CN106718769B - 一种鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及棉花温敏特性的鉴定领域，特别涉及一种鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法，步骤如下：采集闭花授粉材料的带有当天即将开放花骨朵的果枝，分别在不同温度下进行光照培养4个小时以上；观察不同温度条件下花骨朵开放情况，得到闭花授粉材料稳定闭花的温度范围、闭花授粉材料开花的临界温度和闭花授粉材料完全开花的温度。该方法通过对采集的带有当天即将开放花骨朵的果枝在不同温度下培养一定时间，其他培养条件如培养基和光照强度均相同，然后观察不同温度条件下花骨朵开放情况，进而得到闭花授粉材料稳定闭花的温度范围、开花的临界温度以及完全开花的温度。该方法操作简便，成本低，能快速的鉴定闭花授粉材料闭花和开花温敏特性。

Description

一种鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法
技术领域
本发明涉及棉花温敏特性的鉴定领域，具体而言，涉及一种鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法。
背景技术
棉花是常异花授粉作物，一般天然异交率在3～20％，高的可达50％。目前，常规种和杂交种在生产上都得到大面积推广。在常规种自交繁种和杂交种亲本自交繁殖的过程中，由于棉花存在一定的异交率，很容易发生异交，造成生物学混杂，使优良品种特征特性发生退化。鉴于此，育种家和种子公司每年需要投入大量的人力物力财力对棉花常规品种和杂交种亲本进行隔离繁殖或者人工自交保纯。
闭花授粉现象在现代棉花品种中非常罕见，早期曾有过零星记载。秘鲁Boza在海岛棉坦奎斯品种的异交后代中选到闭花授粉的品系，苏联Kaansh在(海岛棉×草棉)×海岛棉的自交后代中发现具有闭花授粉花朵的杂种，印度Neelakantan和Balasubrahmanyan在陆地棉×海岛棉的F2代中亦观察到闭花授粉变异体。80年代以后，埃及、苏联和法国等棉区又相继发现闭花授粉棉花，并进行了初步遗传分析。1990年，国内首次从陆海杂种后代中分离到稳定的闭花授粉棉花材料1057-1，等等。
与正常授粉棉花材料相比，棉花闭花授粉材料在开花期花朵开花散粉授粉当天，花瓣紧闭，不开放，完成自我授粉。棉花闭花授粉材料的发现和应用，在棉花遗传育种和良种繁育具有广阔的应用前景。在育种过程中，不需要繁琐的人工自交提纯，通过棉花多代种植后，自我自交，就可以实现后代的纯合，显著提高了效率。在制种过程中，可以使棉花常规种繁种和杂交种亲本繁殖过程中，无需人工干涉，进行自交，杜绝了品种生物学混杂退化。在棉花生产过程中，可有效地防止阴雨天气雨水进入花内致使花粉破裂而授粉受精不良，从而减少落铃，提高产量。
研究发现，棉花闭花授粉材料虽然整个开花期都表现花瓣不开放，但是温度过高的天气会出现一些花瓣开放的花朵。在实际应用过程中，可能会因此导致个别花朵的异交，所以必须搞清楚闭花授粉材料的这种温敏特性。由于棉花植株高大，如果研究这种设置温度梯度的温敏特性，需要大型温度可控人工气候室，建造和运行成本巨大。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法，通过在不同温度条件下离体培养带有当天即将开放花骨朵的果枝，根据花骨朵开放情况，能够快速低成本地鉴定出闭花授粉材料闭花和开花温敏特性。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法，包括以下步骤：
采集闭花授粉材料的带有当天即将开放花骨朵的果枝，分别在不同温度下进行光照培养4个小时以上；
观察不同温度条件下花骨朵开放情况，得到闭花授粉材料稳定闭花的温度范围、闭花授粉材料开花的临界温度和闭花授粉材料完全开花的温度。
本发明提供的鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法，对采集的带有当天即将开放花骨朵的果枝在不同温度下培养一定时间，其他培养条件如培养基和光照强度均相同，然后观察不同温度条件下花骨朵开放情况，进而得到闭花授粉材料稳定闭花的温度范围、开花的临界温度以及完全开花的温度。该方法操作简便，成本低，能快速的鉴定闭花授粉材料闭花和开花温敏特性。
经试验验证，对带有当天即将开放花骨朵的果枝在不同温度下光照培养4个小时以上即可观察到不同温度条件下得到花骨朵开放情况。由于在采集过程中，花骨朵所处的生理状态不同，因此，为了得到更稳定的花骨朵开放情况，光照培养的时间可适当延长。光照培养的时间如可以为5小时、6小时、7小时、8小时、10小时等等，一般培养不超过12小时，这也与实际棉花生长过程中的光照时间有关。
观察不同温度条件下花骨朵开放情况一般每隔两小时观察一次，也可更短时间观察一次，如每隔半小时、1小时等等。
在棉花开花期，能得到大量当天即将开放花骨朵，并且当天即将开放的花骨朵在早上尚未开始开放，早上采集的花骨朵便于实际试验的进行。优选地，所述果枝在开花期的早上进行剪取。
经试验发现，棉花的花骨朵一般在早上六点后陆续开放，进一步地，所述早上为早5:00点到早6:00点之间。该段时间，大多花骨朵均处于未开放状态，易于鉴别材料的获得。
采集果枝具体为：剪取包含当天即将开放花骨朵的果枝后，剪去除将要开放花骨朵及其对位叶以外的部分即可。之所以剪除多余的部分，是因为在培养过程中，对位叶中的营养成分足够供给花骨朵在培养过程中的营养需求，并且剪掉多余的部分，利于不同果枝之间的生长条件以及生长状态较为一致。优选地，所述果枝均只带有当天即将开放花骨朵及其对位叶。
进一步地，所述光照培养所用的培养基为无菌水。即将采集的果枝插入无菌水中进行光照培养。经验证，在短期培养过程中，对位叶中的营养成分能为花骨朵提供足够的营养需求，因此，所用的培养基只提供适当的水分来源即可。
优选地，所述光照的强度为17000-18000lux。更优选为17500-17600lux。该光照强度为棉花比较适宜生长的光照条件，为闭花授粉材料的温敏特性研究提供稳定的外界条件。
进一步地，所述不同温度的范围为16-38℃，所述不同温度之间的温度梯度为1-3℃。
也就是说，采集的果枝分别在不同温度培养，不同温度之间设置温度梯度，不同温度的范围为16-38℃，温度梯度为1-3℃。不同温度是为了将闭花授粉材料的温敏性更好的考察，而温度梯度的数值越小，则得到的数据更全面。
为了减少工作量，更优选地，所述不同温度的范围为24-38℃，所述不同温度之间的温度梯度为1-2℃。该温度范围和温度梯度能将一般的闭花授粉材料的温敏特性进行表征。
为了防止个体之间的差异，具有更好的统计价值，优选地，每个温度条件下所用的果枝的数量为3支以上。如，每组中果枝的数量可以为3支、4支、5支、6支、7支、8支等等。
另外，本发明在不同温度条件下对棉花闭花授粉材料的处理可分开进行，也可同时进行。如每天采取几支符合条件的果枝，分别在不同温度下处理，进而观察到不同温度条件下花骨朵开放情况；也可以每天采集很多支符合条件的果枝，然后在不同温度条件下同时进行光照培养，进而观察到不同温度条件下花骨朵开放情况。其中，培养一般是在温度可控的光照培养箱中进行。
进一步地，该方法还设置有对照棉花材料，所述对照棉花材料为正常开花材料。
经验证，正常开花材料在一定的温度和光照条件下，均会花开；而本发明中的闭花材料则会根据温度的不同，而呈现不同的开花状态，说明本发明提供的鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法具有很好的辨别性。
进一步地，所述对照棉花材料为中棉所53、中棉所55、中棉所62、中棉所63、中棉所65、中棉所66、中棉所71、中棉所87及其父本和母本材料。
此外，本发明中的闭花授粉材料可以为CJ1548143，该材料可购自中棉种业科技股份有限公司；也可以为其他的闭花授粉材料，如背景技术中介绍的品种。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法，方法简便易行，为闭花授粉材料的育种和生产应用提供良好的技术支持。
(2)本发明还限定了各步骤的具体参数，以得到更稳定的温敏特性结果。
(3)本发明还设置了对照组，以更好的说明本发明提供的鉴别方法的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例1中棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料在16℃时开花情况；
图2为本发明实施例1中棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料在31℃时开花情况；
图3为本发明实施例1中棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料在32℃时开花情况；
图4为本发明实施例1中棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料在38℃时开花情况。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
在试验田种植闭花授粉材料CJ1548143及正常开花对照材料中棉所63，在开花期每天早上5:30左右，用剪刀分别剪取两个材料的包含当天即将开放的花骨朵的3个果枝，剪去除将要开放花骨朵及其对位叶以外的部分，放在装有无菌水的锥形瓶中，在温度可控的光照培养箱中培养。光照培养箱光照强度恒定(17600lux)，温度范围为16～38℃，温度梯度为1-2℃，从6:00开始，到18:00结束，每隔2个小时观察并记录花瓣开放情况。
得到的结果如表1所示。
表1棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料的温敏特性观察记录
Figure BDA0001213959020000061
从表1可以看出，与正常开花的对照材料相比，闭花授粉材料在16～31℃花朵在6:00～18:00花瓣稳定闭合，32～34℃在10:00出现一朵花瓣开放的花朵，35～36℃在8:00和10:00分别出现一朵开放的花朵，37℃在8:00出现两朵开放的花朵，38℃在8:00时三个花朵就全部花瓣开放。
具体地，棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料在16℃时开花情况如图1所示，图1中，分别选取了3个时间点对开花情况进行拍照，每个时间点的图片中左边的为对照材料，右边为闭花授粉材料；棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料在31℃时开花情况如图2所示，图2中，分别选取了3个时间点对开花情况进行拍照，每个时间点的图片中左边的为对照材料，右边为闭花授粉材料；棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料在32℃时开花情况如图3所示，图3中，分别选取了3个时间点对开花情况进行拍照，每个时间点的图片中左边的为对照材料，右边为闭花授粉材料；棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料在38℃时开花情况如图4所示，图4中，分别选取了3个时间点对开花情况进行拍照，每个时间点的图片中左边的为对照材料，右边为闭花授粉材料。
研究结果表明，该棉花闭花授粉材料在16～31℃温度范围内，稳定闭花，能够100％自我自交；32～34℃在10:00会出现个别开放的花朵；36℃以后在8:00就会出现个别开放的花朵；到38℃在8:00时全部花朵开放。
实施例2
在试验田种植闭花授粉材料CJ1548143及正常开花对照材料中棉所66，在开花期每天早上5:30左右，用剪刀分别剪取两个材料的包含当天即将要开放花骨朵的果枝，剪去除将要开放花朵及其对位叶以外的部分，放在装有无菌水的锥形瓶中，在温度可控的光照培养箱中培养。光照培养箱光照强度恒定(17000lux)，温度范围为24～38℃，不同温度之间的梯度为1-2℃，每个温度有3个果枝，从6:30开始，到18:30结束，每隔2个小时观察并记录花瓣开放情况。
得到的结果如表2所示。
表2棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料的温敏特性观察记录
Figure BDA0001213959020000071
Figure BDA0001213959020000081
从表2可以看出，与正常开花的对照材料相比，闭花授粉材料在24～31℃花朵在光照期间花瓣稳定闭合，32～34℃在10:30出现一朵花瓣开放的花朵，35～36℃在8:30和10:30分别出现一朵开放的花朵，37℃在8:30出现两朵开放的花朵，38℃在8:30时三个花朵就全部花瓣开放。
研究结果表明，该棉花闭花授粉材料在24～31℃温度范围内，稳定闭花，能够100％自我自交；32～34℃在10:30会出现个别开放的花朵；36℃以后在8:30就会出现个别开放的花朵；到38℃在8:30时全部花朵开放。
实施例3
在试验田种植闭花授粉材料CJ1548143及正常开花对照材料中棉所66，在开花期每天早上6:00，用剪刀分别剪取两个材料的包含当天即将要开放花骨朵的果枝，剪去除将要开放花朵及其对位叶以外的部分，放在装有无菌水的锥形瓶中，在温度可控的光照培养箱中培养。光照培养箱光照强度恒定(18000lux)，温度范围为24～38℃，不同温度之间的梯度为1-2℃，每个温度有4个果枝，从6:30开始，到17:30结束，每隔1-2个小时观察并记录花瓣开放情况。
得到的结果如表3所示。
表3棉花闭花授粉材料和正常开花对照材料的温敏特性观察记录
Figure BDA0001213959020000091
从表3可以看出，与正常开花的对照材料相比，闭花授粉材料在24～31℃花朵在光照条件下花瓣稳定闭合，32～37℃出现部分开放的花朵，38℃全部花瓣开放。
研究结果表明，该棉花闭花授粉材料在24～31℃温度范围内，稳定闭花，能够100％自我自交；32～34℃在9:30会出现个别开放的花朵；35℃以后在8:30就会出现个别开放的花朵；到38℃在8:30时全部花朵开放。
本发明提供的鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法，得到了闭花授粉材料CJ1548143的温敏特性，该闭花授粉材料进行大田种植发现，其温敏特性与得到的温敏特性一致。本发明提供的鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法简便易行，为闭花授粉材料的育种和生产应用提供良好的技术支持。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (9)

1.一种鉴定棉花闭花授粉材料温敏特性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集闭花授粉材料的带有当天即将开放花骨朵的果枝，分别在不同温度下进行光照培养4个小时以上；
所述果枝均只带有当天即将开放花骨朵及其对位叶；
所述光照的强度为17000-18000lux；
所述不同温度的范围为16-38℃，所述不同温度之间的温度梯度为1-3℃；
观察不同温度条件下花骨朵开放情况，得到闭花授粉材料稳定闭花的温度范围、闭花授粉材料开花的临界温度和闭花授粉材料完全开花的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述果枝在开花期的早上进行剪取。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述早上为早5:00点到早6:00点之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光照培养所用的培养基为无菌水。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述光照的强度为17500-17600lux。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同温度的范围为24-38℃，所述不同温度之间的温度梯度为1-2℃。
7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，每个温度条件下所用的果枝的数量为3支以上。
8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，该方法还设置有对照棉花材料，所述对照棉花材料为正常开花材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对照棉花材料为中棉所53、中棉所55、中棉所62、中棉所63、中棉所65、中棉所66、中棉所71、中棉所87及其父本和母本材料。
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