CN102160510A - 一种水稻抽穗扬花期强耐热材料的筛选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水稻抽穗扬花期强耐热材料的筛选方法，首先选择合适的水稻耐热圃材料，将选择的耐热圃材料进行分期播种保证目标单株穗部发育进程一致，等到播种的材料生长到抽穗期时，开始高温处理，在高温处理前一段时间按一定的标准进行分盆移栽，高温处理当天在进行剪穗处理，然后分成几批，将其中的两批分别置于不同的环境下进行高温处一段时间，剩下的材料置于大田中自然条件下生长，作为未经高温处理的对照，高温处理结束后，让所有的材料在相同的条件下生长成熟，最后通过比较结实率来选出强耐热材料。本发明方法实验结果准确性高，选出的强耐热材料真实可靠。

Description

一种水稻抽穗扬花期强耐热材料的筛选方法
技术领域
本发明属于水稻优良品种筛选技术领域，具体涉及一种水稻抽穗扬花期强耐热材料的筛选方法。
研究背景
随着全球气候变暖的趋势越来越严重，高温对作物的危害也日益得到人们的重视，据报道气温每上升1℃，水稻产量将会下降10％。水稻抽穗扬花期对高温变化非常敏感，一旦发生热害，会导致水稻颖花不育，结实率下降，造成大面积减产，严重时甚至绝收，且水稻高温胁迫时间上具有不确定性，预防难度很大。到目前为止，对高温热害作用机理的认识比较模糊，这也为生产中应对热害增加了难度。我国长江中下游地区是水稻花期高温危害的重灾区，近年来，高温危害愈来愈严重，特别是随着杂交稻的推广面积的日益增大，热害已经威胁到长江流域这一重要商品粮基地的生产安全。
水稻热害形成是由多种因素共同作用的结果，其中气候因子是造成水稻高温热害的最主要原因之一，在水稻营养生长期和生殖生长期，外界温度高于其最适生长温度一定范围，就可能造成热害。在水稻生殖生长期受到热害造成产量的损失要远大于营养生长期，其中又以水稻开花期受到高温影响最大，籽粒灌浆期次之。开花期受到高温胁迫将严重影响水稻小穗育性，进而导致结实率下降。而灌浆期高温会对籽粒干物质积累造成障碍，最终使得空瘪粒增加，千粒重下降。除气象因子造成水稻热害外，不同水稻品种对热害的响应不同，热害程度也不相同，有研究表明，粳稻品种对高温热害的反应差异大约在3℃左右，小于籼稻品种间5℃差异，此外，杂交稻对高温响应的敏感性要高于常规稻。品种之间对高温反应的差异性，是耐高温育种的基础，使得耐高温水稻品种选育成为可能。
由于高温对水稻营养生长期影响相对较小，而对抽穗扬花期危害严重，因此本方法着重研究水稻在抽穗扬花期强耐热材料筛选。目前，无论是热害的评价体系，还是研究方法都不成熟，就目前的报道来看，对热害的研究比较混乱，热害处理的方法多种多样，没有统一的标准。并且，目前水稻抽穗扬花期高温热害研究中，研究者进行高温处理时往往忽视研究品种的发育进程是否一致，从而研究 中无法真正保证所有目标穗都处于抽穗扬花期，导致实验结果准确性不佳。另外，现在应用较多的单穗高温处理，由于样本量较小，实验误差比较大。基于这些原因，我们提出单株3穗温室和人工气候箱联合处理，通过分期播种和剪穗等方法保证目标单株穗部发育进程一致，高温处理3株共9穗，保证实验的样本量，温室初筛和人工气候箱极限高温复筛相结合，保证了筛选强耐热材料的真实可靠。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明公开了一种水稻抽穗扬花期强耐热材料的筛选方法，本发明方法提出单株3穗温室和人工气候箱联合处理，通过分期播种和剪穗等方法保证目标单株穗部发育进程一致，高温处理3株共9穗，保证实验的样本量，温室初筛和人工气候箱极限高温复筛相结合，保证了筛选强耐热材料的真实可靠。
本发明的具体方案如下：
一种水稻抽穗扬花期强耐热材料的筛选方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)选择水稻耐热圃材料；
(2)将选择的耐热圃材料依据各品种生育期长短进行分期播种，高温处理前15天左右，选择发育进程与长势基本一致的植株移栽于盆中，每个品种2-4株，每盆3-5个品种；
(3)上述播种的材料生长到抽穗期时，开始高温处理，处理当天在处理前每个单株保留3-4个抽穗一致的单穗，并保证所选单穗尚未扬花，多余的单穗贴分蘖节剪除；
(4)将同样剪穗处理的材料分为多批，取其中的几批分别置于不同的环境下进行高温处理，剩下的材料置于大田中自然条件下生长，作为未经高温处理的对照，具体操作为：第1批放置于塑料温室里进行耐热材料初筛，定量分析实验材料耐热性，每2-3小时记录一次温室内气温变化，保证处理期间同期大田自然日平均气温与温室日平均温度差异显著，如遇到温室的最高气温低于35℃，则将高温处理延长1-2天，高温处理时间为6-8天；第2批材料放置于人工气候箱进行高温处理，保证每天8:00～21:00，人工气候箱为39-40℃，21:00～8:00，人工气候箱为37.5-38.5℃，日平均气温为39.5℃，对实验材料进行复筛，高 温处理的时间同样为6-8天；
(5)将步骤(4)中高温处理的两批实验材料，高温处理结束后移至大田与第3批未经高温处理的材料对照，在相同条件下生长直至收获；
(6)收获时分别对经过两种高温处理的实验材料和未经高温处理的材料对照考种，计算它们的结实率，通过比较高温处理的实验材料与对照材料的结实率((高温处理结实率/对照的结实率)×100％)得出耐热系数，以此比较参试材料的耐热性。
所述的水稻抽穗扬花期强耐热材料的筛选方法，其特征在于：所述的水稻耐热圃材料为：国际水稻所(IRRI)提供的水稻耐热圃材料，分别为：BALILLA、DULAR、CR547-1-2-3、CUIABANA、GIZA178、GZ948-2-2-1、IDSA77、IR2307-247-2-2-3、IR1561-228-3-3、IR36、IR50、IR60、KCN80152、N22、SAKHA104、TCHAMPA、WAB56-125、WAB96-1-1。
本发明的创新点：
1、每个单株保留发育进程基本一致且没有开花的3穗，保证了高温处理的稻穗均为刚刚抽穗的单穗，同时每盆3株共9个单穗也保证了实验的样本量，从而获得的实验结果更加准确可靠。
2、2、人工气候箱高温处理与温室高温处理相结合进行耐热水稻筛选，方法可靠，结果准确。
3、人工气候箱极限高温处理有利于筛选出真正的强耐热材料。
具体实施方式
供试材料为国际水稻所(IRRI)提供的水稻耐热圃材料，分别为：BALILLA、DULAR、CR547-1-2-3、CUIABANA、GIZA178、GZ948-2-2-1、IDSA77、IR2307-247-2-2-3、IR1561-228-3-3、IR36、IR50、IR60、KCN80152、N22、SAKHA104、TCHAMPA、WAB56-125、WAB96-1-1。依据各品种生育期长短进行分期播种，高温处理前15天，选择发育进程与长势基本一致的植株移栽于长宽为50cm×35cm盆中，每个品种3株，每盆4个品种。至实验材料抽穗期开始高温处理，处理当天在处理前每个单株保留3个抽穗一致的单穗，并保证所选单穗尚未扬花，多余的单穗贴分蘖节剪除。同样剪穗处理的实验材料共分为3批，一批放置于塑料温室处理，进行耐热材料初筛，定量分析实验材料耐热性，每2小时记录一次温室 内气温变化，保证处理期间同期大田自然日平均气温与温室日平均温度差异显著。如遇到温室的最高气温低于35℃，则将高温处理延长1天，高温处理时间为7天，2009年和2010年高温处理期间温室日平均温度大于35℃，且与同期大田自然日平均气温差异显著；另一批材料放置于人工气候箱进行高温处理(8:00～21:00，40℃，21:00～8:00，38℃，日平均气温为39.5℃)，对实验材料进行复筛，高温处理的时间同样为7天；第3批材料置于大田中作为未经高温处理的对照。2批高温处理的实验材料处理结束后移至大田与未经高温处理的对照在相同条件下生长直至收获。
收获时分别对经过2种高温处理的实验材料和未经高温处理的对照考种，计算它们的结实率，通过比较高温处理的实验材料与对照的结实率((高温处理结实率/对照的结实率)×100％)得出耐热系数，以此比较参试材料的耐热性。
实验结果：
水稻耐热圃材料温室高温处理、人工气候箱高温处理与常温对照结实率比较得出的耐热系数，已经过国际水稻所高温筛选耐热圃材料，耐热能力依然存在较大差异。依据温室高温处理的不同品种耐热系数可以将其分为4类，即强耐热材料(耐热系数≥100％)、耐热材料(100％＞耐热系数≥80％)、相对敏感材料(80％＞耐热系数≥60％)和高温敏感材料(耐热系数＜60％)，其中BALILLA、IR1561-228-3-3、IR50和SAKHA104为强耐热材料，DULAR、GIZA178和IR36等8个品种(组合)为耐热材料，CR547-1-2-3、IR60、IDSA77和KCN80152为相对敏感材料，IDSA77和WAB56-125为高温敏感材料。
人工气候箱高温处理对温室高温处理的耐热圃材料复筛的结果表明，BALILLA、IR1561-228-3-3、IR50和SAKHA104依然为强耐热材料，且BALILLA的耐热性最强，其次是SAKHA104。除了4个强耐热材料外，其余实验材料耐热系数接近于零，可以忽略不计。因此人工气候箱与温室高温处理联合筛选强耐热材料结果准确，同时极限高温有利于使强耐热材料的特性进一步表现，从而可以筛选出可靠的耐热材料应用于生产和耐高温育种。

Claims (2)

1.一种水稻抽穗扬花期强耐热材料的筛选方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)选择水稻耐热圃材料；
(2)将选择的耐热圃材料依据各品种生育期长短进行分期播种，高温处理前15天左右，选择发育进程与长势基本一致的植株移栽于盆中，每个品种2-4株，每盆3-5个品种；
(3)上述播种的材料生长到抽穗期时，开始高温处理，处理当天在处理前每个单株保留3-4个抽穗一致的单穗，并保证所选单穗尚未扬花，多余的单穗贴分蘖节剪除；
(4)将同样剪穗处理的材料分为多批，取其中的几批分别置于不同的环境下进行高温处理，剩下的材料置于大田中自然条件下生长，作为未经高温处理的对照，具体操作为：第1批放置于塑料温室里进行耐热材料初筛，定量分析实验材料耐热性，每2-3小时记录一次温室内气温变化，保证处理期间同期大田自然日平均气温与温室日平均温度差异显著，如遇到温室的最高气温低于35℃，则将高温处理延长1-2天，高温处理时间为6-8天；第2批材料放置于人工气候箱进行高温处理，保证每天8:00～21:00，人工气候箱为39-40℃，21:00～8:00，人工气候箱为37.5-38.5℃，日平均气温为39.5℃，对实验材料进行复筛，高温处理的时间同样为6-8天；
(5)将步骤(4)中高温处理的两批实验材料，高温处理结束后移至大田与第3批未经高温处理的材料对照，在相同条件下生长直至收获；
(6)收获时分别对经过两种高温处理的实验材料和未经高温处理的材料对照考种，计算它们的结实率，通过比较高温处理的实验材料与对照材料的结实率((高温处理结实率/对照的结实率)×100％)得出耐热系数，以此比较参试材料的耐热性。
2.根据权利要求1所述的水稻抽穗扬花期强耐热材料的筛选方法，其特征在于：所述的水稻耐热圃材料为：国际水稻所(IRRI)提供的水稻耐热圃材料，分别为：BALILLA、DULAR、CR547-1-2-3、CUIABANA、GIZA178、GZ948-2-2-1、IDSA77、IR2307-247-2-2-3、IR1561-228-3-3、IR36、IR50、IR60、KCN80152、N22、SAKHA104、TCHAMPA、WAB56-125、WAB96-1-1。
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