CN108307958B - 一种用于水稻离体穗的植物生长调节剂及其培养方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于水稻离体穗的植物生长调节剂及其培养方法，该植物生长调节包含5～10mg/L的赤霉素，以及质量分数为0.1％～1.0％的葡萄糖和0.01％～0.1％的吐温‑20。培养方法通过离体穗子的取样、离体穗子的人工扦插，植物生长调节剂的叶面喷施或涂抹，以及在生长箱中对离体穗子的培养。本发明方法采用对离体穗及叶片涂抹激素及葡萄糖的方法，增加叶片与颖壳对激素及营养物质的吸收，改善离体穗籽粒的灌浆环境，同时也增加了雌蕊柱头的授粉寿命，延长了进行杂交育种操作的时间，达到提高结实率与千粒重的目的。

Description

一种用于水稻离体穗的植物生长调节剂及其培养方法
技术领域
本发明属于水稻栽培技术领域，具体涉及一种用于水稻离体穗的植物生长调节剂及其培养方法。
背景技术
水稻是我国主要的粮食作物之一，水稻种植面积约占我国粮食作物总面积的30％，总产量却占粮食总产的40％。中国是水稻生产和消费大国，50％以上人口以稻米为主食。据预测，到2030年我国人口将达16亿，届时即使耕地面积不减少，粮食作物综合生产能力仍需提高55％才能基本满足吃饭之需。在新增粮食产量中，水稻将占40％以上。在人增地减的国情下，培育超高产杂交水稻或水稻品种，是确保我国粮食安全最为主要的措施之一。在杂交水稻生产过程中，制种是其重要组成部分，人工辅助授粉是保证制种成功的关键因素之一，备受农业科技工作者的重视，而水稻离体穗培养技术是进行杂交稻研究的重要手段之一。
传统的水稻离体穗培养，一般采用自来水或营养液作为营养介质。简单与低成本是自来水作为营养介质的离体穗培养方法的特点，但自来水的营养元素有限，不能满足离体穗发育对营养的需求，导致结实率与千粒重低下。用营养液作为营养介质的水稻离体穗培养，充分考虑了穗发育对营养成分的需求，精心操作可以获得较高的结实率与千粒重。但成本高，操作烦琐，需要定期更换营养液并调节PH值，还由于营养液中含有糖及氨基酸等成分，极易招致病菌感染，影响离体穗培养的成功率。
发明内容
本发明针对现有技术存在的缺陷，旨在提供一种用于水稻离体穗的植物生长调节剂及其培养方法，本发明技术的应用，可以显著提高离体穗的结实率与千粒重，增加杂交稻育种成功的机率，为培育水稻新品种提供新的技术手段，本技术既适用于常规水稻穗子的离体培养，也适用于水稻室内杂交。
本发明具体通过以下技术方案实现：
一种用于水稻离体穗的植物生长调节剂，所述的植物生长调节剂包含以下组分：5～10mg/L的赤霉素，以及占总质量0.1％～1.0％的葡萄糖和0.01％～0.1％的吐温-20。
所述的植物生长调节剂中吐温-20作为展着剂。
一种用于水稻离体穗的培养方法，具体包括以下步骤：
1)离体穗子的取样
在大田选择尚未抽穗的健康穗子，从植株基部剪取整个茎，迅速把离体的茎放入塑料袋中保湿以防止水分的蒸发；
2)离体穗子的人工扦插
将离体穗从穗向基部3～5片叶的底部剪断，迅速插入准备好的装有自来水的容器中，每个容器中可扦插5～10个离体穗子，并放置于生长箱中培养；
3)离体穗子的培养
在培养箱中对扦插的离体穗子进行培养，并且每3～5天更换一次培养瓶中的自来水；
4)离体穗子在生长箱培养3天后，利用上述植物生长调节剂进行叶面处理，离体水稻穗子在生长箱中将正常生长，并抽穗开花，此时的穗子可用以进行杂交授粉或其它研究用途，离体穗开花后30～50天后即可收获水稻种子。
所述的尚未抽穗的健康穗子具体为穗苞已饱满，发育时期处在水稻花粉母细胞减数分裂期至花粉粒成熟期，即将抽穗。
所述的离体穗子的取样可在全天的任何时段进行。
所述的培养箱的培养条件为：温度在白天为25～30℃，夜晚为20～25℃，相对湿度控制在70％～90％，光照强度在1000～1500μmol m-2s-1，光照时间为每天8：00～17：00。
所述的植物生物调节剂采用小型喷雾器叶面喷雾处理，或用毛笔蘸取涂抹水稻叶片及穗子。
所述的植物生长调节剂每周对水稻离体穗处理一次。
本发明的有益效果为：
本发明技术方案采用对离体穗及叶片涂抹激素及葡萄糖的方法，增加叶片与颖壳对激素及营养物质的吸收，改善离体穗籽粒的灌浆环境，同时也增加了雌蕊柱头的授粉寿命，延长了进行杂交育种操作的时间。由于本发明技术对离体穗的营养补充发生在穗部及叶片，而不是在培养介质中，既避免了营养液培养法的感染问题，也弥补了自来水培养法中营养成分不足的问题，方法简便成本低，同时也达到了提高结实率与千粒重的目的。
具体实施方式
下面将结合本发明具体的实施例，对本发明实施技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明针对水稻离体穗培养中存在的结实率与千粒重低下的实际问题，采用对离体穗及叶片涂抹激素及葡萄糖的方法，增加叶片与颖壳对激素及营养物质的吸收，改善离体穗籽粒的灌浆环境，同时也增加了雌蕊柱头的授粉寿命，延长了进行杂交育种操作的时间，达到提高结实率与千粒重的目的，具体通过以下步骤完成：
1)离体穗子的取样。在大田选择尚未抽穗(穗苞已饱满，发育时期处在水稻花粉母细胞减数分裂期至花粉粒成熟期，即将抽穗)的健康穗子，从植株基部(根部)剪取整个茎，迅速把离体的茎放入塑料袋中保湿以防止水分的蒸发，离体穗子的获得可以全天进行；
2)离体穗子的人工扦插。选用1000ml棕色广口瓶或1000ml棕色广口三角瓶，灌入350ml～400ml自来水后备用；把从大田剪取的穗子(带穗的整个茎)平放在实验桌上，从穗向基部3～5片叶的底部剪断(剪下的穗子上留有3～5张健康叶片)，迅速插入准备好的广口瓶或三角瓶中，每个瓶中可扦插5～10个离体穗子，并放置于生长箱中培养；
3)离体穗子的培养。扦插离体穗子的培养瓶放置于生长箱，生长箱温度设置在25～30℃/20～25℃(昼/夜)，相对湿度控制在70％～90％，光照强度在1000～1500μmol m-2s-1，照光时间为8：00～17：00。每3～5天更换一次培养瓶中的自来水；
4)离体穗子在生长箱培养3天后，进行叶面营养液及激素处理，营养液中含0.1％～1.0％葡萄糖，以及5～10mg/L的赤霉素，营养液中还添加0.01～0.1％吐温-20作为展着剂。采用小型喷雾器叶面喷雾处理，或用毛笔蘸取营养液涂抹水稻叶片及穗子。叶面营养液及激素处理每周进行一次。离体水稻穗子在生长箱中将正常生长，并抽穗开花，此时的穗子可用以进行杂交授粉或其它研究用途。一般情况下离体穗开花后30～50天后可以收获水稻种子。
实施例2
2017年8月在中国水稻研究所，采用三种不同的营养介质，以水稻日本晴的离体穗为材料进行离体培养，其中营养液培养法中的营养液按照国际水稻所水稻营养液配方配制，离体穗在培养箱中抽穗开花并完成自花授粉，收获时的结实率与千粒重等参数见表1。
表1采用不同营养介质的离体穗培养的千粒重及结实率
Figure BDA0001627953810000051
Figure BDA0001627953810000061
表1的数据表明，采用本发明技术进行离体穗培养的稻穗，其结实率、千粒重及产量均明显高于营养液培养法，也高于自来水培养法。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于水稻离体穗的培养方法，其特征在于，所述的水稻离体穗的培养方法，包括以下步骤：
1)离体穗子的取样
在大田选择尚未抽穗的健康穗子，从植株基部剪取整个茎，迅速把离体的茎放入塑料袋中保湿以防止水分的蒸发；
2)离体穗子的人工扦插
将离体穗从穗向基部3～5片叶的底部剪断，迅速插入准备好的装有自来水的培养瓶中，每个培养瓶中可扦插5～10个离体穗子，并放置于生长箱中培养；
3)离体穗子的培养
在生长箱中对扦插的离体穗子进行培养，并且每3～5天更换一次培养瓶中的自来水；
4)离体穗子在生长箱培养3天后，利用植物生长调节剂进行叶面处理，离体水稻穗子在生长箱中将正常生长，并抽穗开花，离体穗开花后30～50天后即可收获水稻种子；所述的植物生长调节剂包含以下组分：5～10mg/L的赤霉素，质量分数为0.1％～1.0％的葡萄糖和0.01％～0.1％的吐温-20；
所述的尚未抽穗的健康穗子具体为穗苞已饱满，发育时期处在水稻花粉母细胞减数分裂期至花粉粒成熟期，即将抽穗。
2.根据权利要求1所述的一种用于水稻离体穗的培养方法，其特征在于，所述的植物生长调节剂中吐温-20作为展着剂。
3.根据权利要求1所述的一种用于水稻离体穗的培养方法，其特征在于，所述的离体穗子的取样可在全天的任何时段进行。
4.根据权利要求1所述的一种用于水稻离体穗的培养方法，其特征在于，所述的生长箱的培养条件为：温度在白天为25～30℃，夜晚为20～25℃，相对湿度控制在70％～90％，光照强度在1000～1500μmolm-2s-1，光照时间为每天8：00～17：00。
5.根据权利要求1所述的一种用于水稻离体穗的培养方法，其特征在于，所述的植物生长调节剂采用小型喷雾器叶面喷雾处理，或用毛笔蘸取涂抹水稻叶片及穗子。
6.根据权利要求1所述的一种用于水稻离体穗的培养方法，其特征在于，所述的植物生长调节剂每周对水稻离体穗处理一次。
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