CN103053409A

CN103053409A - 一种提高杂交水稻育种过程中测交和回交效率的方法

Info

Publication number: CN103053409A
Application number: CN2013100174066A
Authority: CN
Inventors: 胡运高; 杨国涛; 谢崇华; 陈永军; 张玲; 向珣朝; 代其林
Original assignee: Southwest University of Science and Technology
Current assignee: Southwest Jiaotong University; Southwest University of Science and Technology
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明公开了一种提高杂交水稻育种过程中测交和回交效率的方法，（1）测交不育系的准备及处理：待下午16:00杂交水稻保持系、恢复系开花结束后，或第二天上午杂交水稻保持系、恢复系开花以前，选取始花或明后天将开花且无病虫害的不育系稻穗，剪除部分剑叶，剪除已开花或过于幼嫩的颖花；处理好的不育系稻穗轻抖一下使小穗分散，用装有4mmol/L茉莉酸甲酯、0.01%吐温处理液的喷壶将稻穗完全喷湿，以无液珠滴下为准；用标注母本不育系编号、父本恢复系编号及授粉日期等信息的杂交袋套上处理过的稻穗；（2）授粉：授粉前，先用清水浸透的脱脂棉包裹父本穗剪口保湿。本发明所述方法能提高测交、回交F1种子的质量和工作效率。

Description

一种提高杂交水稻育种过程中测交和回交效率的方法

技术领域

本发明属于农业技术领域，涉及一种提高杂交水稻育种过程中测交和回交效率的方法。

背景技术

杂交水稻的研究成功是水稻育种上的一项重大突破，也是水稻生产上的一次绿色革命，它为大幅度提高水稻产量提供了有效的新途径。在过去60年中，中国的水稻高产育种工作可分为3个主要阶段。上世纪50年代，水稻育种主要通过改良地方农家品种，提高单产；60年代，通过以株型育种为中心的高秆改矮秆，通过系统选择和品种间杂交改良本地高秆品种，提高了水稻单量；70年代以来，杂交水稻育种技术的突破，实现三系杂交水稻配套，两系杂交水稻应用，以及90年代以来的超级稻研究与应用，大幅度提高了水稻单产。中国以占世界8%的土地，养活了占世界22%的人口，杂交水稻作出了突出贡献。

但是在杂交水稻育种过程中，尤其是在水稻杂种优势研究利用上，每年需做大量的杂交（测配）从中筛选优势强的杂交组合；在三系不育系的选育、提纯过程中，每年也需要做大量的回交工作。杂交工作成了整个水稻育种进程中工作量大、耗费时间较多的一项关键性工作之一。

以杂交水稻组合的测交为例，为选育杂种优势强的组合，要对不育系做大量的剪颖测交试验。其主要步骤为：

（1）不育系剪颖

待下午杂交水稻保持系、恢复系开花结束后，或第二天上午杂交水稻保持系、恢复系开花以前，大约上午9:00以前，具体开花时间因天气情况而稍有差异，选取始花或明后天将开花且无病虫害的不育系稻穗，剪除部分剑叶，以利操作；剪除已开花或过于幼嫩的颖花，然后剪去剩余颖花颖壳的1/2左右，以不伤柱头为准，套上杂交袋，袋上注明剪颖日期、母本（不育系）编号、父本（恢复系）编号等。剪颖工作也可以在第二天上午父本开花以前进行。

（2）授粉

中午父本穗盛花之前或少数颖壳开始开花，将事先选择好的父本穗剪下，剪去已开过花的穗子，将剩下的穗用水打湿，然后甩干放入套杂交袋的母穗上，将纸袋口封住。等半小时左右，等待时间因当天气温和父本的开花习性而定，父本穗大量开花时抖动父本穗，使花粉落在不育系的柱头上达到授粉的目的。

剪颖测交工作量大，耗费时间长。以四川主要水稻育种单位的剪颖测交为例，水稻盛花期每天要进行大量的不育系剪颖杂交工作。由于夏季温度高，父本上午开花较早，温度高时，部分籼稻材料可在上午10：00以前开，下午父本开花完全结束到第二天上午开花以前这段时间尽可能多的对不育系进行剪颖。工作人员有时天黑才收工，第二天早上6：00左右又要下田剪颖。即使这样一个熟练工人一天的剪颖量也只有70个杂交袋左右。科研人员在选择材料进行测配时要考虑工作量和人工数的问题，有很多苗头材料就因为没能进行测交检测而与科研人员失之交臂。

同时由于在对不育系进行剪颖时，经常损伤不育系柱头，导致授粉后结实率不高，或完全失败，不能保证获得足够的F1种子。

在不育系授粉结束后，杂交袋上部折叠封口，并扣上回形针。由于杂交袋封口后，其内部构成一个封闭环境，在四川夏季多雨气候条件下剪颖测交种子容易发生霉变，因此在授粉7d后需视天气情况在晴好时白天打开杂交袋上部袋口通风。

由于降雨多、田间湿度大，加之剪颖测交种子无颖壳保护，因此耗费大量人工获得测交种还是有很多霉变；打开杂交袋通风过程中，有可能使鳞翅目幼虫趁虚进入啃食。因此为防止霉变和虫食，多需要在一定时期又打开袋口喷施抗菌、杀虫农药，这又增加了工作量和成本，同时喷施农药对环境也会造成不利影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种提高杂交水稻育种过程中测交和回交效率的方法，采用茉莉酸类化合物处理不育系稻穗，使其大部分开颖，省去人工剪颖的工作量，使每个工人一天的测交量大大增加。同时茉莉酸类化合物处理的稻穗在授粉后，因该类化合物具有抗虫、杀菌作用，又可以减少或取消授粉后开杂交袋口通风的次数和农药的喷施。既提高了测交效率，又可以保证测交F1的种子质量。

其技术方案如下：

一种提高杂交水稻育种过程中测交和回交效率的方法，包括以下步骤：

（1）测交不育系的准备及处理

待下午16:00，具体时间以工人感觉不是太炎热为准，杂交水稻保持系、恢复系开花结束后，或第二天上午杂交水稻保持系、恢复系开花以前，大约上午9:00以前，具体开花时间因天气情况而稍有差异，选取始花或明后天将开花且无病虫害的不育系稻穗，剪除部分剑叶，剪除已开花或过于幼嫩的颖花；

将处理好的不育系稻穗轻抖一下使小穗分散，用装有4mmol/L茉莉酸甲酯、0.01%吐温处理液的喷壶将稻穗完全喷湿，以无液珠滴下为准；

用标注母本不育系编号、父本恢复系编号及授粉日期等信息的杂交袋套上处理过的稻穗；

（2）授粉

授粉前，先用清水浸透的脱脂棉包裹父本穗剪口保湿。对处理套袋完成的不育系授粉同现有授粉方法。

本发明的有益效果：

（1）显著提高工作效率

一名技术工人用该方法1小时处理的杂交袋数在80—100袋左右，超过用现有方法1天的工作量，日剪杂交袋效率提高10倍左右。因此技术工人不用因测交、回交量大而顶着烈日进行剪颖工作。

（2）保证获得足够的测交、回交F1种子

经4mmol/L茉莉酸甲酯和0.01%吐温处理后的不育系，不育系穗子选择的成熟度达到的情况下，2小时内开颖率可达到85%以上，且柱头外露率显著提高。

（3）提高测交、回交F1种子的质量

由于该方法没有剪去部分的不育系颖壳，因此获得的F1种子大多数有颖壳覆盖，现有方法获得的F1种子均为半花米。这有利于防止霉菌的滋生，减少虫咬损失；同时F1种子播种后因存在颖壳保护，可以有效降低催芽期间及田间幼苗生长过程中的种子腐烂现象。

附图说明

图1为喷施处理液与清水对照对水稻不育系开颖的对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

（1）测交不育系的准备及处理

待下午16:00以后，杂交水稻保持系、恢复系开花结束，选取始花或明后天将开花且无病虫害的不育系稻穗，剪除部分剑叶，剪除已开花或过于幼嫩的颖花；

将处理好的不育系稻穗轻抖一下使小穗分散，用装有4mmol/L茉莉酸甲酯、0.01%吐温处理液的喷壶将稻穗完全喷湿，以无液珠滴下为准；处理液的配方为：每升纯净水添加茉莉酸甲酯0.8972g，吐温0.1ml。

如图1所示，若不经处理液处理，其自然开颖率仅在5%左右。视不育系的开花习性而存在一定差异。

（2）授粉

授粉前，先用清水浸透的脱脂棉包裹父本穗剪口保湿。对处理套袋完成的不育系授粉同现有授粉方法。若温度过高，父本穗子用水打湿、甩干放入套杂交袋的母穗上后，时间稍长便会使父本穗在抖动花粉以前就萎焉，花粉失去活力。因此可事先用清水浸透的脱脂棉包裹父本穗剪口保湿。

以上所述，仅为本发明最佳实施方式，茉莉酸类化合物处理均可以达到促进水稻不育系开颖的效果，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种提高杂交水稻育种过程中测交和回交效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）测交不育系的准备及处理

待下午16:00杂交水稻保持系、恢复系开花结束后，或第二天上午杂交水稻保持系、恢复系开花以前，选取始花或明后天将开花且无病虫害的不育系稻穗，剪除部分剑叶，剪除已开花或过于幼嫩的颖花；

（2）授粉

授粉前，先用清水浸透的脱脂棉包裹父本穗剪口保湿。

2.根据权利要求1所述的提高杂交水稻育种过程中测交和回交效率的方法，其特征在于，步骤（1）中所述处理液的配方为：每升纯净水添加茉莉酸甲酯0.8972g，吐温0.1ml。