[发明专利]一种培育菊芋杂交种子获得菊芋杂交种植株和块茎的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种培育菊芋杂交种子获得菊芋杂交种植株和块茎的方法。

背景技术

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、利用 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。

发明内容

本发明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。

本发明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；