本發(fā)明涉及植物生長調(diào)節(jié)控制，具體涉及一種冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法。

背景技術(shù)：

1、冬小麥在我國的小麥種植面積超過了93％，與其它作物相比，最大的特點(diǎn)是需要經(jīng)過春化作用(vernalization)。春化作用是植物必須經(jīng)歷一段時間的持續(xù)低溫才能由營養(yǎng)生長階段轉(zhuǎn)入生殖生長階段的現(xiàn)象，否則植物將推遲甚至不再開花而長期停留在營養(yǎng)階段。小麥因其對春化過程需求不同，可分為春小麥、兼性小麥和冬性小麥。因氣候及地理因素決定了冬小麥?zhǔn)俏覈←湻N植區(qū)主要種植類型，全球的冬小麥種植面積也占小麥總種植面積的75％左右。冬性和半冬性小麥生育期大約在220-270天，正常情況下，在大田里一年只能收獲一代，這也是導(dǎo)致小麥的育種進(jìn)程緩慢的重要因素之一。因冬小麥在完成生命周期過程中，春化是不可避免的長時間過程，當(dāng)前小麥育種加速研究中往往集中在春小麥加速迭代研究，而對冬小麥的快速、高效、綠色春化以促進(jìn)加速方面的研究鮮有報(bào)道。因此，縮短春化時間以加速開花而達(dá)到冬小麥加代目的技術(shù)方案亟需解決。

2、冬小麥開花主要是由光周期途徑、春化途徑、赤霉素途徑和自主途徑四條信號途徑相互作用共同調(diào)控，前兩種途徑主要受外界因素的調(diào)控，后兩種受植物自身發(fā)育特性的影響。因此，我們考慮可通過調(diào)整光周期和春化條件影響小麥基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，引起生理變化，提高生長速率、加速小麥開花。同時，國內(nèi)科研院校等單位環(huán)境設(shè)施條件稟賦不同，高精度的植物培養(yǎng)箱價(jià)格高昂、能夠提供光照條件下低溫的植物培養(yǎng)箱耗往往電量大、低溫春化光照及溫度等缺乏有效的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及通過快速高效春化以促進(jìn)小麥周年加速迭代缺乏行之有效的方法。因此，一種簡單、方便、高效且成本低廉的冬小麥加代方法迫在眉睫。

3、當(dāng)前并無針對小麥幼苗期進(jìn)行春化以進(jìn)一步降低生育期的研究報(bào)道。如公布號為cn111631130a公開了胚培養(yǎng)技術(shù)1年4代加速強(qiáng)冬性小麥雜交育種進(jìn)程的方法的專利申請文獻(xiàn)，該方法需像大田自然生長的小麥一樣培養(yǎng)至分蘗期后進(jìn)行春化，需反復(fù)培養(yǎng)移栽和更換培養(yǎng)環(huán)境，因此操作步驟繁瑣，效率較低。又如公布號為cn112655492a公開了一種半冬性小麥三地兩代加代育種方法的專利申請文獻(xiàn)，半冬性小麥三地兩代加代育種方法需輾轉(zhuǎn)三地進(jìn)行培育，操作流程較為繁雜，人力成本及其他成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何解決現(xiàn)有的冬性小麥春化育種操作步驟繁瑣，成本較高的問題。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的：

3、本發(fā)明提出一種冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，包括以下步驟：

4、(1)消毒萌發(fā)：將冬小麥種子進(jìn)行消毒處理后，在純水中浸泡萌發(fā)，培養(yǎng)，獲得小麥幼苗；

5、(2)低溫春化：將小麥幼苗移至低溫光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行春化處理，溫度設(shè)置為2～13℃，燈光采用led光源冷/暖白光，光周期采用22～8h光照/2～16h黑暗，光照強(qiáng)度設(shè)置為1000～10000lux，每周施加兩次1/4～1/2hogland營養(yǎng)液，春化時間為14～35d；

6、(3)移栽培育：將春化完成的小麥移栽至育種加速平臺內(nèi)培養(yǎng)，溫度設(shè)置為20～25℃，光周期采用20～23h光照/4～1h黑暗，光照強(qiáng)度設(shè)置為10000～30000lux，每周施加2～3次1/4～1/2hogland營養(yǎng)液，直到小麥抽穗前保持剪除多余分蘗，每株只保留1～4個強(qiáng)壯分蘗；

7、(4)烘干收獲：將開花后15～25d小麥籽粒進(jìn)行收獲，30～37℃干燥籽粒3～5d，然后對小麥籽粒進(jìn)行破休眠處理，隨后進(jìn)行萌發(fā)進(jìn)行下一代春化處理及繁育培養(yǎng)。

8、優(yōu)選地，步驟(1)中冬小麥為冬性、半冬性、弱冬性小麥中的任意一種。

9、優(yōu)選地，步驟(1)中消毒處理具體是指經(jīng)2％～10％的次氯酸鈉水溶液消毒2～15min，再用純水清洗4～6次。

10、優(yōu)選地，步驟(2)中培養(yǎng)采用水培或土培，水培營養(yǎng)液使用1/4～1/2hogland，土培土壤配比為營養(yǎng)土：蛭石：沙子＝1～3:0.5～2:x，0.25≤x≤1。

11、優(yōu)選地，步驟(3)中燈光采用led光源冷白光、藍(lán)色光譜單色光、紅色光譜單色光、紅：藍(lán)＝1:1/2:1/3:1/1:2/1:3復(fù)合光中的任意一種。

12、優(yōu)選地，步驟(3)中光周期采用22h光照/2h黑暗。

13、優(yōu)選地，步驟(3)中光照強(qiáng)度設(shè)置為10000lux。

14、優(yōu)選地，步驟(3)中每周施加2次1/2hogland營養(yǎng)液。

15、優(yōu)選地，步驟(4)中破休眠處理具體為用0.1～0.3％過氧化氫溶液、1％硫酸氫鉀或1％赤霉素浸泡20～24h、4～6h或20～24h。

16、優(yōu)選地，步驟(4)中破休眠處理具體為用常溫下純水浸泡16～30h后2～6℃放置20～30h破休眠。

17、本發(fā)明的有益效果在于：

18、(1)較之大田自然培育環(huán)境，顯著縮短了冬小麥的生育期。

19、(2)與當(dāng)前其他小麥生長加速方法相比各階段技術(shù)流程及所需環(huán)境簡單，大大提高(半)冬性小麥育種效率。

20、(3)春化階段采用幼苗春化，達(dá)到一定天數(shù)時無需觀察植物形態(tài)是否春化完畢，同時綠苗春化避免了種子開始春化時結(jié)束僅一片展開的葉子生長較弱，提高了移栽后的成活率。

21、(4)同時，無需反復(fù)調(diào)節(jié)溫度或光周期并可采用短光周期/低光照強(qiáng)度進(jìn)行春化，節(jié)約能量，綠色環(huán)保，適宜大規(guī)模推廣。對于條件普通的育種基地，本發(fā)明中使用春化方法無需購買人工氣候箱或低溫植物培養(yǎng)箱，利用普通帶光冰柜即可完成春化過程。本發(fā)明操作簡單，成本低廉，非常適用于植物工廠的使用。

22、(5)本培育方法綠色高效，對電能消耗低，對環(huán)境設(shè)備要求不高，方法簡便。本方法適合大規(guī)模植物工廠使用，同時也為條件有限的科研院校及企事業(yè)單位提供冬小麥快速春化以加速小麥周年加速迭代的方法。

技術(shù)特征：

1.一種冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，步驟(1)中冬小麥為冬性、半冬性、弱冬性小麥中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，步驟(1)中消毒處理具體是指經(jīng)2％～10％的次氯酸鈉水溶液消毒2～15min，再用純水清洗4～6次。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，步驟(2)中培養(yǎng)采用水培或土培，水培營養(yǎng)液使用1/4～1/2hogland，土培土壤配比為營養(yǎng)土：蛭石：沙子＝1～3:0.5～2:x，0.25≤x≤1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，步驟(3)中燈光采用led光源冷白光、藍(lán)色光譜單色光、紅色光譜單色光、紅：藍(lán)＝1:1/2:1/3:1/1:2/1:3復(fù)合光中的任意一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，步驟(3)中光周期采用22h光照/2h黑暗。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，步驟(3)中光照強(qiáng)度設(shè)置為10000lux。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，步驟(3)中每周施加2次1/2hogland營養(yǎng)液。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，步驟(4)中破休眠處理具體為用0.1～0.3％過氧化氫溶液、1％硫酸氫鉀或1％赤霉素浸泡20～24h、4～6h或20～24h。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，其特征在于，步驟(4)中破休眠處理具體為用常溫下純水浸泡16～30h后2～6℃放置20～30h破休眠。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種冬小麥快速春化以加速周年迭代的培育方法，屬于植物生長調(diào)節(jié)控制技術(shù)領(lǐng)域。該培育方法包括以下步驟：消毒萌發(fā)、低溫春化、移栽培育、烘干收獲。有益效果：與當(dāng)前其他小麥生長加速方法相比各階段技術(shù)流程及所需環(huán)境簡單，大大提高(半)冬性小麥育種效率。無需反復(fù)調(diào)節(jié)溫度或光周期并可采用短光周期/低光照強(qiáng)度進(jìn)行春化，節(jié)約能量，綠色環(huán)保，適宜大規(guī)模推廣。本發(fā)明培育方法綠色高效，對電能消耗低，對環(huán)境設(shè)備要求不高，方法簡便。本方法適合大規(guī)模植物工廠使用，同時也為條件有限的科研院校及企事業(yè)單位提供冬小麥快速春化以加速小麥周年加速迭代的方法。

技術(shù)研發(fā)人員：吳麗芳,闞文杰,湯才國,高亞蒙,王子琪,楊鑄,程媛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24