一种百合优异性状及提前开花的培育方法

1.本发明属于植物的新品种选育技术领域，特别的涉及一种百合优异性状及提前开花的培育方法。


背景技术：

2.百合(lilium spp.)是百合科(liliaceae)多年生球根花卉，花朵硕大、花色丰富、花姿优美、芳香怡人。百合具有
‘
球根花卉之王’的美誉，可以广泛用于鲜切花，盆花，还可以应用于风景园林，具有极高的观赏价值。同时有些百合还可以药用和食用，具有极高的观赏与经济价值。百合种类繁多，分布广泛，在国内外鲜切花市场占有十分重要的地位(杨利平和符勇耀，中国百合资源利用研究[m]，东北林业大学出版社，2018.11)。
[0003]
然而，现有绝大部分百合品种花粉含量都很大，在开花过程中大量散粉会引起花粉污染，且沾染后清洗不便，同时还容易造成部分人群花粉过敏等不良反应。市场上销售切花及盆栽百合一般都进行人工去雄处理，过程繁琐，浪费大量的人力物力，所以培育无(或少)花粉百合一直是百合育种的重点方向(吴美娇，张亚明，王雪倩等，无花粉污染百合的杂交育种研究，南京农业大学学报，2019，42(06)：1030-1039)。同时通过调节开花期，使植物提前开花，明显延长了百合的观赏期，提高了其花期的观赏品质及百合的商业价值，具有巨大的市场前景。乳突是百合花瓣中下部常见的突起部分，通常颜色比较鲜艳，但乳突较多的百合，极大地影响了花朵的观赏性，如南川百合、湖北百合等(杨利平和符勇耀，中国百合资源利用研究[m]，东北林业大学出版社，2018.11)，至今有关百合乳突的调控技术研究鲜有报道。所以，开展培育提前开花且无(或少)花粉或者乳突少的百合品种研究具有重要意义。
[0004]
研究发现，花期控制的主要原理是调节植物的营养生长、花芽分化及开花环境等，其调控的主要途径包括温度处理、光照处理、药剂处理及栽培措施处理4种。而种球的低温贮藏是控制百合花期较有效的办法，结合使用人工补光可促进其幼苗生长，提早花芽分化(田春元，张伟英.仙客来与百合花期调控技术研究,2015,17,林业科学,现代农业科技,2015,17:192-193)。并且百合种球不同低温处理和低温处理时间长短与开花期密切相关。目前，在实际生产中，解除百合鳞茎休眠使用的是0～8℃低温处理、贮存4～12周。低温处理温度越低，花期越迟；低温处理时间越长，花期越提早，影响开花期少则3～4d，多则可达15～20d。在百合生产过程中，对已经低温处理的种球，温度越高，花芽分化越早，但叶和花的数量较少，花茎短；在低温下栽培，会造成节间缩短、开花延迟。另外露地百合的花期调控非常困难，仅通过定植时间或施肥等方法往往效果不佳，通常还需要采用大棚对百合切花进行花期调控，成本高。
[0005]
研究发现，导致花粉败育主要与线粒体的呼吸作用异常、膜脂过氧化、物质代谢紊乱和小rna功能异常等有着密切的关联(张鹏飞，张道荣，凌冬，等.植物花粉败育的研究进展，湖北农业科学，2019，58(23)：10-15)。其中高温经常引起花粉败育，而低温对花粉形成或活性影响不明显(全东兴，周广春，侯立刚，开花期温度对北方杂交粳稻bt型不育系花粉败育及育性的影响，湖北农业科学，2011,50(1)：30-32)。至今，还未有研究者发现可以通过
低温对花粉产生显著影响。目前国内外对雄性不育的无花粉百合有一些初步的基础性研究，但大部分涉及基因编辑手段。如中国农业大学观赏园艺与园林系等单位，用新铁炮百合为试材，在建立无菌小鳞片多频再生体系的基础上，建立高效遗传转化体系，通过农杆菌介导法将玉米花药发育相关基因zm401导入新铁炮百合中，再经分子水平的初步检测证明，外源基因zm401已成功整合到基因组中，从而获得了阳性植株(李邱华等,新铁炮百合遗传转化体系的建立及zm401基因的导入,农业生物技术学报,2008,16(1):96～102)。但该方法基因筛选困难，操作困难，成本高。发明专利cn106417000b公开了一种无花粉百合品种的培育方法，利用特殊的百合杂交育种组合，结合瓶内播种、百合组培繁殖、百合小籽球冷藏春化、百合种球栽培、无花粉百合筛选及扩繁技术，培育了无花粉百合。赵祥云等通过辐射育种的方法获得了雄性不育突变体植(赵祥云,辐射诱发百合雄性不育的研究.中国花卉园艺,2003,2:25～2)。但上述方法操作繁琐，培育周期长。
[0006]
目前，还未有发现一种有效的方法可以同时调控百合开花花期和花粉形成及可育性。因此，需要寻找一种操作简单，具有实际应用和推广价值的百合花期、花粉形成和乳突的调控技术至关重要。


技术实现要素：

[0007]
针对现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种百合优异性状及提前开花的培育方法，解决了露地切花百合花期控制困难、花粉量大且易污染以及乳突多导致的观赏品质低等问题，为培育更优异的百合观赏性状提供了新方法。
[0008]
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种百合优异性状及提前开花的培育方法，包括以下步骤：
[0009]
1)取百合鳞茎置于轻质基质中密封好后，在低温环境中放置，避光培养至鳞茎抽薹发育长出约12～15cm时即可；
[0010]
2)将步骤1)得到的抽薹百合定植栽培于田间；
[0011]
3)对步骤2)中栽培的百合进行田间管理，所述管理过程中温度为0～15℃，最好的，昼夜选择周期性变温处理，如白天10～15℃，晚上0～5℃。
[0012]
作为优选的，步骤1)中所述轻质基质为草炭、刨花和木屑中的一种或多种。
[0013]
作为优选的，步骤1)中所述低温为8～12℃。
[0014]
作为优选的，步骤1)中所述避光培养的时间为2～3周。
[0015]
作为优选的，在所述步骤2)中，起高畦栽种，畦高20～30cm，宽1.5m，栽植密度为4～5株/m2。
[0016]
作为优选的，在所述步骤2)中，抽薹百合垂直放入种植穴中，且百合基座带有肉质根朝下，覆土厚度为4～6cm。
[0017]
作为优选的，在进行步骤2)中，可以选择冬季室外温度为0～15℃的地方在秋末时期进行露天栽培，如冬季最低温度为0℃左右的亚热带。这样，百合花蕾在冬天自然状态下受到约2个半月冷胁迫(晚上0～5℃，白天约10～15℃)周期性处理，更有利于百合切花无花粉或少花粉，同时乳突显著减少。同时实现了百合露天培育，一般情况下无需温度控制。
[0018]
作为优选的，在所述步骤3)中，当田间温度低于-2℃以下时，需要进行加盖适量薄膜以控温。
[0019]
作为优选的，步骤3)中所述田间管理包括用水管理、用肥管理或病虫害管理。
[0020]
本发明的另一个目的还在于，提供了上述方法培育得到的百合品种。
[0021]
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
[0022]
1、本发明在黑暗低温条件下，借助轻质基质对百合鳞茎进行抽薹诱导后，经田间定植和田间控温管理即可。通过本发明可以明显缩短百合开花时间，导致花期提前约2个月，其效果显著，且获得的百合切花无花粉或少花粉污染且花粉不育，内轮红色乳突显著减少，外轮乳突消失，观赏品质更优。本发明为通过栽培管理培育优良百合性状提供了新思路和新选择。
[0023]
2、本发明通过简便有效的技术控制，实现了培育切花百合花期提前、无花粉污染和花瓣乳突减少的三重功效，是切花百合栽培的重要方法，该方法操作方法简便易行，处理周期短，具有潜在的市场应用前景。
[0024]
3、本发明的培育方法适合亚热带(冬季最低温度为0℃左右)地区田间露天栽培推广，在秋末时节田间定植，避免了通常通过大棚对百合花期调控的做法，解决了露地百合花期调控困难的问题，且无需基因编辑手段培育无或少花粉品种，时间大大缩短，成本明显降低，具有良好的应用前景。
附图说明
[0025]
图1为百合
‘
索邦’鳞茎诱导抽薹图。
[0026]
图2为抽薹切花百合
‘
索邦’田间栽培生长发育过程图，a为田间定植后1周，b为田间定植后1个月，c为
‘
索邦’百合定植4个多月后的花期。
[0027]
图3为切花百合
‘
索邦’开花期的花部图，a为实验组，b为对照组，比例尺代表2.5cm。
[0028]
图4为实验组百合
‘
索邦’花瓣和花丝图，a为外轮花瓣，b为内轮花瓣，比例尺为1cm，c为花丝。
[0029]
图5为切花百合
‘
索邦’的花药图，a为实验组散粉前期单朵花中的6个花药，比例尺表示1cm，b为实验组散粉后期单朵花中的6个花药(含标尺)。
[0030]
图6为切花百合
‘
索邦’放大的花药图，a为实验组无花粉的花药，b和c为实验组含有极少量花粉的花药，d为对照组散粉花药，比例尺表示1mm。
[0031]
图7为花粉的花粉管萌发情况，a和b为实验组，c为对照组，比例尺代表100μm。
具体实施方式
[0032]
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。实施例中所述原料如无特殊说明，均为普通市售产品。实施例中所述的实验方法无特别说明，即按常规生物学实验方法操作。
[0033]
本实施例所用材料为切花百合
‘
索邦’，购买自四川省亿尚农业旅游生态有限公司，种球大小为周径14～16cm。
[0034]
实施例1
[0035]
一种百合优异性状及提前开花的培育方法，包括以下步骤：
[0036]
1)百合鳞茎抽薹诱导
[0037]
挑选60粒正常的
‘
索邦’百合鳞茎，并随机平均分为两组，一组为实验组，另一组为对照组。将实验组放入填充满纯木屑的白色塑料箱，密封好以后，在低温(10℃左右)环境中放置，避光培养，2～3周后，观察鳞茎抽薹发育情况，待长出约12-15cm(如图1所示)即可；对照组未进行处理。
[0038]
2)百合的田间定植
[0039]
将步骤1)中的实验组和对照组于秋末时节(2020年11月初)，在重庆市涪陵区长江师范学院室外的田间定植栽培(经过2017年以来观察，重庆涪陵区长江师范学院百合种植基地冬季最低气温在0摄氏度左右；冬季日均温度10℃左右，适宜试验开展)。选择光照适中，排水和通风良好地段，除粘重土壤以外的其他土壤，起高畦栽种，畦高20～30cm，宽1.5m左右，栽植密度为4～5株/m2。并将抽薹百合垂直放入种植穴中，注意百合基座带有肉质根朝下，覆土厚度约5cm，保护抽薹的百合幼茎。
[0040]
3)田间管理
[0041]
按需求对对照组和实验组进行田间管理且二者保持一致。结果：将对照组和实验组定植1周后，如图2a所示，实验组百合幼茎和叶片变为绿色，追施适量农家肥。定植1个月后，实验组百合叶片和茎均正常生长发育，茎高度增加，叶片变宽变绿且叶片数增加(如图2b)。定植2个月(2021年1月)后，实验组开始出现花蕾。而对照组于2021年2月中旬观察到发芽，到4月初开始出现花蕾。田间管理过程中，注意如遇特殊情况，即当田间温度低于-2℃以下时，需要进行加盖适量薄膜以适当控温。在田间生长过程中，注意叶片灰霉病与地下害虫的防治，如发现病株，立即移除。
[0042]
1、对实验组和对照组的开花期进行观察，结果显示：实验组于2021年1月至3月下旬，百合花蕾逐渐发育，变长变大，颜色由绿色逐渐转变为紫色，再逐渐转变为白色，开花前变为淡粉色，部分百合花期图片如图2c和图3a所示；而对照组百合于5月下旬开始逐渐开花。说明实验组与对照组相比，花期提前了近2个月时间。
[0043]
2、对实验组和对照组的表型进行观察，结果如图3和图4所示。
[0044]
从图中可以看出：实验组的花径平均可达16cm，未见明显的花粉(图3a)，外轮花瓣上的乳突消失(图4a)，内轮花瓣上的红色乳突显著减少(图4b)，花丝表现有轻微的弯曲(图4c)。而对照组的百合花药已经明显散粉，花径与实验组相似，内外层花瓣中下部的红色乳突较多(如图3b)。实验组和对照组
‘
索邦’百合均保留了花香气。
[0045]
3、将实验组和对照组的花药直接观察或在体式显微镜(olympus sz61 japan)下解剖观察，结果如图5和图6所示。
[0046]
从图5中可以看出，在实验组散粉前的花药(图5a)和散粉后的花药(图5b)中，未见花粉或花粉含量极少。从放大的花药图中可以看出，实验组一部分花药完全没有花粉(如图6a)，一部分花药中含极少量的花粉(如图6b和图6c)。而对照组的百合花药中含有大量花粉(如图6d)。
[0047]
4、采用花粉液体培养法(缑辉等，百合花粉萌发最佳培养基筛选及其活力测定，农业科技与信息(现代园林)，2015,12(4):299-303)分别检测实验组和对照组花粉的活性，结果如图7所示。
[0048]
从图中可以看出，实验组的百合未发现花粉管萌发(如图7a和图7b)，说明其花粉不育，且花粉粒为椭圆形或不规则形态。而对照组的百合花粉管萌发(如图7c)，说明花粉可
育，且花粉粒大部分为椭圆形。
[0049]
实施例2
[0050]
于2021年10月～2022年6月进行试验，实验步骤同实施例1，结果相同，为避免重复，具体附图在此省略。
[0051]
综上，说明通过本发明的培育方法确实可以同时调控百合花期、花粉和花瓣乳突性状，本发明具有可行性。
[0052]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种百合优异性状及提前开花的培育方法，其特征在于，包括以下步骤：1)取百合鳞茎置于轻质基质中密封好后，在低温环境中放置，避光培养至鳞茎抽薹发育长出约12～15cm时即可；2)将步骤1)得到的抽薹百合定植栽培于田间；3)对步骤2)中栽培的百合进行田间管理，所述管理过程中温度为0～15℃。2.根据权利要求1所述百合优异性状及提前开花的培育方法，其特征在于，步骤1)中所述轻质基质为草炭、刨花和木屑中的一种或多种。3.根据权利要求1所述百合优异性状及提前开花的培育方法，其特征在于，步骤1)中所述低温为8～12℃。4.根据权利要求1所述百合优异性状及提前开花的培育方法，其特征在于，步骤1)中所述避光培养的时间为2～3周。5.根据权利要求1所述百合优异性状及提前开花的培育方法，其特征在于，在所述步骤2)中，起高畦栽种，畦高20～30cm，宽1.5m，栽植密度为4～5株/m2。6.根据权利要求1所述百合优异性状及提前开花的培育方法，其特征在于，在所述步骤2)中，抽薹百合垂直放入种植穴中，且百合基座带有肉质根朝下，覆土厚度为4～6cm。7.根据权利要求1所述百合优异性状及提前开花的培育方法，其特征在于，在进行步骤2)中，可以选择冬季室外温度为0～15℃的地方在秋末时期进行露天栽培。8.根据权利要求1所述百合优异性状及提前开花的培育方法，其特征在于，在所述步骤3)中，当田间温度低于-2℃以下时，需要进行加盖适量薄膜以控温。9.根据权利要求1所述百合优异性状及提前开花的培育方法，其特征在于，步骤3)中所述田间管理包括用水管理、用肥管理或病虫害管理。10.一种如权利要求1～9任一项所述方法培育得到的百合品种。

技术总结
本发明公开了一种百合优异性状及提前开花的培育方法，本发明在黑暗低温条件下，借助轻质基质对百合鳞茎进行抽薹诱导后，经田间定植和田间控温管理即可。与对照组相比，本发明的百合花期提前约2个月，且获得的切花百合无(或少)花粉污染，乳突显著减少。可见，本发明通过简便有效的技术控制，实现了培育切花百合花期提前、无花粉污染和乳突减少的三重功效。该方法是一种切花百合栽培的重要方法，不仅解决了百合露地花期调控困难的问题，而且避免了通过分子育种培育无(或少)花粉品种的成本和劳动力，并获得更优异的观赏性状，具有重要理论研究价值和良好的推广应用前景。研究价值和良好的推广应用前景。


技术研发人员：符勇耀 程诗袁 张虹 何佳丽 姜思佳
受保护的技术使用者：长江师范学院
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/7/12