CN112470838B - 一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法 - Google Patents

一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及牧草品种选育技术领域，提出了一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法，通过刈割高粱不育系的主茎诱发产生新的分枝穗，利用分枝穗开花，达到花期相遇；或者通过对苏丹草主茎进行全部刈割，诱导分蘖穗快速生长，利用分蘖穗开花，达到花期相遇的新方法，可直接应用于高粱不育系与苏丹草远缘杂交时花期不育的调节，解决了现有技术中的不能精准调整高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的问题。

Description

一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法
技术领域
本发明涉及牧草品种选育技术领域，涉及高丹草亲本杂交选育技术，具体的，涉及一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法。
背景技术
远缘杂交在育种领域具有重要意义，利用远缘杂交，可以研究生物进化及亲缘关系，证明物种发展规律；利用远缘杂交，可以利用外源遗传物质丰富物种遗传基础，可以创造新物种，比如高粱-苏丹草杂交种(高丹草)。高丹草(Sorghum bicolor×Sorghumsudanense)就是高粱不育系(Sorghum bicolor(L.)Moench)与苏丹草(Sorghum sudanense(Piper)Stapf.)的远缘杂交种，高粱和苏丹草在分类上是属于同属内不同种还是同种内不同亚种，目前尚有争议，但它们的染色体数(2n)都是20；两者杂交不存在遗传障碍，杂交优势明显。
高丹草新品种选育利用的是杂种优势，借鉴的是普通高粱杂交种“三系”配套选育技术和方法，其核心是母本高粱不育系的转育、父本苏丹草的选育、以及杂交种的组合组配；可以看出，杂交组配是创制高丹草新品种的基础，而父、母本花期相遇则是高丹草杂交选育、组合配置的前提；然而实际中，往往由于母本高粱不育系和父本苏丹草的生育进程常不一样，导致这两个物种生育期差别较大，造成花期不遇，进而影响到高丹草新组合配置，也进一步限制了高丹草种质资源的遗传多样性。
分析父本苏丹草、母本高粱不育系开花时间得出，母本高粱不育系柱头生活力一般可以保持5～7天，而父本苏丹草主穗开花一般5～7天后花粉散尽，但因父本苏丹草具有分蘖性，分蘖穗可延长散粉时间；因此，在父、母本同期播种条件下，若母本花期与父本相差7天以内的，母本基本可以和父本花期相遇，确保杂交授粉成功；但若母本比父本早开花7天以上，就有可能造成母本得不到花粉而不能结实，导致杂交组配不成功；同样，若父本比母本早开花7天以上，会造成父本主茎穗花期不能与母本高粱不育系能相育。
研究报道在杂交高粱花期相遇的调节技术中，可以通过叶片计算法、倒扒叶片法、观察幼穗法等进行花期预测，也可采用偏肥偏水、根外追肥、喷植物生长调节剂来进行花期调节，但这些方法费时费力、成本高，而且在实际中可操作性差；分期期播种措施作为一种补救措施，其前提是需要经过多年在同一地区对生育期进行观测记载，也需要耗费一定的时间和精力；也有提出在杂交高粱田间制种时可以通过对过早的亲本去除主穗来解决花期不遇问题；但上述报道均是针对杂交种生产时花期不遇的调节技术。而在高丹草新组合配置过程中，往往由于多数父、母本生育进程不一致，无法进行错期播种，或者即使进行了错期播种，也采取了上述提到的调节技术，但还不能100％保证花期相遇，主要是因为父母本也往往受不同生态区气候特点、土壤肥力以及干旱雨涝的影响，同期播种的条件下也可能导致生育进程不一致。因此，亟需找出一种精准解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法。
在传统的高粱属作物杂交种种子生产中，父母本常常会由于对不同生态区气候、土壤肥力以及干旱雨涝的响应不同，导致其生育过程中花期不遇，严重时产量绝收。靠传统的花期调节技术如：偏肥偏水、根外追肥、喷植物生长调节剂、冷冻花粉等，费时费力、成本高，可操作性差。而实际中针对高粱不育系与苏丹草种质创新过程中的花期精准调节技术未见报道。
发明内容
本发明提出一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法，解决了现有技术中的不能精准调整高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的问题。
本发明的技术方案如下：
一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法，针对高粱不育系、苏丹草同期播种或错期播种条件下，二者花期仍不能相遇的情况进行调节，具体调节方法如下：
A、高粱不育系早开花调节方法：在抽穗期进行，观察高粱不育系抽穗情况，当高粱不育系比苏丹草早抽穗，通过对高粱不育系主茎进行部分刈割，诱发产生新的分枝，新的分枝可再次抽穗开花，达到花期相遇的目的；
B、苏丹草早开花调节方法：在抽穗期进行，观察苏丹草抽穗情况，当苏丹草比高粱不育系早抽穗，通过及时刈割苏丹草主茎，刺激分蘖穗的方式达到花期相遇的目的。
作为进一步的技术方案，所述同期播种或错期播种是指当不明确所种植的高粱不育系、苏丹草生育进程时，采用同期播种的方式播种；当提前了解高粱不育系、苏丹草在当地生育进程，采用错期播种的方式播种。
作为进一步的技术方案，所述花期不遇是指高粱不育系、苏丹草本同期播种或错期播种条件下，二者花期仍不能相遇，无法进行杂交的情况。
作为进一步的技术方案，所述步骤A适用于对高粱不育系与苏丹草的生育期进程判定后，判定抽穗期高粱不育系比苏丹草早抽穗7天以上的情况。
作为进一步的技术方案，所述步骤A对高粱不育系主茎进行部分刈割的操作为：当高粱不育系主茎达到初花期时，在主茎与倒数第2片叶的主茎夹角处向上2cm地方对主茎进行刈割。
作为进一步的技术方案，所述步骤B适用于对苏丹草与高粱不育系的生育期进程判定后，判定抽穗期苏丹草比高粱不育系早抽穗7天以上的情况。
作为进一步的技术方案，所述步骤B对苏丹草主茎刈割的操作为：当苏丹草主茎达到抽穗期时，在离地面15cm处对苏丹草主茎进行全部刈割。
本发明的有益效果为：
1、本发明解决了高粱不育系与苏丹草因生育期差异较大导致花期不遇，无法进行杂交的问题，使杂交组合顺利进行，提高了杂交育种效率，扩大了亲本杂交授粉的时间范围，促进遗传资源交换，拓宽了生育期相差较大资源间杂交的可能性，效果精准、能100％达到花期相遇的要求。
2、本发明提出了一种精准解决高粱不育系与苏丹草花期不育的新方法，其核心调节技术为：高粱不育系与苏丹草同期或错期播种，当其中一个亲本达到抽穗期时判断花期天数进行调节，若高粱不育系比苏丹草早抽穗7天以上，通过对高粱不育系主茎进行部分刈割，诱发产生分枝，利用再生分枝茎形成的穗，达到花期相遇；若苏丹草比高粱不育系早抽穗7天以上，及时刈割苏丹草主茎，刺激分枝穗达到花期相遇。
3、应用本发明的技术，可使高丹草杂交种种子生产中因花期不遇导致的产量损失率降低70％，有效解决了父母本因花期不遇导致的杂交种绝收现象。在高丹草杂交种种子生产中，母本高粱不育系和父本苏丹草常常会由于对不同生态区气候、土壤肥力以及干旱雨涝的响应不同，导致其生育过程中花期不遇，严重时产量绝收；而采用该技术进行花期调节，有效解决了父母本因花期不育导致的杂交种绝收现象，使花期不育导致的产量损失率降低70％。
4、传统的花期调节技术有偏肥偏水、根外追肥、喷植物生长调节剂、冷冻花粉等，使用这些技术进行花期调节，费时费力、成本高，而且在实际中可操作性差，而本发明技术通过采用刈割方式能实现花期精准调节，成本低，效率高，田间操作更简便实用，而且节约资源。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
2018年，在河北省农林科学院旱作农业研究所试验站，以自主选育的高粱不育系H1076A和苏丹草HS-722为试验材料，于5月16日同期播种，通过观察其正常生育进程发现，预计H1076A开花期比HS-722早14天，花期不遇无法正常进行花期杂交授粉；在此情景下，通过对高粱不育系H1076A地上主茎部分刈割的方式，使其花期相遇，具体调节措施为：于7月4日，高粱不育系1076A达到抽穗期时，在H1076A主茎与倒数第2片叶的主茎夹角处向上2cm地方进行刈割，分枝穗于7月28日再次抽穗，8月5日达到盛花期，而此时苏丹草HS-722分蘖穗处于盛花期，从而达到花期相遇的目的，杂交组合配置顺利进行。
表1高粱不育系早开花情况下的花期调节方法
Figure BDA0002817473290000041
注：表中5-16表示5月16日，其他类似
实施例2
2018年，在河北省农林科学院旱作农业研究所试验站，以自主选育的高粱不育系BMR14A和苏丹草BMR-S145为试验材料，于5月16日同期播种，通过观察其正常生育进程发现，预计BMR-S145开花期比BMR14A早8天，那么苏丹草主茎穗花期与高粱不育系不能相遇，为使分蘖穗能和高粱不育系BMR14A花期相遇，具体调节措施为：在7月20日，当苏丹草BMR-S145达到抽穗期时，将BMR-S145主茎及时刈割，在离地面15cm处对BMR-S145主茎进行全部刈割，刺激分蘖穗加速生长，分蘖穗于8月4日达到盛花期，而此时高粱不育系BMR14A也即将达到盛花期，花期相遇，杂交组合配置顺利进行。
表2苏丹草早开花情况下的花期调节方法
Figure BDA0002817473290000042
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法，针对高粱不育系、苏丹草同期播种或错期播种条件下，二者花期仍不能相遇的情况进行调节，其特征在于，具体调节方法如下：
A、高粱不育系早开花调节方法：在抽穗期进行，观察高粱不育系抽穗情况，当高粱不育系比苏丹草早抽穗，通过对高粱不育系主茎进行部分刈割，诱发产生新的分枝，新的分枝可再次抽穗开花，达到花期相遇的目的；
B、苏丹草早开花调节方法：在抽穗期进行，观察苏丹草抽穗情况，当苏丹草比高粱不育系早抽穗，通过及时刈割苏丹草主茎，刺激分蘖穗的方式达到花期相遇的目的；
所述步骤A对高粱不育系主茎进行部分刈割的操作为：当高粱不育系主茎达到初花期时，在主茎与倒数第2片叶的主茎夹角处向上2cm地方对主茎进行刈割；
所述步骤B对苏丹草主茎刈割的操作为：当苏丹草主茎达到抽穗期时，在离地面15cm处对苏丹草主茎进行全部刈割；
所述步骤A适用于对高粱不育系与苏丹草的生育期进程判定后，判定抽穗期高粱不育系比苏丹草早抽穗7天以上的情况；
所述步骤B适用于对苏丹草与高粱不育系的生育期进程判定后，判定抽穗期苏丹草比高粱不育系早抽穗7天以上的情况。
2.根据权利要求1所述的一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法，其特征在于，所述同期播种或错期播种是指当不明确所种植的高粱不育系、苏丹草生育进程时，采用同期播种的方式播种；当提前了解高粱不育系、苏丹草在当地生育进程，采用错期播种的方式播种。
3.根据权利要求1所述的一种解决高粱不育系与苏丹草远缘杂交花期不遇的方法，其特征在于，所述花期不遇是指高粱不育系、苏丹草同期播种或错期播种条件下，二者花期仍不能相遇，无法进行杂交的情况。
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