一种基于LED光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法

本发明属于农业生物，尤其涉及一种基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法。

背景技术：

1、小麦优质品种的快速加代繁育已成为小麦新品种选育的关键环节。

2、目前，高山夏繁育种是小麦新品种选育的最为常用的育种加代方法。高山夏繁育种主要在一些夏季气候凉爽的高山地区，利用高山地区日照充足，昼夜温差大的气候优势，实现一年内进行多轮次的育种试验。然而，高山地区气候变化异常，夏繁育种成功率难以保障，这在一定程度上限制了育种效率。此外，高山育种还会造成生态环保等问题(如水土流失、生物多样性减少)。因此，开发一种能够缩短育种周期、提高育种效率的方法，对于提升小麦产业竞争力具有重要意义。

3、植物工厂作为一种新型的农业生产方式，能够为作物生长提供最适的环境条件，大幅缩短作物生育期、显著提升作物的产量。基于植物工厂可控环境条件的作物快速繁育技术为小麦优质种子的快速加代繁育提供了有效途径，在人工光可控环境条件下，一年有望实现小麦5-6代繁育。与传统高山夏繁育种方法相比较，植物工厂小麦快速繁育关键技术可显著提升优质小麦育种的成功率、大幅缩短小麦优质品质的选育周期。

4、可控环境下冬小麦快速育种技术研发是近年来现代育种领域的研究热点，然而快速、高效获取冬小麦育种过程中自交种子的环境调控技术缺乏是冬小麦快速育种面临的产业难题，亟待解决。

5、对于需低温春化的作物而言，快速春化(或打破春化)，促进作物提早开花与结实是决定冬性作物新品种选育的关键。虽然近年来，单子粒育种被广泛的应用到可控环境下的快速育种过程，但是难以满足现代农业对大批量新品种选育的需求。因此，迫切需求一种加快冬小麦等冬性作物育种进程的方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，包括对冬小麦育苗阶段、营养生长阶段和生殖生长阶段的管理，所述育苗阶段的管理包括在春化阶段，将催芽后的冬小麦种子于0～10℃、光照强度为0～150μmol·m-2·s-1(不为0)、光照周期为16h条件下，进行光-低温耦合处理15～21天，光源为led白光；

3、所述营养生长阶段的管理包括在分蘖期至抽穗扬花期，采用光照强度为200～300μmol·m-2·s-1的led白光和光照强度为0～100μmol·m-2·s-1(不为0)的远红光照射培养，光照周期均为18～22h，培养时昼/夜温度为15～18℃/10～15℃，空气湿度为70～80％；

4、所述生殖生长阶段的管理包括在抽穗扬花期与灌浆期，采用光照强度为500～700μmol·m-2·s-1的led白光照射培养，光照周期均为20～22h，培养时昼/夜温度为27～30℃/22～25℃，空气湿度为60～80％。

5、进一步地，所述育苗阶段依次包括选种、浸种、催芽、春化阶段以及育苗管理，所述营养生长阶段依次包括苗期与分蘖期、分蘖期至抽穗扬花期管理，所述生殖生长阶段依次包括抽穗扬花期与灌浆期、成熟期管理。

6、进一步地，所述冬小麦育苗阶段的管理还包括对冬小麦种子用水清洗2～3次，并在20～30℃室温条件下用水浸泡种子12～24h的过程。

7、进一步地，所述冬小麦育苗阶段的管理还包括将浸泡过的冬小麦种子均匀的摊放平铺有湿纱布催芽盘中(15×15×2.0cm)，添加30ml去离子水后采用保鲜膜密封催芽盘，在20～25℃、黑暗环境下催芽24～36h的过程。

8、进一步地，所述冬小麦育苗阶段的管理还包括将低温春化后的冬小麦种子在昼/夜温度为15～18℃/10～15℃，空气湿度为70～80％的黑暗环境下育苗培养3天。

9、进一步地，所述营养生长阶段的管理还包括在苗期至分蘖期，于光照周期为18～22h、光照强度为200～300μmol·m-2·s-1的led白光下培养，进入有分蘖期后，每株冬小麦保留3个分蘖，用剪刀剪去后续生长出的多余分蘖。

10、进一步地，在冬小麦苗期至灌浆期施加霍格兰营养液。

11、进一步地，当冬小麦进入蜡熟期后停止施加霍格兰营养液。

12、进一步地，所述生殖生长阶段的管理还包括在冬小麦进入成熟期后，在光周期为24h、光照强度为500-700μmol m-2s-1的led白光、空气温度为30～35℃、空气湿度为40～60％条件下培养。

13、进一步地，将冬小麦麦穗收获后装入100目的纱网袋中，在空气温度30～35℃，空气湿度为<40％的通风条件干燥处理，干燥脱离后，将小麦籽粒转入0～4℃低温条件下保存。

14、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

15、冬性小麦快速春化，实现快速开花与结实，是加快冬小麦育种进程的关键，为此本发明提出了一种基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，相对于传统单纯的光周期、光强调控方式，本发明加速冬小麦育种进程的方法可以在大幅缩短冬小麦育种世代繁育时间的同时，不影响冬小麦的结实率和种子发芽率，为保证作物快速育种世代纯化过程所需的充足样本量提供了有效技术途径与方法。

1.一种基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，其特征在于，包括对冬小麦育苗阶段、营养生长阶段和生殖生长阶段的管理，所述育苗阶段的管理包括在春化阶段，将催芽后的冬小麦种子于0～10℃、光照强度为0～150μmol·m-2·s-1、光照周期为16h条件下，进行光-低温耦合处理15～21天，光源为led白光；

2.根据权利要求1所述的基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，其特征在于，所述冬小麦育苗阶段的管理还包括对冬小麦种子用水清洗2～3次，并在20～30℃室温条件下用水浸泡种子12～24h的过程。

3.根据权利要求2所述的基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，其特征在于，所述冬小麦育苗阶段的管理还包括将浸泡过的冬小麦种子在20～25℃、黑暗环境下催芽24～36h的过程。

4.根据权利要求1所述的基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，其特征在于，所述冬小麦育苗阶段的管理还包括将低温春化后的冬小麦种子在昼/夜温度为15～18℃/10～15℃，空气湿度为70～80％的黑暗环境下育苗培养3天。

5.根据权利要求1所述的基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，其特征在于，所述营养生长阶段的管理还包括在苗期至分蘖期，于光照周期为18～22h、光照强度为200～300μmol·m-2·s-1的led白光下培养。

6.根据权利要求5所述的基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，其特征在于，在冬小麦苗期至灌浆期施加霍格兰营养液。

7.根据权利要求6所述的基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，其特征在于，当冬小麦进入蜡熟期后停止施加霍格兰营养液。

8.根据权利要求1所述的基于led光-温耦合加速冬小麦育种进程的方法，其特征在于，所述生殖生长阶段的管理还包括在冬小麦进入成熟期后，在光周期为24h、光照强度为500-700μmol·m-2·s-1的led白光、空气温度为30～35℃、空气湿度为40～60％条件下培养。