[发明专利]植物繁殖

说明书

本申请总体上涉及植物繁殖领域。具体而言，本发明涉及用于无性生殖植物繁殖的方法以及通过这种方法所产生的植物和植物部位。本发明还提供包封的繁殖体。本发明还提供包封的繁殖体和从中生长出的植物的多种最终用途。本发明还提供用于改变根茎构造的方法和具有改变的构造的根茎，以及用于改变茎扦插构造的方法和具有改变的构造的茎扦插。本发明还提供用于繁殖体的包衣，以及用其包覆的繁殖体。

技术领域

本申请总体上涉及植物繁殖领域。具体而言，本发明涉及用于无性生殖植物繁殖的方法以及通过这种方法所产生的植物和植物部位。本发明还提供包封的繁殖体。本发明还提供包封的繁殖体和从中生长出的植物的多种最终用途。本发明还提供用于改变根茎构造的方法和具有改变的构造的根茎，以及用于改变茎扦插构造的方法和具有改变的构造的茎扦插。本发明还提供用于繁殖体的包衣，以及用其包覆的繁殖体。

背景技术

最近，可降低我们对于传统能源(如煤、石油和核能)的依赖的替代能源引起了人们很大的兴趣。一种此类替代能源是生物燃料，其为来自作物(能源作物)的燃料，这些作物可被燃烧以产生热和电或采用酶处理以产生可用于生产乙醇或氢气的糖。芒属(Miscanthus)是多年生禾本植物的实例，由于其高生物量产率，已被鉴定为能源作物。

存在许多芒属属种，但目前最高产的克隆是不育性杂种奇岗(Miscanthus×giganteus)，其来自荻(M.sacchariflorus)和中国芒(M.sinensis)的天然杂交。芒属是结种子的禾本植物，但杂种奇岗是三倍体，因此是不育的并且不产生种子。因该杂种只可通过无性方式来繁殖，这严重限制了它的商业引入。

对芒属的结籽变种的主要担忧是其变为入侵性的潜能，但是结籽变种的替代物是依靠无性繁殖，其在很大程度上效率较低。芒属无性繁殖的常规方法包括种植从专用增殖作物产生的根茎扦插，根茎是地下茎。随着商用芒属作物生长超过20年或更多年，其根复合体可变得相当大并且是木质的。适用于定苗新作物的根茎通常特别地在增殖试验田中产生，并且经常以高密度种植，并在2-4年后采收。这些常规的根茎形状不规则，可经常具有大量的根毛和不定根，使其难以通过常规农业设备来处理，并且由于根毛缠结及其大的、不规则的且体积大的本性而难以贮存和处理。根茎扦插是从上述“根复合体”中获得的，其通常约12-15cm长，包括周围的土壤在内重约50g。尽管这些根茎看似强壮，但它们对失水相当敏感，因此需要谨慎地贮存并处理。以上提到的因素使得芒属的增殖与其他作物相比相对昂贵。例如，在欧洲的典型生长条件下，芒属根茎在一个生长季的增殖率为约3-5倍，意味着一个根茎在一年的生长后最多产生五个根茎。与之相比，谷物的增殖率高达80倍，而油菜的增殖率超过5,000倍。同样，与清洁、处理和种植结籽作物的成本相比，种植常规芒属根茎的成本也高。

已经尝试通过使种植设备适合于根茎，包括引入精确种植，以解决上述问题，这两种尝试都增加了作物定苗的可靠性。

但是，迄今为止，未尝试过使根茎自身更好地适应常规农业设备。

产生用于燃料、饲料和纤维的原料所需的许多作物(多年生禾本植物)根本没有根茎，或根茎的数量不够，因此需要茎繁殖。但是，基于茎扦插的植物繁殖存在类似的问题。例如，甘蔗是一种经济上重要的作物，用于糖生产和生物燃料生产，但是甘蔗生产是劳动密集型的，并依赖于使用专门的机械。甘蔗的栽培包括约2年的相当长的过程用来生产甘蔗种子，其使用微组织繁殖技术，随后通过试验和育种以产生新的甘蔗栽培品种。在高的病害压力下，新栽培品种上市可需要长达5年。然后开始来自甘蔗种子的甘蔗增殖，这一过程通常可需要约3年，然后可开始商业生产。通常，约20％的总生长区域被留作增殖用，如果不是连续的，意味着约20％的土地被占用至少3年用于连续的增殖周期。3年期间的增殖率也相对低效，表现出约8倍的增加。