低；菊芋种子直播或者发芽播种大部分不能正常发芽或者发芽率极低。菊芋的这些特性使其利用自 然变异选育新品种的可能性极低，更无法满足品种选育工作的需求，因此必须通过人工杂 交的手段人工创造更多的变异，而菊芋极低的结实率和种子较低的发芽率使杂交种子的获 得、繁殖都极其困难，限制了通过人工杂交的方式创造、保存、禾I佣变异的可能；同时菊芋杂 交种子繁殖植株长势弱，易受病害、环境等影响而死亡，使人工杂交得到的变异丧失；并且 由于受菊芋生育期和杂交种子繁殖植株块茎产量低的限制由单粒菊芋杂交种子扩繁成大 田鉴定群体最少需2-3年以上的时间，周期长；因此必须寻找合适的方法尽最大可能保留 杂交种子并使其在最短的时间内扩繁得到较大的群体，应用于杂交育种中。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种培育菊芋杂交种子获得菊芋实生苗的方法。本专利技术所提供的培育菊芋杂交种子获得菊芋实生幼苗的方法，包括如下步骤组 织培养菊芋杂交种子获得菊芋实生苗。上述方法中，所述组织培养的方法包括如下步骤1)将所述菊芋杂交种子消毒，获得消毒的菊芋杂交种子；2)将所述消毒的菊芋杂交种子接种于MS培养基中，4°C处理12_36h，然后在温度 为20°C _23°C且避光的条件下培养10-30天，得到菊芋杂交种实生苗。上述方法中，在所述步骤2)后，包括如下扩繁的步骤将所述菊芋实生幼苗 切成具芽的茎段，将具芽的茎段转接于添加α -萘乙酸的1/2MS培养基中，在温度为 200C _25°C、光强2500-30001uX且光照时间为14h/天的条件下培养，得到菊芋实生苗；所述生添加萘乙酸(NAA)的1/2MS培养基由1/2MS培养基和α -萘乙酸NAA组成， 1/2MS 培养基和 NAA 的配比为 IL (0. 05mg-0. 15mg)，具体为 IL 0. Img0上述方法中，所述消毒包括如下步骤将所述菊芋杂交种子去皮，置于洗涤剂和水 的混合溶液中浸泡l_2h，流水冲洗l-3h，然后用75% (体积百分含量)的乙醇水溶液浸泡 10-30s，无菌水冲洗，再用有效氯含量为5%的次氯酸钠水溶液消毒3-6min，无菌水冲洗， 再用0. (质量百分含量)氯化汞水溶液灭菌l-4min，无菌水冲洗；所述洗涤剂和水的混 合溶液中洗涤剂和水的体积比为(0.5-4) 100。本专利技术的另一个目的是提供一种培育菊芋杂交种子获得菊芋植株的方法。本专利技术所提供的培育菊芋杂交种子获得菊芋植株的方法，包括如下步骤a)按照上述方法培养菊芋杂交种子，获得菊芋杂交种实生苗；b)将所述菊芋杂交种实生苗进行炼苗和移栽，得到菊芋杂交种植株。上述方法中，在所述步骤b)后，包括将所述菊芋植株进行田间栽培的步骤。本专利技术的另一个目的是提供一种培育菊芋杂交种子获得菊芋杂交种块茎的方法。本专利技术所提供的培育菊芋杂交种子获得菊芋杂交种块茎的方法，包括如下步骤 按照上述任一所述的方法获得田间生长的菊芋植株，继续田间栽培至收获菊芋块茎。上述培育菊芋杂交种子获得菊芋实生幼苗、上述培育菊芋杂交种子获得菊芋植株的方法、上述培育菊芋杂交种子获得菊芋杂交种块茎的方法在菊芋品种选育中的应用也属于本专利技术的保护范围。本专利技术方法成功的将菊芋杂交种子培育成完整植株，移栽于田间栽培并收获了块 茎。实验证明，本专利技术方法在培养基上进行杂交种子繁殖，种子污染率低，种子发芽率高，种 子到大田植株繁殖系数高；周期短，从开始培养杂交种子至田间收获较多块茎，仅需8-12 个月，实现了菊芋杂交种子的高效繁殖。本专利技术方法克服了菊芋杂交种子结实率低、常规条 件下不易发芽、难以获得有效植株个体、且由于受生育期的影响从种子到获得杂交种块茎 应用于大田鉴定周期长的缺陷。本专利技术方法可有效的保留菊芋杂交变异，极大缩短变异进 入大田鉴定的周期，可为菊芋杂交育种提供较多的可供选择的变异来源，加速杂交育种的 选育进程，在菊芋杂交育种中具有良好的应用前景。附图说明图1为菊芋花序的解剖结构图。图2为雄蕊雌蕊未成熟花朵，雄蕊顶端封闭，未见黑色花药丝。图3为四周雌蕊雄蕊开始成熟的花朵，可见雄本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种培育菊芋杂交种子获得菊芋实生苗的方法，包括如下步骤：组织培养菊芋杂交种子获得菊芋实生苗。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建全，曾军，寇一翾，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]
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