一种基于LED光与高压静电场耦合加速水稻育种进程的方法

本发明涉及水稻育种，特别是涉及一种基于led光与高压静电场耦合加速水稻育种进程的方法。

背景技术：

1、水稻是全球第三大粮食作物。种子快速加代繁育技术是缩短优质水稻种子育种周期，实现全球水稻产量和品质提升，保障全球粮食供应的关键。基于植物工厂可控环境条件的作物快速繁育技术，为水稻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，一年可实现水稻5～6代繁育。与传统水稻育种方法相比较，植物工厂水稻快速繁育关键技术可显著提升优质水稻育种的成功率、大幅缩短水稻种子的育种周期。

2、对于育种而言，大幅缩短育种周期，同时保证快速繁育过程中的结实率和种子活力是决定新品种选育的关键。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，大幅缩短水稻育种周期并保证快速繁育水稻种子活力，迫切需求一种既能满足缩短育种世代时间，又能满足世代种子产量和活力的调控方法。

3、水稻是一种典型的短日照植物，为保证水稻实现提前开花、快速结实，采用高光照强度、短光照时间(光周期)是可控环境条件下实现水稻育种加代的常用环境调控措施。然而，过量提升光照强度、缩短光照时间往往会引起水稻生长发育异常，植株矮化、分蘖数减少，导致水稻光合器官受损，严重影响水稻的灌浆与结实，造成结实率降低、种子活力下降。可控环境下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、高品质的获取育种过程中自交种子环境调控技术缺乏是现代快速育种面临的产业难题，亟待解决。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于led光与高压静电场耦合加速水稻育种进程的方法，以解决上述现有技术存在的问题。本发明led光与空间高压静电场耦合的方法可以显著缩短水稻育种的世代繁育时间，同时可以保证快速繁育的种子的产量、结实率、种子活力等。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明的技术方案之一：一种基于led光与高压静电场耦合加速水稻育种进程的方法，包括以下步骤：

4、在水稻催芽前进行高压静电场处理；

5、在水稻苗期、分蘖期、抽穗扬花期和灌浆期采用led光进行光照，并在每天光照前、后分别进行高压静电场处理；

6、所述分蘖期和抽穗扬花期采用的led光的光源为红光、蓝光和绿光中至少两种光的led混合光源。

7、进一步地，所述红光、蓝光、绿光的比例为0～2：0～2：0～1，其中至少两种光的比例不为0。

8、进一步地，所述高压静电场处理的时间为20～120min，高压静电场的电压为30～50kv、频率为50hz。

9、进一步地，所述加速水稻育种进程的方法，具体包括以下步骤：

10、(1)在水稻种子催芽前对水稻种子进行一次高压静电场处理，然后进行催芽，得到露白的种子；

11、(2)将露白的种子播入育苗盘进行育苗，育苗期间采用白光led光源进行光照，并在每天光照前、后分别进行一次高压静电场处理，得到水稻秧苗；

12、(3)将水稻秧苗移栽后进行培养，并在水稻分蘖期、抽穗扬花期采用led混合光源进行光照，在灌浆期采用白光led光源或led混合光源进行光照，并在每天光照前、后分别进行一次高压静电场处理；

13、(4)待水稻子粒进入蜡熟期后收获稻穗，并将稻穗装入100目的纱网袋中，在空气温度25～30℃、空气湿度为<40％的通风条件下干燥处理，最后置于0～4℃的低温条件下保存。

14、进一步地，步骤(1)中，所述催芽在黑暗环境下进行，催芽的温度为20～25℃、时间为24～36h。

15、进一步地，步骤(2)中，所述育苗的时间为15天；所述育苗期间的昼温为25～27℃，夜温为23～25℃，空气湿度为70～80％；所述光照的强度为200～250μmol m-2s-1，光周期16h。

16、进一步地，步骤(3)中，所述分蘖期、抽穗扬花期的昼温为27～30℃，夜温为22～25℃，空气湿度为60～80％；所述分蘖期、抽穗扬花期的光照强度500～700μmol m-2s-1，光周期为12～13.5h。

17、进一步地，步骤(3)中，所述灌浆期的昼温为27～30℃，夜温为22～25℃，空气湿度为60～80％；所述灌浆期的光照强度为600～800μmol m-2s-1，光周期为18～22h。

18、进一步地，所述加速水稻育种进程的方法，还包括在水稻催芽前进行浸种；

19、所述浸种具体包括：将精选的完整、饱满、无虫害病害的水稻种子采用自来水中清洗2～3次，然后在温度为20～30℃的条件下，将水稻种子加入水中浸泡24～48h。

20、本发明公开了以下技术效果：

21、(1)本发明的基于led光谱与高压静电场耦合的方法，大幅缩短了水稻育种的世代繁育时间，提升了快繁水稻产量。

22、(2)相对于传统单纯的光周期、光强调控方式，本发明在大幅缩短育种世代繁育时间的同时，可显著提升快速繁育水稻的结实率和产量，为保证可控环境下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。

技术特征：

1.一种基于led光与高压静电场耦合加速水稻育种进程的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的加速水稻育种进程的方法，其特征在于，所述红光、蓝光、绿光的比例为0～2：0～2：0～1，其中至少两种光的比例不为0。

3.根据权利要求1所述的加速水稻育种进程的方法，其特征在于，所述高压静电场处理的时间为20～120min，高压静电场的电压为30～50kv、频率为50hz。

4.根据权利要求1所述的加速水稻育种进程的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的加速水稻育种进程的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述催芽在黑暗环境下进行，催芽的温度为20～25℃、时间为24～36h。

6.根据权利要求4所述的加速水稻育种进程的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述育苗的时间为15天；所述育苗期间的昼温为25～27℃，夜温为23～25℃，空气湿度为70～80％；所述光照的强度为200～250μmol m-2s-1，光周期16h。

7.根据权利要求4所述的加速水稻育种进程的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述分蘖期、抽穗扬花期的昼温为27～30℃，夜温为22～25℃，空气湿度为60～80％；所述分蘖期、抽穗扬花期的光照强度500～700μmol m-2s-1，光周期为12～13.5h。

8.根据权利要求4所述的加速水稻育种进程的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述灌浆期的昼温为27～30℃，夜温为22～25℃，空气湿度为60～80％；所述灌浆期的光照强度为600～800μmol m-2s-1，光周期为18～22h。

9.根据权利要求1所述的加速水稻育种进程的方法，其特征在于，还包括在水稻催芽前进行浸种；

技术总结本发明公开了一种基于LED光与高压静电场耦合加速水稻育种进程的方法，属于水稻育种技术领域。基于LED光与高压静电场耦合加速水稻育种进程的方法，包括以下步骤：在水稻催芽前进行高压静电场处理；在水稻苗期、分蘖期、抽穗扬花期和灌浆期采用LED光进行光照，并在每天光照前、后分别进行高压静电场处理。本发明的LED光与空间高压静电场耦合的方法可以显著缩短水稻育种的世代繁育时间，同时可以保证快速繁育的种子的产量、结实率、种子活力等。技术研发人员：卞中华,杨其长,李婷,詹晓旭受保护的技术使用者：中国农业科学院都市农业研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/11