CN105766418B - 一种用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，其特征在于，包括以下步骤：在幼穗发育的III期到VI期期间，根据天气趋势预报及实时监测气象资料，遭遇连续3天以上的异常低温天气，及早准备应急干预措施；在夜间用人工灯光装置照射制种田，造成水稻植株的暗期阻断，使超短的连续暗期作用于水稻两用核不育系植株，通过干预降低不育系的育性转换临界温度，直至低温天气结束。本方法利用暗期阻断方法调节光周期，使水稻两用核不育系育性转换临界温度得以降低，防范异常低温天气导致的两系杂交稻制种风险。

Description

一种用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法
技术领域
本发明属于两系杂交水稻制种领域，具体地说，涉及一种用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法。
背景技术
两系杂交水稻是我国水稻生产中一种重要的类型，在保障粮食安全中发挥了重要作用。光温敏两用核不育系是两系杂交水稻的基础，不育系育性转换的光温特性是光温敏两用核不育系生产应用的关键，由于其光温敏育性转换特性(长日高温不育，短日低温结实)，使两系杂交稻制种的安全性容易受到异常低温寡照天气的影响(不育系发生自交结实现象，收获后混杂不育系种子而严重影响两系杂交水稻种子的纯度)。
水稻两用核不育系育性转换临界温度的高低，对于两系杂交稻的制种安全性具有重要的影响。由于两系杂交稻大规模推广过程中对不育系母本的大量需求，往往造成不育系繁种世代过多，使原本育性转换临界温度低的水稻两用核不育系发生“育性漂移”现象，导致其育性转换临界温度升高，使其育性转换更容易遭受异常低温天气的影响。
2014年8月7日以后，我国南方稻区出现的连日低温阴雨寡照天气，恰逢两系杂交稻制种光温敏不育系的育性转换敏感期，根据我们到江苏大丰各大农场制种基地的调查取样结果，抽检的5份不育系材料已经全部发生了育性转换现象。据估算，仅大丰市10万亩两系杂交稻制种面积的直接经济损失就将超过2亿元之巨。农场农户参与两系杂交水稻制种的积极性深受打击，对来年两系杂交稻推广面积的影响更是巨大。
绝大多数水稻光温敏两用核不育系的育性转换都受到光温互作的影响，即使是生产上广泛应用的籼型温敏不育系，其育性转换也都在一定程度上受到光周期的影响，对光敏型两用核不育系和光温互作型两用核不育系的影响尤其大。
目前，为避免育性转换，常用的方法有灌水方法或者化学方法，其中，灌水方法有时难以找到合适的25℃以上水源；灌水深达15-20cm，时间长容易烂苗；而化学方法的药剂有一定毒性，实施效果差。
发明内容
有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供一种用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，利用暗期阻断方法调节光周期，使水稻两用核不育系育性转换临界温度得以降低，防范异常低温天气导致的两系杂交稻制种风险。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，包括以下步骤：
1)在幼穗发育的III期到VI期期间，根据天气趋势预报及实时监测气象资料，遭遇连续3天以上的日平均气温低于24℃的异常低温天气，及早准备应急干预措施；
2)对于水稻两用核不育系进行应急干预处理：在夜间用人工灯光装置照射制种田，造成水稻植株的暗期阻断，使小于8小时的超短的连续暗期作用于水稻两用核不育系植株，通过干预降低不育系的育性转换临界温度至23℃以下，直至低温天气结束。
进一步地，步骤1)中的应急干预措施的时期为幼穗发育的III至VI期。
进一步地，人工灯光装置具体是：在田间建设数排探照灯类高强度灯，所述探照灯类高强度灯为光通量4000LM以上的高压短弧氙灯，灯设置成可自动多角度转动，根据灯光强度和转动角度，将每个灯的覆盖面积达到1亩以上。
进一步地，人工灯光装置具体是：在夜间22点至24点期间，通过由工人背负移动电源，手握绑有LED灯带的伸缩杆在田间走一遍的方法，对两用核不育系进行暗期阻断。
进一步地，工人背负移动电源采用单人方式，背负背包式电瓶1个，两手握住伸缩杆中间，在田间行走进行暗期阻断。
进一步地，工人背负移动电源采用双人方式，两人各背负背包式电瓶1个，抬一根超长伸缩杆，在田间行走进行暗期阻断。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
本发明通过对水稻两用核不育系暗期阻断的方法，有效降低两用核不育系的育性转换临界温度，降低育性转换敏感期遭遇异常低温天气时的育性转换风险，提高两系杂交水稻的制种安全性。同时，对于某些育性转换临界温度稍有偏高，但除此之外在生产上又有重大应用前途的光温互作型两用核不育系，该发明的应用可以提高其实用价值。
当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明结实率与处理天数之间的关系；
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
目前生产上应用的水稻光温敏两用核不育系都表现为长日高温不育，短日低温结实；在同一温度条件下，日照越长自交结实率越低。而日照长短对植物的光周期效应实际上取决于连续暗期的长短，即同一温度条件下，连续暗期越短自交结实率越低。根据这一原理，本发明通过在夜间对制种田短时间光照的方法进行暗期阻断，以降低两用核不育系的育性转换临界温度，降低其自交结实的可能性，以抵御两用不育系育性转换敏感期所遭遇的异常低温天气，保障两用不育系的雄性不育特性，提高两系杂交稻制种的安全性。
实施例1
一种用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，包括以下步骤：
在两系杂交稻制种过程中，及时关注不育系的幼穗发育进程。在幼穗发育的III期到VI期期间，特别是在育性转换最为敏感的VI期，根据天气趋势预报及实时监测气象资料，如遭遇连续3天以上的日平均气温低于24℃的异常低温天气，及早准备应急干预措施。
方法是在夜间用人工灯光装置照射制种田，造成水稻植株的暗期阻断，使小于8小时的超短的连续暗期作用于水稻两用核不育系植株，通过干预降低不育系的育性转换临界温度至23℃以下。直至低温天气结束。
1，基础设施建设：在田间建设数排探照灯类高强度灯(光通量4000LM以上的高压短弧氙灯)，灯设置成可自动多角度转动，根据灯光强度和转动角度，尽量将每个灯的覆盖面积达到1亩以上。这样，半夜将灯光慢慢照一圈，达到暗期阻断效果。优点是自动化操作，可以一直实施暗期阻断，不受人员条件制约；缺点是一次性成本投入大，但一次建成，基地可长期使用。
2，采用人工方式：在夜间22点至24点期间，通过由工人背负移动电源，手握绑有LED灯带(每米60珠8瓦以上)的伸缩杆在田间走一遍的方法，对两用不育系进行暗期阻断。①单人方式：背负背包式电瓶1个，两手握住伸缩杆中间，在田间行走的方法；②两人各背负背包式电瓶1个，抬一根超长伸缩杆，在田间行走的方法。优点是不需要大的一次性成本投入，实施方便，不受田块条件限制。
实施例2气候箱对两用核不育系培矮64S的暗期阻断试验
1，5月5日开始将两用核不育系培矮64S分期播种在田间，每5天1期，共播4期，苗龄25天时移栽田间。
2，当第1期的主分蘖发育至剑叶叶枕距为0时(育性敏感期)，将4期播种的苗一起带土挖苗移栽至盆钵中。
3，将盆钵搬入两个人工气候箱接受22.5℃的低温处理，其中一个箱子设置为13.5小时光照10.5小时黑暗的常规低温处理，另一个在此基础上于晚23:30增加400Lux的10秒闪光处理。每个箱子每期苗各处理12株。
4，第1期至第4期苗分别接受5天、10天、15天与20天的低温处理，处理结束后搬出气候箱，选剑叶叶枕距为1-3cm的分蘖作标记，每株选2-3个分蘖。
5，等被标记分蘖破口时套袋，20天后收获考种。根据考种数据计算各处理下的平均结实率和标准差，结果见图1。
利用人工气候箱对培矮64S的暗期阻断试验结果分析表明，闪光处理显著降低了该两用核不育系材料在育性转换敏感期接受连续低温处理时的结实率。结果显示，在接受连续5天22.5℃的低温处理时，加以半夜的闪光处理措施，能够将培矮64S的结实率从3.38％降低到0.09％；接受连续10天22.5℃的低温处理时，加以半夜的闪光处理措施，能够将培矮64S的结实率从15.66％降低到1.85％。
实施例3两用核不育系培矮64S的田间暗期阻断试验
1，5月5日开始将两用核不育系培矮64S分期播种在田间，每5天1期，共播4期，苗龄25天时移栽田间。
2，及时关注各期不育系材料的幼穗发育进程。在幼穗发育的III期到VI期期间，特别是在育性转换最为敏感的VI期，根据天气趋势预报及实时监测气象资料，当遭遇连续3天以上日平均气温低于24℃的异常低温天气时，准备田间暗期阻断应急干预措施。
3，在田间设置的人工光源，通过时控装置于晚上23:30增加长度为10秒以上的短时光照，使不育系材料接受强度为400Lux以上的闪光处理。
田间试验结果分析表明，闪光处理显著降低了该两用核不育系材料在育性转换敏感期接受连续低温处理时的结实率。结果显示，遭遇连续3天以上日平均气温低于24℃的异常低温天气时，加以半夜的闪光处理措施，能够将培矮64S的结实率从4.02％降低到0.15％；接受连续10天日平均气温低于24℃的异常低温天气时，加以半夜的闪光处理措施，能够将培矮64S的结实率从12.54％降低到1.05％。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在幼穗发育的III期到VI期期间，根据天气趋势预报及实时监测气象资料，遭遇连续3天以上的日平均气温低于24℃的异常低温天气，及早准备应急干预措施；
2)对于水稻两用核不育系进行应急干预处理：在夜间用人工灯光装置照射制种田，具体为：将水稻接受22.5℃的低温处理，设置为13.5小时光照10.5小时黑暗的常规低温处理，在此基础上于晚23:30增加400Lux的10秒闪光处理或者通过时控装置于晚上23:30增加长度为10秒以上的短时光照，使不育系材料接受强度为400Lux以上的闪光处理；造成水稻植株的暗期阻断，使小于8小时的超短的连续暗期作用于水稻两用核不育系植株，通过干预降低不育系的育性转换临界温度至23℃以下，直至低温天气结束。
2.根据权利要求1所述的用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，其特征在于，所述步骤1)中的应急干预措施的时期为幼穗发育的III至VI期。
3.根据权利要求1所述的用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，其特征在于，所述人工灯光装置具体是：在田间建设数排探照灯类高强度灯，所述探照灯类高强度灯为光通量4000LM以上的高压短弧氙灯，灯设置成可自动多角度转动，根据灯光强度和转动角度，将每个灯的覆盖面积达到1亩以上。
4.根据权利要求1所述的用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，其特征在于，所述人工灯光装置具体是：在夜间22点至24点期间，通过由工人背负移动电源，手握绑有LED灯带的伸缩杆在田间走一遍的方法，对两用核不育系进行暗期阻断。
5.根据权利要求4所述的用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，其特征在于，工人背负移动电源采用单人方式，背负背包式电瓶1个，两手握住伸缩杆中间，在田间行走进行暗期阻断。
6.根据权利要求4所述的用于水稻两用核不育系暗期阻断的方法，其特征在于，工人背负移动电源采用双人方式，两人各背负背包式电瓶1个，抬一根超长伸缩杆，在田间行走进行暗期阻断。
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