CN101379946A - 美洲狼尾草不育系和保持系提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种美洲狼尾草不育系和保持系的提纯方法，属三系法杂交制繁种领域。该方法通过不育系每单株留2优势茎，适期刈割不育系其余分蘖茎、保持系单株；观察不育系留茎穗散粉情况，拔除不育系中的散粉株，不育系、保持系挂牌编号；再经过人工套袋和成对杂交，并按编号收获成对杂交的不育系和套袋自交的保持系；冬季温室采用刈割再生手段，直接鉴定不育系纯度，从而间接鉴定保持系纯度，并进行原种生产，成熟期分别混合收获不育系、保持系种子；不育系原种大田扩繁，成熟期混合收获不育系生产种；不育系生产种经温室鉴定纯度达到100％。本发明提纯周期比现有大多数方法缩短1代，为不育系、保持系的快速提纯和扩繁提供了可能。

Description

美洲狼尾草不育系和保持系提纯方法

一、技术领域

本发明涉及美洲狼尾草不育系Tift23A和保持系Tift23B提纯方法，属三系法制繁种领域，是一种美洲狼尾草不育系和保持系提纯方法。

二、背景技术

自1965年美国科学家Burton育成世界上第一个美洲狼尾草质核互作型不育系开始，美洲狼尾草的杂种优势利用技术，先后在南亚的印度、巴基斯坦、非洲、南美洲等地区的国家广泛研究和利用，并培育了相当数量的杂交种在生产上应用。20世纪80年代，江苏省农业科学院从美国引进了二倍体美洲狼尾草不育系Tift23A、保持系Tift23B和恢复系象草N51(Pennisetum purpureum N51)，杂交狼尾草(Tift23A×N51)为国家审定品种，具有产草量高、抗逆性强、品质好、耐刈割和全生育期无明显病虫危害的特点，是草食畜禽的优质青饲料和理想的水土保持作物，近年来，随着杂交狼尾草优质纸浆、中密度纤维板生产技术和作为生物质能源转化技术的不断完善，对杂交狼尾草的需求量正在迅速增加。但在品种大面积推广应用时，发现杂交狼尾草有一定比例的杂株，明显影响杂种优势的发挥及利用，究其原因与不育系和保持系的纯度有关。有关美洲狼尾草不育系和保持系提纯技术国内尚未见正式报道。

三、发明内容

技术问题本发明的目的是针对现有技术中因母本不育系Tift23A纯度低而影响国家审定品种杂交狼尾草制种产量、质量、鲜草产量、品质及大面积推广应用的实际问题，提供一种快速、有效的美洲狼尾草不育系和保持系提纯方法。

技术方案

1、美洲狼尾草不育系和保持系提纯方法，包括：

(1)播种和定苗

在完全隔离的玻璃房水泥池土壤或大田，分别同期穴播美洲狼尾草不育系Tift23A和保持系Tift23B，行距、穴距均为30cm，5～6叶期定苗，一穴一苗，不育系、保持系定苗数分别不少于50株；

(2)刈割再生和单株选择

当不育系株高达50～60cm时，每株留2个生长优势茎，刈割其余分蘖茎，留茬15～20cm，开花期观察不育系各单株留茎穗花药散粉情况，拔除不育系中的散粉株，割去其余不育系的抽穗茎，对经鉴定的不育系单株挂牌编号；当保持系株高为50-60cm时，留茬15～20cm整株刈割，再生株孕穗期挂牌编号；

(3)人工套袋和成对杂交

当刈割再生的不育系和保持系抽穗，而柱头尚未抽出时，用硫酸纸袋进行人工套袋，保持系留2穗人工套袋进行自交，其余套袋穗与不育系进行人工辅助授粉成对杂交，记录成对杂交的不育系与保持系编号，成熟期以“株”为单位，按编号收获成对杂交的不育系和套袋自交的保持系；

(4)冬季温室不育系和保持系纯度鉴定和原种生产

10月下旬至11月初，把上述成对杂交的不育系和套袋自交的保持系种子，按不育系:保持系＝1:1分别条播于温室水泥池的土壤中，播种量为3kg/hm²，行距为30cm，各株行成苗数不少20株，当不育系和保持系植株高度为30～35cm时，每个组合编号不育系留3～4株不刈割，其余不育系和保持系单株全部刈割，留茬高度为15～20cm；开花期观察未经刈割的不育系单株穗散粉情况，记录出现散粉穗的不育系组合编号，拔除同一编号的所有不育系植株及其相应保持系株行，成熟期分别混合收获再生的不育系、保持系植株上的种子，冬春季节温室温度维持在16～30℃；

(5)不育系原种大田扩繁利用冬春季温室扩繁的不育系Tift23A和保持系Tift23B原种，于当年5月上旬至6月初正常生长季节，按不育系:保持系＝6～8:2大田条播扩繁，播种量为6kg/hm²，行距为40cm，成熟期混合收获不育系生产种。有益效果本发明与现有技术相比具有如下优点和积极效果：

(1)在不育系提纯方面，针对美洲狼尾草不育系和保持系刈割后再生性好的显著特点，在不育系和保持系株高50～60cm时，适时适法刈割，通过观察刈割时所留不育系茎抽穗开花期散粉情况，鉴定不育系；然后利用经鉴定的刈割再生真不育系穗与保持系穗人工套袋、成对杂交，在同一植株、同一生长季节完成不育系鉴定和繁殖两个过程，并使所繁殖的不育系后代杂株的原因仅限于保持系。不仅使提纯周期比现有大多数方法缩短1代，同时为保持系的快速提纯提供了可能。

(2)在保持系提纯和不育系原种快速扩繁方面，根据美洲狼尾草不育系和保持系的生长发育主要受光照和积温影响的特点，在冬春季温室，采用刈割再生技术，通过鉴定不育系育性，完成保持系提纯去杂，并实现不育系和保持系原种的快速扩繁，明显加速了不育系、保持系提纯和繁殖的进程。

四、附图说明

图1美洲狼尾草不育系和保持系提纯方法示意图

五、具体实施方式

(1)播种和定苗。2006年4月20日，在江苏省农业科学院玻璃房1.2m×4.5m的3个水泥池中，分别间行穴播美洲狼尾草不育系Tift23A和保持系Tift23B(WalterR.Fehr and Henry H.Hadley.Hybridization of Crop Plants[M].American Society ofAgronomy and Crop Science Society of America，Publishers Madison，Wisconsin，USA，1980：457-467)，穴距、行距均为30cm，5～6叶期定苗，一穴一苗。共定苗不育系Tift23A和保持系Tift23B各67株。

(2)刈割再生和单株选择。当不育系、保持系株高达50～60cm时，不育系每株留2个生长优势茎，不育系其余分蘖茎、保持系整株刈割，留茬15～20cm。

观察不育系留茎穗开花期各单株花药散粉情况发现，其中59株不育系Tift23A穗长为15～25cm，主轴硬，2～3个小穗孪生在一有柄的穗簇上，内有2枚白色的羽毛状柱头，并有3枚干秕的花药，无任何花粉散出，是真不育系。4株不育系留茎穗抽穗比其它不育系株早1-2d，花药外观为淡紫红色，能开裂散粉，为不育系杂株，杂株率5.97％。及时拔除4株不育系中的散粉株，割去其余63株不育系的抽穗茎。不育系刈割再生株挂牌编号。

美洲狼尾草保持系Tifton23B为密生穗状圆锥花序，长11～26cm，主轴硬，2～3个小穗孪生在一有柄的穗簇上，内有2枚白色的羽毛状柱头，并有3枚花药，开花顺序是从穗上部向下部逐渐开放，单株花期10～12d，单穗散粉期为3～5d。保持系刈割再生株孕穗期挂牌编号。

(3)人工套袋和成对杂交。当刈割再生的不育系和保持系抽穗，而柱头尚未抽出时，用硫酸纸袋进行人工套袋，保持系留2人工套袋穗进行自交。当不育系有白色柱头出现时，2-3d后进行人工辅助授粉成对杂交，记录成对杂交的不育系与保持系编号。成熟期以“株”为单位按编号1A×1B、2A×2B、……、58A×58B、59A×59B、60A×60B、61A×61B、62A×62B和63A×63B，共收获成对杂交的不育系63对。

(4)冬季温室不育系和保持系纯度鉴定和原种生产。把上述单株成对杂交的不育系种子，按组合编号于2006年10月28日，按不育系:保持系＝1:1分别条播于温室的水泥池土壤中，播种量为3kg/hm²，行距为30cm，不同株行成苗数30-45株不等；当不育系和保持系植株高度达30～35cm时刈割处理，不育系每个组合编号留3株不刈割，其余不育系和保持系全部刈割，留茬高度为15～20cm。结果表明，未刈割的不育系单株，3月15日～3月18日共有3组成对杂交的不育系21A×21B、33A×33B、49A×49B单株穗花药能散粉，由此可以推断，保持系21B、33B和49B为假保持系。拔除所有编号为21A×21B、33A×33B、49A×49B的株行及相应的保持系21B、33B和49B株行。4月28日，分别混合收获刈割再生的不育系和保持系植株上的种子。冬春季温室温度为16～30℃。

(5)不育系原种大田扩繁和纯度鉴定。利用冬春季温室扩繁的不育系A和保持系B，于2007年5月18日按种植行比为不育系:保持系＝6～8:2大田条播扩繁不育系原种，播种量为6kg/hm²，行距为40cm，成熟期混合收获不育系生产种。

随机抽取200粒不育系生产种，于2007年10月26日播种于温室水泥池土壤中，播种量为3kg/hm²，行距为30cm，开花期观察各单株花药开裂散粉情况，花药不开裂散粉的单株为真不育系。结果表明，播种200粒种子共成苗189株，无一花药开裂散粉株，不育系纯度达到100％。

Claims (1)

1、美洲狼尾草不育系和保持系提纯方法，其特征在于：

(1)播种和定苗

在完全隔离的玻璃房水泥池土壤或大田，分别同期穴播美洲狼尾草不育系Tift23A和保持系Tift23B，行距、穴距均为30cm，5～6叶期定苗，一穴一苗，不育系、保持系定苗数分别不少于50株；

(2)刈割再生和单株选择

当不育系株高达50～60cm时，每株留2个生长优势茎，刈割其余分蘖茎，留茬15～20cm，开花期观察不育系各单株留茎穗花药散粉情况，拔除不育系中的散粉株，割去其余不育系的抽穗茎，对经鉴定的不育系单株挂牌编号；当保持系株高为50-60cm时，整株刈割，留茬15～20cm，再生株孕穗期挂牌编号；

(3)人工套袋和成对杂交

当刈割再生的不育系和保持系抽穗，而柱头尚未露出时，用硫酸纸袋进行人工套袋，保持系留2穗人工套袋进行自交，其余套袋穗与不育系进行人工辅助授粉成对杂交，记录成对杂交的不育系与保持系编号，成熟期以“株”为单位，按编号收获成对杂交的不育系和套袋自交的保持系；

(4)冬季温室不育系和保持系纯度鉴定和原种生产

10月下旬至11月初，把上述成对杂交的不育系和套袋自交的保持系种子，按不育系:保持系＝1:1分别条播于温室水泥池的土壤中，播种量为3kg/hm²，行距为30cm，各株行成苗数不少20株，当不育系、保持系株高为30～35cm时，每个组合编号不育系留3～4株不刈割，其余不育系和保持系单株全部刈割，留茬高度为15～20cm；开花期观察未经刈割的不育系单株穗散粉情况，记录出现散粉穗的不育系组合编号，拔除同一编号的所有不育系及其相应保持系株行，成熟期分别混合收获再生的不育系、保持系植株上的种子，冬春季节温室温度维持在16～30℃；

(5)不育系原种大田扩繁利用冬春季温室扩繁的不育系Tift23A和保持系Tift23B原种，于当年5月上旬至6月初正常生长季节，按不育系:保持系＝6～8:2大田条播扩繁，播种量为6kg/hm²，行距为40cm，成熟期混合收获不育系生产种。