一种提高长穗偃麦草与普通小麦远缘杂交结实率的方法技术领域
本发明涉及杂交育种技术领域，具体涉及一种提高长穗偃麦草与普通小麦远缘杂
交结实率的方法。
背景技术
普通麦杂交有选择亲本、选穗、整穗、去雄、采粉、授粉和收获等步骤。
1．选择优良母本植株
按既定杂交组合，选择发育良好，健壮，无病虫害，穗柄抽出高3-6cm但尚未开花，即花
药未成熟的植株作为母本。麦穗初步选中以后，用镊子打开麦穗中部的小花，观察它的花
药，如果花药正在由绿变黄，就是理想的杂交穗。因为这样的麦穗当天去雄后，第二天就能
授粉杂交。
2．整穗
整穗时，保留中部8-10个发育健壮的小穗，剪掉穗子基部和顶部发育不好的小穗，然后
用镊子拔掉每个小穗上发育不良的小花，每个小穗只留基部两朵小花，再用剪刀剪去芒连
同外颖顶端1/4-1/3。
3．去雄
整穗以后应立即去雄。小麦花在未开花以前，内、外稃紧闭，为了夹除花内的花药，可用
手指和镊子将内、外稃分开，然后将花内的花药夹出来。这种去雄方法称为分颖去雄法。分
颖去雄法是小麦去雄时常用的一种方法。
运用分颖去雄法去雄时，先用左手大拇指和中指捏住麦穗，用食指轻轻压住要去
雄的花朵内、外稃顶部，右手用镊子轻轻插入内、外稃的合缝里，利用镊子的弹性使内、外稃
略为张开，然后轻轻夹出 3 个花药。注意不要将花药夹破或夹断，也不能碰伤柱头，并且要
数清 3 个雄蕊是否已全部取出。
整个麦穗的去雄工作要先从麦穗的一侧开始，从上向下进行，做完一侧再做另一
侧，按顺序进行，以免遗漏。去雄时，如发现花药已经变黄或已经破裂，应立即将这朵花除
去。每朵花去雄后，应该将镊子浸入酒精中，杀死可能沾带的花粉。去雄后套上羊皮纸袋隔
离，拴挂标签。标签上应该注明母本品种名称（或行号），去雄日期，然后用曲别针夹住纸袋。
4．花粉的采集和授粉
当母本麦穗去雄的小花上，柱头呈羽毛状分叉并带有光泽时，表示柱头已经成熟，应马
上进行授粉。采集父本花粉，多选择在去雄后2-4天，时间在上午9时前，下午4时后。
一般采用捻穗法授粉，步骤如下：在小麦开花盛期前采集父本穗。选择父本穗时，
应选择父本中的中部小穗已有少部分小花开过的穗子。父本麦穗中如果有 1-2 朵小花已
经开放时，说明即将有更多的花朵开放。用剪刀剪去芒和当日不能开花的小穗，留3cm穗柄
将穗剪下。用手握1-2分钟后，再用剪刀剪开母本纸袋顶部，将整好的父本穗倒插在纸袋内，
穗柄应露在纸袋外边，封好纸袋上口。5-10分钟后，用手轻轻捻动穗柄，使其围绕母本穗转
动数周。取出父本穗，立即用大头针把纸袋上口折叠别好，并在纸牌上注明父本名称，授粉
日期及授粉者姓名。然后剪去纸牌（或塑料牌）的一角，以示授粉完毕。一般父本穗只要有2-
3个花药良好散粉就可满足授粉的需要。
为了得到更多花粉，也可同时多抹几个麦穗，将开花麦穗弯进光滑纸片叠成的容
器中，用镊子轻敲麦穗，将花粉振落在容器中。用这种方法，一次可以采集较多的花粉。采集
的花粉不要在阳光下照晒，应立即用来进行授粉。授粉时，先取下母本麦穗上的纸袋，一只
手捏住麦穗，另一只手用毛笔蘸取刚刚采集的父本花粉，轻轻抹在柱头上。授粉要按顺序进
行，从上向下授完一侧再授另一侧。授粉结束后，要重新套好纸袋，并在纸牌（或塑料牌）的
另一面写上父本名称和授粉日期。然后剪去纸牌（或塑料牌）的一角，以示授粉完毕。在授粉
10 天以后，要将纸袋摘掉，以使杂交穗正常生长发育。母本穗上的纸袋也可一直保留到收
获时连同穗子一起收回。
小麦的近缘物种类型繁多，变异多样，具有丰富的遗传多样性，并且含有在小麦育
种中具有重要利用价值的优良基因。这些近缘种都具有和小麦杂交的潜力,因此用于小麦
遗传改良的基因资源是十分丰富的。偃麦草是与普通小麦亲缘关系较近的一个属，是小麦
遗传改良中具有重要利用价值的近缘植物之一。通过偃麦草与小麦杂交，国内外育种家已
育成了一批异附加系、异代换系、易位系和优良品种，把偃麦草基因组中的一些有益基因转
入普通小麦中，但是如何进一步提高偃麦草与普通小麦杂交过程中的结实率，提高杂交育
种效率，一直使人们不断研究和创新的课题。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种提高长穗偃麦草与普通小麦
远缘杂交结实率的方法，该方法通过创新的杂交育种和授粉方法，结合不同生长时期的营
养元素调节处理，有效提高长穗偃麦草与普通小麦杂交育种中的结实率和粒重，提高远缘
杂交效率。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种提高长穗偃麦草与普通小麦远缘杂交结实率方法，包括以下操作步骤：
1）处理父本和母本：以长穗偃麦草为父本，以普通小麦为母本；母本生长至抽穗初期
时，进行人工去除雄花后，并对母本穗喷施雌蕊促生长剂，之后将单个母本穗分别套装在羊
皮纸袋内，并记录去雄花时间，选取去雄花4~7天的母本穗为杂交穗；
2）杂交授粉：将选定的作为杂交穗的单个母本穗或至少两个相邻的选定的母本穗捆绑
在一起并套装在羊皮纸袋内，并在羊皮纸袋内固定盛装有水的试管；在父本生长至开花期
时，截取与母本穗相同个数的父本穗放入试管中，在杂交授粉开始后，每天晃粉至少两次，
完成父本和母本的自然授粉；
3）授粉结束后，取下试管和羊皮纸袋，当授粉完成后的母本生长至灌浆期时，喷施灌浆
期调节剂，生长至麦粒成熟，得F0代杂交种；
4）以F0代杂交种为母本，以步骤1）中所述普通小麦为父本； 母本生长至抽穗初期时，
对母本喷施雌蕊促生长剂，然后将单个母本穗分别套装在羊皮纸袋内，母本穗充分生长至
颖壳张开雌蕊绒毛外吐时，按照步骤2）同样的方法完成父本和母本的自然授粉；
5）按照步骤3）同样的方式，得F1代杂交种，即完成；
其中步骤1）和步骤4）中所述雌蕊促生长剂由以下重量百分含量的原料制备而成：氨基
酸螯合硼0.02~0.06%、氨基酸螯合钙0.4~0.6%、牛血清白蛋白1.0~2.0%、甘露醇5~6%、果胶
酶0.04~0.2%、纤维素酶0.1~0.3%、半纤维素酶0.1~0.3%、赤霉酸0.05~0.08%、兰索拉唑0.05
~0.06%、硝普钠0.1~0.2%，余量为水；
步骤3）中所述灌浆期调节剂由以下重量百分含量的原料制备而成：赤霉素0.05~
0.08%、磷酸二氢钾0.1~0.2%、腐殖酸0.05~0.07%、胺鲜脂DA-6 0.5~1%、天达2116 0.5~1%、
氨基酸螯合锌0.05~0.1%、氨基酸螯合硼0.05 ~0.1%，余量为水。
可选的，步骤1）和步骤4）中还包括当父本和母本生长至花芽分化期时，喷施小麦
生长调节剂，其中小麦生长调节剂由以下重量百分含量的原料制备而成：氨基酸螯合锌0.1
~0.2%、氨基酸螯合钙0.1~0.2%、氨基酸螯合硼0.1~0.2%、过磷酸钙0.2~0.5%、植酸氨0.2~
0.4%、核苷酸0.3~0.5%、米醋1~2%，余量为水。
可选的，当父本和母本同时播种，自然生长花期不遇时，步骤1）中还包括将父本在
冬季进行塑料大棚保温处理，同时每平方用125瓦汞灯进行光照处理，每天光照处理时间为
10小时，至父本生长至抽穗初期；将母本分不同时期播种。进一步优选的，所述塑料大棚保
温处理的开始时间为1月1号；所述母本的初次播种时间为12月1号，每个一个月播种一期，
共播种三期。在步骤1）中选定花期相遇的父本和母本进行杂交育种进程。
可选的，步骤2）中杂交授粉开始后，还包括每隔2~3天更换一次父本穗，并补充试
管中的水，更换2~3次，完成授粉。进行多次重复授粉，提高受精率，提高授粉成功率，进一步
提高结实率。
可选的，步骤2）中所述晃粉为每天九点半以后和下午三点各晃粉一次。在每天的
特定时间内多次晃粉，提高授粉效率和成功率。
可选的，步骤2）中还包括对羊皮纸袋进行喷雾处理，保持羊皮纸袋内的湿度在90%
以上。
可选的，步骤2）中所述试管固定在母本穗上方5~10cm处。
可选的，步骤2）中还包括将父本穗的颖壳带芒剪除1/4后再放入试管中。加速父本
穗开花。
可选的，步骤3）中在授粉结束10天后，取下羊皮纸袋和试管，并将已经授粉的单个
母本穗单独套装在羊皮纸袋内。
可选的，所述普通小麦为任何能够正常自交结实的小麦。
长穗偃麦草是小麦的野生近缘植物之一，具有生长繁茂、多花多实、抗多种小麦病
害（三锈、白粉、赤霉、黄矮病等）、抗寒冷、耐盐碱、耐干旱、较耐湿、耐贫瘠以及高蛋白等优
良性状，是小麦性状改良中不可多得的优异外源基因供体。可选的，所述长穗偃麦草为十倍
长穗偃麦草、中间偃麦草或者二倍体长穗偃麦草。
可选的，步骤4）中选取抗病、植株矮化、茎干粗壮抗倒伏和落黄好的F0代杂交种作
为母本。
F0代杂交种遗传父本长穗偃麦草多年生的特性，可以一次种植连续3年进行杂交
授粉育种母本。并且F0代中因为远缘杂交自交不亲和，因此在步骤4）中当母本充分生长至
颖壳张开雌蕊绒毛外吐时，按照步骤2）同样的方法进行杂交授粉，省去了母本去雄的操作
步骤，减少劳动量，易于操作。
上述对母本进行套袋处理的过程中，需要确保麦穗不能顶到羊皮纸袋的顶部，需
在上部预留3~4cm的空间。
本发明提高长穗偃麦草与普通小麦远缘杂交结实率方法，具有以下优点：
1、采用父本试管移植的方法进行授粉，父本可以吸取水分来延长其开花时间，延长授
粉时间，增加结实率，并且不良天气对授粉影响小；同时操作简单，无需取粉法和捻穗法所
需的专业知识，提高授粉效率和便捷性；
2、采用多次更换父本和多次晃粉结合的方式，进一步延长授粉时间，提高受精几率，更
进一步提高结实率，结实率提高20~50%；
3、对母本喷施雌蕊促生长剂，各种酶的添加使用促进消化雌蕊外壁，利于花粉管的突
入，兰索拉唑和硝普钠与各种酶协同作用，维持酶的稳定性，同时促进作物生长，提高小麦
对外界光照、水分含量等自然环境的适应性，硼、钙等微量元素、赤霉素的添加使用促进花
粉管的萌发和延伸，总之各成分在限定的用量范围内协同作用，促进雌蕊花粉管的萌发和
延伸，促进作物生长，提高作物对环境的适应性，进而提高授粉效率，克服植物中间杂交的
不亲和性，提高杂交的有效性，提高结实率；
4、在授粉结束生长至灌浆期后，喷施灌浆调节剂，其中的各组分在限定的用量范围内
协同作用，促进植物对水肥的吸收，促进其光合作用和呼吸作用，提高麦粒的饱满性，提高
粒重，提高小麦杂交的产量；
5、本发明采用创新的杂交授粉方法结合在不同的时期针对性的补充作物生长所需的
营养元素，有效提高长穗偃麦草与普通小麦杂交育种中的结实率和粒重，提高远缘杂交效
率。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种提高长穗偃麦草与普通小麦远缘杂交结实率方法，包括以下操作步骤：
1）以十倍长穗偃麦草作为父本，以性状优、株高矮的矮抗58作为母本；12月1号正常种
植父本，在1月1号搭建塑料大棚对长穗偃麦草进行保温处理，并用每平方米一个125瓦汞灯
进行光照处理，每天光照时间为10小时，连续光照至父本生长至抽穗开花初期；
12月1号开始每隔一个月种植一期母本，共种植三期；
所有的父本和母本生长至花芽分化期时，喷施小麦生长调节剂，其中小麦生长调节剂
由以下重量百分含量的原料制备而成：氨基酸螯合锌0.15%、氨基酸螯合钙0.15%、氨基酸螯
合硼0.15%、过磷酸钙0.3%、植酸氨0.3%、核苷酸0.4%、米醋1.5%，余量为水；
2）选择与父本花期相遇的母本，当母本生长至抽穗抽穗初期时，进行人工去除雄花后，
并对母本穗喷施雌蕊促生长剂，之后将单个母本穗分别套装在羊皮纸袋内，并记录去雄花
时间，选取去雄花4~7天的母本穗为杂交穗；
3）杂交授粉：将选定的作为杂交穗的5个相邻的选定的母本穗用钢丝或橡皮筋捆绑在
一起并套装在羊皮纸袋内，并在羊皮纸袋内用钢丝在母本穗的上方5~10cm处固定盛装有水
的试管；在父本生长至开花期时，截取5个父本穗，去除穗茎干上的叶片，同将父本穗的颖壳
带芒剪去1/4，放入试管中，对羊皮纸袋进行喷雾处理，保持羊皮纸袋内的湿度在90%以上，
在杂交授粉开始后，每天九点半以后和下午三点各晃粉一次，同时每隔2天更换一次父本
穗，并补充试管中的水，更换3次，完成父本和母本的自然授粉；
4）授粉结束10天，取下试管和羊皮纸袋，并将已经授粉的单个母本穗单独套装在小的
羊皮纸袋中，当母本生长至灌浆期时，喷施灌浆期调节剂，生长至麦粒成熟，得F0代杂交种；
5）以F0代杂交种为母本，以步骤1）中所述普通小麦为父本；按照步骤1）同样的方式对
母本进行大棚保温和光照处理，对父本进行分期播种，并在父本和母本生长至花芽分化期
时，喷施步骤1）中所述的小麦促生长剂；
6）选取步骤5）中与母本花期相遇的父本；母本生长至抽穗初期时，对母本喷施雌蕊促
生长剂，然后将单个母本穗分别套装在羊皮纸袋内，母本穗充分生长至颖壳张开雌蕊绒毛
外吐时，按照步骤3）同样的方法完成父本和母本的自然授粉；
7）按照步骤4）同样的方式，得F1代杂交种，即完成；
其中步骤2）和步骤3）中所述雌蕊促生长剂由以下重量百分含量的原料制备而成：氨基
酸螯合硼0.04%、氨基酸螯合钙0.5%、牛血清白蛋白1.5%、甘露醇5.5%、果胶酶0.08%、纤维素
酶0.2%、半纤维素酶0.2%、赤霉酸0.06%、兰索拉唑0.05%、硝普钠0.15%，余量为水；
步骤4）中所述灌浆期调节剂由以下重量百分含量的原料制备而成：赤霉素0.06%、磷酸
二氢钾0.15%、腐殖酸0.06%、胺鲜脂DA-6 0.8%、天达2116 0.7%、氨基酸螯合锌0.08%、氨基
酸螯合硼0.08%，余量为水。
实施例2
本实施例提高长穗偃麦草与普通小麦远缘杂交结实率方法，与实施例1不同的是所述
小麦促生长剂由以下重量百分含量的原料制备而成：氨基酸螯合锌0.1%、氨基酸螯合钙
0.1%、氨基酸螯合硼0.1%、过磷酸钙0.2%、植酸氨0.2%、核苷酸0.3%、米醋1%，余量为水；
所述雌蕊促生长剂由以下重量百分含量的原料制备而成：氨基酸螯合硼0.02%、氨基酸
螯合钙0.4%、牛血清白蛋白1%、甘露醇5%、果胶酶0.04%、纤维素酶0.1%、半纤维素酶0.1%、赤
霉酸0.05%、兰索拉唑0.05%、硝普钠0.1%，余量为水；
所述灌浆期调节剂由以下重量百分含量的原料制备而成：赤霉素0.05%、磷酸二氢钾
0.1%、腐殖酸0.05%、胺鲜脂DA-6 0.5%、天达2116 0.5%、氨基酸螯合锌0.05%、氨基酸螯合硼
0.05%，余量为水。
其他操作步骤同实施例1。
实施例3
本实施例提高长穗偃麦草与普通小麦远缘杂交结实率方法，与实施例1不同的是所述
小麦促生长剂由以下重量百分含量的原料制备而成：氨基酸螯合锌0.2%、氨基酸螯合钙
0.2%、氨基酸螯合硼0.2%、过磷酸钙0.5%、植酸氨0.4%、核苷酸0.5%、米醋2%，余量为水；
所述雌蕊促生长剂由以下重量百分含量的原料制备而成：氨基酸螯合硼0.06%、氨基酸
螯合钙0.6%、牛血清白蛋白2%、甘露醇6%、果胶酶0.2%、纤维素酶0.3%、半纤维素酶0.3%、赤
霉酸0.08%、兰索拉唑0.06%、硝普钠0.2%，余量为水；
所述灌浆期调节剂由以下重量百分含量的原料制备而成：赤霉素0.08%、磷酸二氢钾
0.2%、腐殖酸0.07%、胺鲜脂DA-6 1%、天达2116 1%、氨基酸螯合锌0.1%、氨基酸螯合硼0.1%，
余量为水。
其他操作步骤同实施例1。
上述实施例需要说明的是，选取矮抗58和十倍长穗偃麦草作为杂交亲本品种，仅
仅是为了进行举例说明，不构成对本发明技术方案的具体限定，当采用其他普通小麦品种
和其他种类的长穗偃麦草时，取得的技术效果与实施例1~3基本相同。
对比例1
本对比例与实施例1不同的地方在于，所述小麦促生长剂由以下重量百分含量的原料
制备而成：硫酸锌0.15%、氯化钙0.15%、硼酸0.15%、过磷酸钙0.3%、植酸氨0.3%、核苷酸
0.4%、米醋1.5%，余量为水；
所述雌蕊促生长剂由以下重量百分含量的原料制备而成：硼酸0.04%、氯化钙0.5%、牛
血清白蛋白1.5%、甘露醇5.5%、果胶酶0.1%、纤维素酶0.2%、半纤维素酶0.2%、赤霉酸0.08%，
余量为水；
所述灌浆期调节剂由以下重量百分含量的原料制备而成：赤霉素0.12%、磷酸二氢钾
0.15%、胺鲜脂DA-6 1.5%、硫酸锌0.08%、硼酸0.08%，余量为水。
其他操作步骤同实施例1
对比例2
本对比例与实施例不同的地方在于，不进行喷施小麦促生长剂、雌蕊促生长剂、灌浆期
调节剂等操作，其他操作步骤同实施例1。
试验例
1、采用国内法和国际法分别统计实施例1、对比例1和对比例2的结实率，结果如下表1
所示，结实率计算公式分别为：
国内法：结实率（%）=（基部小花结实数/小穗数×2）×100%；
国际法：结实率（%）=（穗粒数/小穗数×2）×100%
表1
2、分别取实施例1、对比例1和对比例2生长成熟的若干个麦穗，统计其平均单个麦穗中
麦粒个数和千粒重，结果如下表2所示：
表2
编号
麦粒个数（个）
千粒重（g）
实施例1
80
45
对比例1
60
35
对比例2
50
28
由上述表1和表2所示的数据可知，实施例1的结实率明显高于对比例1和对比例2，并且
实施例1杂交培育成熟的麦穗的单个麦穗的麦粒个数及千粒重明显高于对比例1和对比例
2，由此可见，采用本发明杂交方法中限定的小麦促生长剂、雌蕊促生长剂和灌浆期调剂节
补充作物生长过程中所需的营养元素，提高杂交有效性和杂交效率，提高结实率和产量。
实施例2和实施例3所述的方法培育成熟的麦穗的麦粒个数和千粒重与实施例1处
于同一水平。