本發(fā)明屬于小麥培育。具體涉及一種加速小麥周期迭代的培育方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球人口增長和氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響日益加劇，提升作物生產(chǎn)效率成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個重要目標。小麥作為全球主要的糧食作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)的提升對于保障糧食安全至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的小麥生長受制于自然光照和季節(jié)變化，難以在非適宜的季節(jié)或氣候條件下實現(xiàn)種植加代，這極大限制了小麥育種速度和生產(chǎn)效率。

2、近年來，植物工廠和室內(nèi)農(nóng)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，為作物育種提供了人為可控的環(huán)境條件，其中光照優(yōu)化被認為是提高作物生長效率的核心因素之一。傳統(tǒng)光源如熒光燈和鈉燈在光譜范圍和能效上具有局限性，難以滿足精確調(diào)控作物生長所需的光照條件。隨著led技術(shù)的不斷發(fā)展，因其具有可調(diào)光譜、高效能和長壽命等特點，成為植物生長照明的理想選擇。然而，如何設(shè)計出適合小麥生長的led光譜和光照組合，尤其是在縮短生長周期和提高產(chǎn)量方面，仍然是一個需要解決的技術(shù)難題。

3、研究表明，光譜組合、光照強度和光周期對小麥的萌發(fā)、營養(yǎng)生長、花期，以及最終的種子成熟有著顯著的影響。然而，現(xiàn)有的研究主要集中在單一因素對小麥生長發(fā)育的的影響上，針對小麥的光照條件進行系統(tǒng)優(yōu)化的研究相對較少。由于不同品種的小麥對光照的響應(yīng)差異較大，優(yōu)化光照條件以滿足不同遺傳背景的小麥材料的光照需求具有較大難度。此外，高效的光照調(diào)控技術(shù)通常伴隨著較高的能耗，這在大規(guī)模應(yīng)用中可能帶來較高的成本，因此需要在提高效率的同時控制能耗。

4、公布號為cn117373543a的中國專利申請文獻，公開了一種小麥快速育種方法，包括數(shù)據(jù)收集與處理、種群優(yōu)化、基因組選擇、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)優(yōu)化、實驗驗證、迭代優(yōu)化這些步驟，重復(fù)上述步驟，直到達到滿意的小麥品種。該育種技術(shù)方案有望為小麥育種帶來革命性的變革，顯著縮短培育周期，提高資源利用效率，增強新品種的穩(wěn)定性和性能，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。但是該方法操作步驟繁瑣，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何解決目前的小麥培育周期長、萌發(fā)率低、成本高的問題。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的：

3、本發(fā)明提出一種加速小麥周期迭代的培育方法，包括以下步驟：

4、(1)種子消毒：將小麥種子進行消毒處理，消毒后用純水沖洗，然后將小麥種子放置于濕濾紙上，于22～25℃避光培養(yǎng)，直至種子露白，所述小麥種子包括冬性小麥和春性小麥；

5、(2)春化處理：冬性小麥在4～13℃下進行光照處理14～35天(模擬春化過程)；春性小麥不進行春化處理；

6、(3)種植操作：將處理后的小麥種子移栽至育苗穴盤中，在光照強度100～400μmolm-2s-1、白色光譜、光周期12～24h光/12～0h暗的組合下進行培養(yǎng)至成熟收獲。

7、優(yōu)選的，所述春性小麥為寧春55號；所述冬性小麥為濟麥22。

8、優(yōu)選的，步驟(1)中消毒處理具體為用70～75％(v/v)無水乙醇消毒20～60秒，2～10％(v/v)次氯酸鈉溶液消毒2～10分鐘。

9、優(yōu)選的，步驟(1)中消毒和清洗步驟均在搖床上進行，搖床轉(zhuǎn)速為60～200rpm。

10、優(yōu)選的，步驟(2)中光照處理的光照強度為250～350μmol?m-2s-1，進一步優(yōu)選為300μmol?m-2s-1。

11、優(yōu)選的，步驟(3)中光照強度為200～400μmol?m-2s-1，進一步優(yōu)選為300μmol?m-2s-1。

12、

13、優(yōu)選的，步驟(3)中光周期為20～24h光/4～0h暗，進一步優(yōu)選為22h光/2h暗。

14、本發(fā)明的第二方面提出一種兼顧小麥培育周期、萌發(fā)穗粒數(shù)和培育成本的評價方法，包括以下步驟：對小麥的成熟天數(shù)、每穗萌發(fā)的穗粒數(shù)和耗電量進行統(tǒng)計并分別賦予權(quán)重0.4、0.4和0.2，采用加權(quán)topsis法進行分析，從而得出小麥最佳光強和光周期條件。

15、本發(fā)明的有益效果在于：

16、1、本發(fā)明提出了一種加速小麥周期迭代的培育方法，通過精確調(diào)控光強與光周期的組合條件，實現(xiàn)了小麥的快速生長發(fā)育，在盡可能降低能源消耗的同時，加速小麥的生育周期，顯著提高種子產(chǎn)量和質(zhì)量。該方法為植物工廠和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的小麥生產(chǎn)提供了一種高效、經(jīng)濟的解決方案，有助于快速迭代育種，推動農(nóng)業(yè)科技的創(chuàng)新發(fā)展。

17、2、加速小麥生長和縮短生育周期：通過優(yōu)化的光譜進行光強和光周期組合，本發(fā)明能有效提高小麥的光合作用效率，加速其生長過程，從而顯著縮短生育周期。這對于快速迭代和育種，尤其是在植物工廠等認為可精準調(diào)控的環(huán)境中，縮短生育期的48.5％～69.5％，加速新品種的育成時間。

18、3、提高種子質(zhì)量和產(chǎn)量：精確的光照條件優(yōu)化，不僅能夠提高小麥的萌發(fā)率和生長發(fā)育速度，還能增加成熟種子的數(shù)量和質(zhì)量。這有助于確保獲得足量的高質(zhì)量種子，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和市場需求。

19、4、降低能耗和成本：本發(fā)明通過精確調(diào)控光強和光周期，并結(jié)合綜合評價方法(如熵權(quán)法和topsis法)，優(yōu)化光照條件，從而實現(xiàn)能效的提升和成本的降低。相比傳統(tǒng)光源，led技術(shù)具有更高的能效，能夠在降低能源消耗的同時，保持或提高小麥的生產(chǎn)效率。這使得大規(guī)模推廣應(yīng)用時能夠降低整體成本。

技術(shù)特征：

1.一種加速小麥周期迭代的培育方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速小麥周期迭代的培育方法，其特征在于，所述春性小麥為寧春55號；所述冬性小麥為濟麥22。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速小麥周期迭代的培育方法，其特征在于，步驟(1)中消毒處理具體為用70～75％(v/v)無水乙醇消毒20～60秒，2～10％(v/v)次氯酸鈉溶液消毒2～10分鐘。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速小麥周期迭代的培育方法，其特征在于，步驟(1)中消毒和清洗步驟均在搖床上進行，搖床轉(zhuǎn)速為60～200rpm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速小麥周期迭代的培育方法，其特征在于，步驟(2)中光照處理的光照強度為250～350μmol?m-2s-1。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加速小麥周期迭代的培育方法，其特征在于，步驟(2)中光照處理的光照強度為300μmol?m-2s-1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速小麥周期迭代的培育方法，其特征在于，步驟(3)中光照強度為200～400μmol?m-2s-1。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加速小麥周期迭代的培育方法，其特征在于，步驟(3)中光照強度為300μmol?m-2s-1。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速小麥周期迭代的培育方法，其特征在于，步驟(3)中光周期為20～24h光/4～0h暗。

10.一種兼顧小麥培育周期、萌發(fā)穗粒數(shù)和培育成本的評價方法，其特征在于，包括以下步驟：對小麥的成熟天數(shù)、每穗萌發(fā)的穗粒數(shù)和耗電量進行統(tǒng)計并分別賦予權(quán)重0.4、0.4和0.2，采用加權(quán)topsis法進行分析，從而得出小麥最佳光強和光周期條件。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種加速小麥周期迭代的培育方法，屬于小麥培育技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：(1)種子消毒：將小麥種子進行消毒處理，避光培養(yǎng)，直至種子露白，(2)春化處理：冬性小麥在4～13℃下進行光照處理；(3)種植操作：將處理后的小麥種子移栽至育苗穴盤中，在光照強度100～400μmol?m<supgt;?2</supgt;s<supgt;?1</supgt;、白色光譜、光周期12～24h光/12～0h暗的組合下進行培養(yǎng)至成熟收獲。有益效果：本發(fā)明利用TOPSIS法對不同光強與光周期組合條件進行綜合打分排序，以確定最優(yōu)的光照條件組合。采用本發(fā)明的優(yōu)化方法，可顯著縮短小麥生長周期，加速種質(zhì)資源的篩選和培育，有效提高世代迭代效率和萌發(fā)率，為優(yōu)良品種的快速選育提供技術(shù)支撐，具有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：吳麗芳,高亞蒙,王子琪,湯才國,闞文杰,楊鑄
受保護的技術(shù)使用者：中科合肥智能育種加速器創(chuàng)新研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15