利用傳粉昆蟲生產(chǎn)花魔芋雜交實(shí)生種子的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種種子的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種利用傳粉昆 蟲生產(chǎn)花魔芋雜交實(shí)生種子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 花魔芋（Amorphaphallus konjac K. Coch)屬天南星科魔芋屬多年生半陰性草本 植物，在全球200萬畝左右的栽培面積中占90 %以上，其他的如白魔芋、珠芽魔芋、西盟魔 芋等栽培種面積不足10%，因其富含葡甘露聚糖而廣泛應(yīng)用于特種食品、功能食品及保健 品中，是我國西南山區(qū)高效的特色優(yōu)勢經(jīng)濟(jì)作物。然而長期營養(yǎng)繁殖導(dǎo)致的病害積累、種性 退化等已嚴(yán)重威脅到魔芋產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具體表現(xiàn)在栽培面積的徘徊不前甚至退步、 栽培效益逐漸下滑、栽培風(fēng)險的日益加劇。有性繁殖是經(jīng)濟(jì)植物最天然的脫毒方法，同時不 同優(yōu)勢基因組合產(chǎn)生的雜種優(yōu)勢可以提高產(chǎn)量、提升品質(zhì)。為此，變營養(yǎng)繁殖為有性繁殖是 破解當(dāng)前難題的有效途徑。
[0003] 花魔芋一般經(jīng)4-5年的營養(yǎng)生長后進(jìn)入生殖生長，其花為天南星科特有花一一佛 焰花，裸花、雌雄同株且花期不遇，一般雌花序比雄花序先成熟1-3天，當(dāng)雌花成熟可授粉 時，雄花序往往未吐花粉，這種單株花期不遇就是花魔芋自然結(jié)籽率低的最重要原因。然 而，對于大規(guī)模的群體雜交制種而言，單株花期不遇可通過異株人工授粉解決，并且人工雜 交制種技術(shù)較為成熟，其具體應(yīng)用實(shí)例可參考湖北省魔芋種子種苗工程技術(shù)研究中心指導(dǎo) 的湖北一致魔芋生物科技有限公司致力種業(yè)分公司長陽縣賀家坪鎮(zhèn)青崗坪基地。2013年成 功授粉結(jié)實(shí)5000余株，結(jié)實(shí)率70 %左右，病損率20%，收獲雜交種子287斤，2014年成功授 粉結(jié)實(shí)20000余株，結(jié)實(shí)率80%左右，病損率15%以下，收獲雜交種子1005斤，2015年成功 授粉結(jié)實(shí)13000余株，結(jié)實(shí)率90%左右，病損率10%以下，收獲雜交種子960斤。
[0004] 專利號為ZL 201210290023. 1的發(fā)明專利公開了魔芋雜交育種一年二代繁殖 的方法，只是利用有性雜交生產(chǎn)的實(shí)生子為基礎(chǔ)材料進(jìn)行組織培養(yǎng)來加快繁殖及育種速 度，但并為提及如何降低人工雜交成本及利用昆蟲授粉提高效率和結(jié)實(shí)率；專利申請?zhí)枮?200710066293. 3的專利申請文件公開的一年生魔芋球莖成花誘導(dǎo)方法是采用生長調(diào)節(jié)劑 打亂了魔芋的生長規(guī)律，讓魔芋提前開花，這樣會因魔芋的發(fā)育不正常，導(dǎo)致魔芋營養(yǎng)不良 進(jìn)而影響結(jié)籽率；專利申請?zhí)枮?01310408528. 8專利申請文件所公開的一種利用昆蟲授 粉的魔芋雜交育種技術(shù)中既沒有具體描述哪一種或幾種昆蟲能訪花、授粉，且對昆蟲訪花 原因及報酬機(jī)制的闡述也缺乏數(shù)據(jù)，更沒有對授粉昆蟲具體授粉方式、昆蟲授粉的實(shí)際效 果及具體在生產(chǎn)實(shí)踐上操作的步驟和注意事項；專利申請?zhí)枮?01310327495. 4的專利申 請文件公開了一種提高魔芋種子結(jié)實(shí)率的方法，該方法未考慮到開花公魔芋實(shí)生種子的營 養(yǎng)基本由母球莖供應(yīng)，實(shí)生子生長膨大基本為單純自養(yǎng)過程，且公魔芋球莖根系衰弱，與外 界營養(yǎng)物質(zhì)交換少，因此通過補(bǔ)充或調(diào)節(jié)肥水來達(dá)到增加種子結(jié)實(shí)率的方法難以實(shí)現(xiàn)。
[0005] 多年的雜交圃科研基地研究和制種基地雜交實(shí)踐表明，現(xiàn)有的規(guī)模化生產(chǎn)魔芋 雜交實(shí)生子的方法為人工授粉法，人工雜交技術(shù)具有結(jié)籽率高的特點(diǎn)，但存在人工費(fèi)用偏 高、授粉結(jié)實(shí)率受個人操作影響變異大、漏刷粉及晚刷粉等時有發(fā)生，且受農(nóng)村勞動力結(jié) 構(gòu)型變化及社會普遍人工成本的不斷上升，人工授粉的管理難度及成本優(yōu)勢越來越小，昆 蟲規(guī)?；诜奂夹g(shù)早已廣泛應(yīng)用于蘋果、梨、杏等果樹上，但對于魔芋來說聞所未聞，其原 因?yàn)槟в箅m為蟲媒花，但花魔芋開花時釋放強(qiáng)烈的腐尸味氣體（主要成分為二甲基寡硫 醚及二甲基三硫醚等臭味物質(zhì)），對于蜂媒類以蜜蜂科為主和蝶媒類昆蟲根本不會訪花， 更不用說傳粉，花魔芋的訪花昆蟲一般有鞘翅目（Coleoptera)腐尸甲蟲、埋葬甲蟲、卵金 花蟲和隱翅蟲；雙翅目（Diptera)麗繩、麻繩及食姐繩科（Syrphidae)的食姐繩；革翅目 (Dermaptera)的蠼螋；膜翅目（Hymenoptera)吊腳蜂及木蜂科（Xylocopidae)木蜂；直翅 目（Orthoptera)鼕嘶科；半翅目（Hemiptera)姐科和獵蠢或蝽科等20余種訪花昆蟲，但真 正具有傳粉能力的只有甲蟲類、蠅類和隱翅蟲類及蠼螋類6種左右，而能應(yīng)用到規(guī)?；?蟲制種的就只有4種左右。2015年恩施州龍鳳鎮(zhèn)龍馬后河基地實(shí)踐表明，昆蟲授粉能有效 降低人工成本，群體結(jié)籽率可達(dá)85%以上，同時單株結(jié)實(shí)率76. 05% (η = 9)與大田人工授 粉的69. 73% (η = 30)也能較顯著提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為了解決人工授粉存在成本過高和個人操作差異巨大的技術(shù)問題，進(jìn)而提 供了一種可明顯降低魔芋制種的成本并提高魔芋的結(jié)籽率和結(jié)實(shí)率的利用傳粉昆蟲生產(chǎn) 花魔芋雜交實(shí)生種子的方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種利用傳粉昆蟲生產(chǎn)魔芋雜交實(shí)生種子的方法，其特征在于：所述利用傳粉昆 蟲生產(chǎn)魔芋雜交實(shí)生種子的方法包括以下步驟：
[0009] 1)制種設(shè)施大棚的建造：
[0010] 按一般設(shè)施大棚的建造方式建造制種設(shè)施大棚的主體，在制種設(shè)施大棚的4周 邊以及頂棚上方均開設(shè)通風(fēng)換氣窗，所述通風(fēng)換氣窗的寬度1-3米；所述通風(fēng)換氣窗上罩 接有40-160目的防蟲紗網(wǎng)；所述制種設(shè)施大棚建造的海拔處于武陵山區(qū)以及秦巴山區(qū)的 200-1100米；所述制種設(shè)施大棚的4周邊以及頂棚上均設(shè)置有透光率是30% -70%的內(nèi)遮 陽網(wǎng)或外遮陽網(wǎng)；所述制種設(shè)施大棚內(nèi)部設(shè)置有排灌系統(tǒng)，所述排灌系統(tǒng)是滴管、地面噴灌 以及地上噴灌的任一種；
[0011] 2)在步驟1)所建造的制種設(shè)施大棚中播種制種親本：
[0012] 選擇質(zhì)量500g-15Kg的具有花芽的花魔芋作為親本；1壟單行按株距50-70cm以 及行距70-100cm的標(biāo)準(zhǔn)在制種設(shè)施大棚進(jìn)行播種；1壟雙行按株距50-70cm、行距50-70cm 以及壟距70-lOOcm的標(biāo)準(zhǔn)在制種設(shè)施大棚進(jìn)行播種；播種親本時是采用分期播種得到持 續(xù)不斷的開花為條件的；
[0013] 3)收集傳粉昆蟲后并將收集得到的傳粉昆蟲釋放于已經(jīng)播種有制種親本的且花 魔芋群體到達(dá)雌花盛期后的制種設(shè)施大棚中；所述傳粉昆蟲包括但不限于麻蠅、蠼螋、甲蟲 以及隱翅蟲，所述傳粉昆蟲是麻蠅、蠼螋、甲蟲以及隱翅蟲中的任一種或其組合；
[0014] 4)待傳粉昆蟲傳粉完成后對傳粉昆蟲進(jìn)行回收以及無害化處理。
[0015] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的傳粉昆蟲是麻蠅時，所述步驟3)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
[0016] 人工無菌化養(yǎng)殖麻蠅，待制種設(shè)施大棚中的花魔芋群體到達(dá)雌花盛期后按100只 /400m2的密度釋放人工無菌化養(yǎng)殖的麻蠅，將防蟲紗網(wǎng)關(guān)閉并關(guān)閉制種設(shè)施大棚，同時根 據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況調(diào)節(jié)制種設(shè)施大棚內(nèi)的溫度以及濕度。
[0017] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的傳粉昆蟲是麻蠅時，所述步驟3)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
[0018] 人工無菌化養(yǎng)殖麻蠅，待制種設(shè)施大棚中的花魔芋群體到達(dá)雌花