CN103828580B - 一种田间鉴定棉花耐高温的筛选方法 - Google Patents

一种田间鉴定棉花耐高温的筛选方法 Download PDF

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Abstract

一种棉花育种中鉴定耐高温性的筛选方法，为筛选棉花耐高温新材料和选育耐高温新品种提供依据，在田间人工高温处理，通过室内观察和计算花粉萌发率，判断棉花的耐高温性，以解决长江流域等地棉花因不耐高温造成花粉败育，蕾铃大量脱落，降低产量和品质的技术难题。本发明操作简单，准确高效，可缩短育种周期，提高育种效率，在棉花耐高温性鉴定中广泛应用。

Description

一种田间鉴定棉花耐高温的筛选方法
技术领域
本发明涉及植物育种领域，具体地说是通过在田间鉴定耐高温的棉花材料，提高选择效率和准确性，缩短育种周期，本发明方法特别适用于棉花耐高温育种。
背景技术
棉花是世界上最重要的纤维作物，同时也是主要油料作物之一。棉花生产受到温度变化的影响较大。在我国长江流域和新疆东部棉区，7--8月份常常出现持续高温天气，此时的棉花正处于开花期和结铃期，高温造成棉花花粉败育，蕾铃大量脱落，产量和品质降低。当棉花处于高温环境时，其生理生化过程不能正常进行，称为热害。一般导致棉花受到高温危害的温度在35℃以上(洪继仁，1981；1982)。棉花受高温影响主要表现为：柱头伸长，花药开裂困难，花粉数量减少，畸形花粉数量增加，花粉萌发率降低，最终影响正常授粉受精过程(金桂红，1981；郑冬官，1995)。而未受精的棉铃在开花7天后脱落(陈敬祥，1980)。因此，选择准确有效的方法检测高温逆境下的花粉活力，有利于耐高温材料的筛选。检测棉花花粉活力的方法很多，其中花粉离体萌发法简便、有效，最适用于检测经过高温胁迫处理后的花粉活力(王苗苗，2010)。
因此，筛选耐高温新种质资源和选育耐高温新品种，成为当代棉花育种工作者的一项十分重要的任务和提高棉花产量的重要措施。
开展棉花耐高温种质资源材料鉴定筛选，是培育耐高温棉花新品种的重要技术环节，目前为止，国内外还没有形成成熟的筛选鉴定耐高温棉花材料的方法，这与对高温危害机理的研究不够深入有关。因此，非常有必要在田间建立一套简便、准确、快捷的筛选棉花耐高温的鉴定技术，鉴定筛选出的耐高温材料在当代即可用作杂交亲本，从而缩短育种周期，提高育种效率。
发明内容
本发明的目的在于针对上述不足，提供一种鉴定筛选棉花耐高温材料的方法，提高选择效率和准确性，缩短育种周期，提高育种效率，本发明方法特别适用于棉花育种。
本发明方法选取待鉴定材料，田间种植单行区，行长4米左右，行距0.8--1.0米，株距0.25米。4月中旬播种或4月下旬移栽，按常规栽培方法管理。7月上中旬，当待鉴定材料进入初花期时，搭建简易高温棚，做人工高温胁迫处理，棚高1.7--2.0米，用塑料薄膜遮盖顶部和四周，使棚内温度保持在35℃--37℃，棚内放温度计，每隔30分钟检查棚内温度，若高于37℃，将四周薄膜适当掀开通风，每天高温处理8小时(9:00--17:00)，然后完全掀开四周薄膜通风降温，与棚外温度保持一致，处理3--4天。若遇到阴雨天气，棚内温度低于35℃，可顺延，使高温处理天数累计达到3--4天。人工高温处理结束后撤掉薄膜和大棚，继续自然条件下生长。考察待鉴定材料的耐高温性，筛选出耐高温品种。
具体地说，本发明通过计算花粉萌发率来鉴定筛选样品材料，其中花粉采用离体萌发培养，人工高温胁迫处理结束6天后，每天早上9:00--10:00取样，每个材料随机取3朵当天开放的花朵，装入做好标记的纸袋中，带回室内，用发明人改良的花粉离体萌发培养基进行花粉萌发率检测。改良的花粉离体萌发培养基配方为：蔗糖：42g，MnSO4：7.0mg，Ca(NO3)2：4.0mg，H3BO3：2.0mg，丝氨酸、谷氨酸、赖氨酸和脯氨酸各1.2mg，加蒸馏水定容到100ml。用记号笔在载玻片上做标记，在载玻片上滴加60--80微升改良的花粉离体萌发培养基，把花粉释放到培养基中，将载玻片放入培养皿内，培养皿底部放湿润的滤纸保持湿度。把培养皿放入恒温培养箱内，温度设定为28℃--30℃，相对湿度为70％，培养4小时。培养结束后，载玻片上加盖玻片，在400倍(目镜40倍X物镜10倍)光学显微镜下观察统计萌发花粉数和不萌发花粉数，计算花粉萌发率。每个材料统计100个花粉，每天做3个生物学重复，连续统计4天。花粉萌发率的计算方法是：
注：萌发花粉是指花粉管长度大于花粉直径的花粉。
具体实施方式
本发明方法选取待鉴定材料，田间种植单行区，行长4米左右，行距0.8--1.0米，株距0.25米。4月中旬播种或4月下旬移栽，按常规栽培方法管理。7月上中旬，当待鉴定材料进入初花期时，搭建简易高温棚，做人工高温胁迫处理，棚高1.7--2.0米，用塑料薄膜遮盖顶部和四周，使棚内温度保持在35℃--37℃，棚内放温度计，每隔30分钟检查棚内温度，若高于37℃，将四周薄膜适当掀开通风，每天高温处理8小时(9:00--17:00)，然后完全掀开四周薄膜通风降温，与棚外温度保持一致，处理3--4天。若遇到阴雨天气，棚内温度低于35℃，可顺延，使高温处理天数累计达到3--4天。人工高温处理结束后撤掉薄膜和大棚，继续自然条件下生长。考察待鉴定材料的耐高温性，筛选出耐高温品种。
具体地说，本发明通过计算花粉萌发率来鉴定筛选样品材料，其中花粉采用离体萌发培养，人工高温胁迫处理结束6天后，每天早上9:00--10:00取样，每个材料随机取3朵当天开放的花朵，装入做好标记的纸袋中，带回室内，用发明人改良的花粉离体萌发培养基进行花粉萌发率检测。改良的花粉离体萌发培养基配方为：蔗糖：42g，MnSO4：7.0mg，Ca(NO3)2：4.0mg，H3BO3：2.0mg，丝氨酸、谷氨酸、赖氨酸和脯氨酸各1.2mg，加蒸馏水定容到100ml。用记号笔在载玻片上做标记，在载玻片上滴加60--80微升改良的花粉离体萌发培养基，把花粉释放到培养基中，将载玻片放入培养皿内，培养皿底部放湿润的滤纸保持湿度。把培养皿放入恒温培养箱内，温度设定为28℃--30℃，相对湿度为70％，培养4小时。培养结束后，载玻片上加盖玻片，在400倍(目镜40倍X物镜10倍)光学显微镜下观察统计萌发花粉数和不萌发花粉数，计算花粉萌发率。每个材料统计100个花粉，每天做3个生物学重复，连续统计4天。花粉萌发率的计算方法是：
注：萌发花粉是指花粉管长度大于花粉直径的花粉。
2012年在中棉所农场试验田种植待鉴定材料，7.15进行人工高温胁迫处理，人工高温胁迫处理结束6天后，统计花粉萌发率，连续统计4天。花粉萌发率见表1。
表1花粉萌发率鉴定结果(％)
由上表结果可以看出，QY-8、中696母本、中6和中48父本在高温处理后的第7天到第10天的4天里，花粉萌发率在40％以上，属于耐高温材料，其他材料耐高温性较差。
实施例2本方法鉴定耐高温性的应用价值
2012年7月湖南省常德市连续出现35℃以上高温8天，高温结束后，7月25日调查不同材料的蕾铃脱落率，9月10日调查单株成铃数，结果见表2。
表2蕾铃脱落率和单株成铃数调查
由表2可知，QY-8、中696母本、中6和中48父本的蕾铃脱落率较低，单株成铃率较高，进一步验证了本发明中利用花粉萌发率鉴定棉花耐高温性的准确性。

Claims (4)

1.一种田间鉴定棉花耐高温的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)棉花进入初花期时，搭建简易高温棚，做人工高温胁迫处理，棚高1.7--2.0米，用塑料薄膜遮盖顶部和四周，使棚内温度保持在35℃--37℃，棚内放温度计，每隔30分钟检查棚内温度，若高于37℃，将四周薄膜适当掀开通风，每天高温处理8小时，然后完全掀开四周薄膜通风降温，与棚外温度保持一致，处理3--4天；
(2)人工高温处理结束后撤掉薄膜和大棚，继续自然条件下生长，人工高温胁迫处理6天后，每天早上9:00--10:00取样，每个材料随机取3朵当天开放的花朵，装入做好标记的纸袋中，带回室内用花粉离体萌发培养基进行花粉萌发率检测。
2.如权利要求1所述的田间鉴定棉花耐高温的筛选方法，其特征在于，花粉离体萌发培养基配方为：蔗糖：42g，MnSO4：7.0mg，Ca(NO3)2：4.0mg，H3BO3：2.0mg，丝氨酸、谷氨酸、赖氨酸和脯氨酸各1.2mg，加蒸馏水定容到100ml。
3.如权利要求1所述的田间鉴定棉花耐高温的筛选方法，其特征在于，花粉萌发率检测步骤为，用记号笔在载玻片上做标记，在载玻片上滴加60--80微升改良的花粉离体萌发培养基，把花粉释放到培养基中，将载玻片放入培养皿内，培养皿底部放湿润的滤纸保持湿度，把培养皿放入恒温培养箱内，温度设定为28℃--30℃，相对湿度为70％，培养4小时，培养结束后，载玻片上加盖玻片，在400倍光学显微镜下观察统计萌发花粉数和不萌发花粉数，计算花粉萌发率。
4.如权利要求3所述的田间鉴定棉花耐高温的筛选方法，其特征在于，其中所述花粉萌发率的计算方法是：
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