CN115462311B - 一种液体负载方式制备复合花粉的方法 - Google Patents

一种液体负载方式制备复合花粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于杂交制种技术领域，具体为一种液体负载方式制备复合花粉的方法；该方法包括以下步骤：S1、将植物生长调节剂溶解，稀释后配制成植物生长调节剂溶液；S2、称取石松子粉，将石松子粉依照比例加入到S1步骤中制备的溶液中，搅拌；S3、上述溶液中再次加入表面活性剂液体，充分搅拌至石松子粉颗粒被液体完全淋湿，呈粘糊状；S4、将上述粘糊状物质置于带鼓风的烘箱中干燥，温度控制在40～50℃，干燥后，搅拌至固体介质分散成极细颗粒状，得到高分散的活性介质粉剂；S5、将上述活性介质粉剂与的纯花粉按照比例充分混合均匀，即可制备出液体负载型复合花粉；提出一种活性成分明确、分散均匀、能节约花粉用量，提高花粉活力的复合花粉的制备方法。

Description

一种液体负载方式制备复合花粉的方法
技术领域
本发明属于杂交制种技术领域，涉及一种利用液体活性物质高效分散于惰性介质后制备复合花粉，从而减少杂交制种过程花粉用量，提高授粉效率的方法，具体为一种液体负载方式制备复合花粉的方法。
背景技术
花粉是植物种质资源的重要形式之一，在植物有性繁殖过程中起着重要作用，是杂交育种的重要材料。不育系种子和杂交种种子的生产种植必须经过花粉采集、人工授粉才能受精结实。以烟草为例，在烟草杂交制种及雄性不育系良种繁育中，采粉、授粉是必不可少的工作，而采粉需要单独种植父本多次分批采集，费时费工，单位花粉的生产成本极高。授粉时，纯花粉粘度较高，分散性差，棉签蘸粉，因花粉团结造成花粉取用量不可控制，授粉时花粉和柱头间粘度不可控也会造成花粉洒落，大量浪费。因此，如何提高花粉的利用效率，减少授粉过程花粉用量的同时保持甚至提高花粉活力，是杂交制种及雄性不育系良种繁育中的关键技术之一。
为解决上述问题，固体介质花粉技术应运而生，但现有报道的固体介质花粉所用的惰性介质如淀粉可溶性淀粉存在介质颗粒粒径不一，分散性一般的问题，而固体介质花粉添加同源性物质，促进花粉萌发活性成分不明确，且活性成分在惰性介质中难以实现有效分散，即活性成分无法有效加入到固体介质花粉中等问题也逐渐暴露。对花粉技术进行再次改造升级，探索更好材料配方，明确活性成分及含量，提高花粉利用效率，是杂交制种工作需解决关键问题。
针对上述存在的问题，发明人进行了深入细致的研究，提出一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种液体负载方式制备复合花粉的方法，主要目的在于提出一种活性成分明确、分散均匀、能节约花粉用量，提高花粉活力的复合花粉的制备方法，旨在解决现在作物尤其是烟草杂交制种中存在的固体介质花粉制备困难、各批次活性差异较大、活性成分难以分散均匀等问题，从而导致杂交制种成本难以有效控制的技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种液体负载方式制备复合花粉的方法，该方法包括以下步骤：
S1、将植物生长调节剂溶解，稀释后配制成植物生长调节剂溶液；
S2、称取石松子粉，将石松子粉依照比例加入到S1步骤中制备的溶液中，搅拌；
S3、上述溶液中再次加入表面活性剂液体，充分搅拌至石松子粉颗粒被液体完全淋湿，呈粘糊状；
S4、将上述粘糊状物质置于带鼓风的烘箱中干燥，温度控制在40～50℃，干燥后，搅拌至固体介质分散成极细颗粒状，得到高分散的活性介质粉剂；
S5、将上述活性介质粉剂与的纯花粉按照比例充分混合均匀，即可制备出液体负载型复合花粉。
进一步，所述步骤S1中，植物生长调节剂为赤霉素，配制溶液的浓度为1～25mg/L。
进一步，所述步骤S2中石松子与植物生长调节剂溶液的质量体积比为2g：7～8ml。
进一步，所述步骤S3中，表面活性剂与S2溶液的体积比为1～2:3。
进一步，所述步骤S4中干燥时间为6～8h，干燥后轻轻碰触固体，固体即成为分散均匀的颗粒。
进一步，所述步骤S5中活性介质粉剂与的纯花粉混合的质量比为1～2:1。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：
1、本发明提出的一种液体负载方式制备复合花粉的方法，将特定浓度的活性成分赤霉素溶解后在水中分散至极细的粒径，再以液体的方式与惰性物质石松子粉混合，将特定质量的赤霉素极大限度分散负载在石松子颗粒上，从而提高赤霉素对花粉的促进效果，提高花粉萌发率，降低花粉用量，降低制种成本。
2、本发明提出的一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法，将市售的石松子粉与花粉尤其是烟草花粉混合，石松子粉粒径与烟草花粉粒径极为接近，可有效避免传统惰性介质如可溶性淀粉包覆于花粉粒周围，而造成的花粉无法接触雌蕊从而难以授粉成功问题发生，降低花粉用量的同时，确保授粉质量。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明液体负载方式制备复合花粉的流程示意图。
图2为本发明液体负载方式制备复合花粉的微观形态图。
图3为本发明液体负载方式制备复合花粉的离体萌发图。
具体实施方式
如图1-3所示，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例的供试材料为：繁种季节，采集云烟87烟草父本顶端泛红，花瓣未打开或处于始开期的花朵，保留花粉囊，去除其他部位，晾晒至花粉囊自然裂开，筛出花粉，放入50ml的PE管中，-80℃密封保存待用。开展离体萌发实验时再取出，上述花粉均由玉溪中烟种子有限责任公司生产。
实施例1
本发明所述的一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法，具体为：取称赤霉素，用酒精溶解，然后加清水稀释，配制成5mg/L的水溶液，分别量取15ml于100ml烧杯中待用。分别称取市售石松子粉4g，加入上述取好的赤霉素溶液当中，搅拌，同时加入5ml表面活性剂溶液，继续搅拌至固液不分层，石松子粉剂被充分浸湿，呈粘糊状，然后将上述样品转移至40℃烘箱，鼓风干燥8h，至液体消失，固体呈块状，用药匙搅拌后固体破碎散开为极细粉剂，可自由散开为止。称取上述添加了不同量的赤霉素的石松子粉1g，与收获的保存的云烟87纯花粉按照质量比1:1混合，充分混匀，进行离体萌发实验。
取10％蔗糖溶液100ml，加入5mg硼酸，5mg氯化钙，充分搅拌溶解，得到液体培养基，用移液枪转移该溶液1mL至载玻片上，然后将复合花粉分别均匀地撒在培养基上，将上述把载玻片置于培养盒中，置于28℃，黑暗恒温培养箱中培养3h，低温冷冻，培养后在Olympus BX51光学显微镜下观察花粉管的生长状况，样本随机测量3个视野，取其平均值统计花粉萌发率。
实施例2
本发明所述的一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法，具体为：取称赤霉素，用酒精溶解，然后加清水稀释，配制成12.5mg/L的水溶液，分别量取15ml于100ml烧杯中待用。分别称取市售石松子粉4g，加入上述取好的赤霉素溶液当中，搅拌，同时加入5ml表面活性剂溶液，继续搅拌至固液不分层，石松子粉剂被充分浸湿，呈粘糊状，然后将上述样品转移至40℃烘箱，鼓风干燥8h，至液体消失，固体呈块状，用药匙搅拌后固体破碎散开为极细粉剂，可自由散开为止。称取上述添加了不同量的赤霉素的石松子粉1g，与收获的保存的云烟87纯花粉按照质量比1:1混合，充分混匀，进行离体萌发实验。
取10％蔗糖溶液100ml，加入5mg硼酸，5mg氯化钙，充分搅拌溶解，得到液体培养基，用移液枪转移该溶液1mL至载玻片上，然后将复合花粉分别均匀地撒在培养基上，将上述把载玻片置于培养盒中，置于28℃，黑暗恒温培养箱中培养3h，低温冷冻，培养后在Olympus BX51光学显微镜下观察花粉管的生长状况，样本随机测量3个视野，取其平均值统计花粉萌发率。
实施例3
本发明所述的一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法，具体为：取称赤霉素，用酒精溶解，然后加清水稀释，配制成25mg/L的水溶液，分别量取15ml于100ml烧杯中待用。分别称取市售石松子粉4g，加入上述取好的赤霉素溶液当中，搅拌，同时加入5ml表面活性剂溶液，继续搅拌至固液不分层，石松子粉剂被充分浸湿，呈粘糊状，然后将上述样品转移至40℃烘箱，鼓风干燥8h，至液体消失，固体呈块状，用药匙搅拌后固体破碎散开为极细粉剂，可自由散开为止。称取上述添加了不同量的赤霉素的石松子粉1g，与收获的保存的云烟87纯花粉按照质量比1:1混合，充分混匀，进行离体萌发实验。
取10％蔗糖溶液100ml，加入5mg硼酸，5mg氯化钙，充分搅拌溶解，得到液体培养基，用移液枪转移该溶液1mL至载玻片上，然后将复合花粉分别均匀地撒在培养基上，将上述把载玻片置于培养盒中，置于28℃，黑暗恒温培养箱中培养3h，低温冷冻，培养后在Olympus BX51光学显微镜下观察花粉管的生长状况，样本随机测量3个视野，取其平均值统计花粉萌发率。
实施例4
本发明所述的一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法，具体为：取称赤霉素，用酒精溶解，然后加清水稀释，配制成50mg/L的水溶液，分别量取15ml于100ml烧杯中待用。分别称取市售石松子粉4g，加入上述取好的赤霉素溶液当中，搅拌，同时加入5ml表面活性剂溶液，继续搅拌至固液不分层，石松子粉剂被充分浸湿，呈粘糊状，然后将上述样品转移至40℃烘箱，鼓风干燥8h，至液体消失，固体呈块状，用药匙搅拌后固体破碎散开为极细粉剂，可自由散开为止。称取上述添加了不同量的赤霉素的石松子粉1g，与收获的保存的云烟87纯花粉按照质量比1:1混合，充分混匀，进行离体萌发实验。
取10％蔗糖溶液100ml，加入5mg硼酸，5mg氯化钙，充分搅拌溶解，得到液体培养基，用移液枪转移该溶液1mL至载玻片上，然后将复合花粉分别均匀地撒在培养基上，将上述把载玻片置于培养盒中，置于28℃，黑暗恒温培养箱中培养3h，低温冷冻，培养后在Olympus BX51光学显微镜下观察花粉管的生长状况，样本随机测量3个视野，取其平均值统计花粉萌发率。
实施例5
本发明所述的一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法，具体为：取称赤霉素，用酒精溶解，然后加清水稀释，配制成100mg/L的水溶液，分别量取15ml于100ml烧杯中待用。分别称取市售石松子粉4g，加入上述取好的赤霉素溶液当中，搅拌，同时加入5ml表面活性剂溶液，继续搅拌至固液不分层，石松子粉剂被充分浸湿，呈粘糊状，然后将上述样品转移至40℃烘箱，鼓风干燥8h，至液体消失，固体呈块状，用药匙搅拌后固体破碎散开为极细粉剂，可自由散开为止。称取上述添加了不同量的赤霉素的石松子粉1g，与收获的保存的云烟87纯花粉按照质量比1:1混合，充分混匀，进行离体萌发实验。
取10％蔗糖溶液100ml，加入5mg硼酸，5mg氯化钙，充分搅拌溶解，得到液体培养基，用移液枪转移该溶液1mL至载玻片上，然后将复合花粉分别均匀地撒在培养基上，将上述把载玻片置于培养盒中，置于28℃，黑暗恒温培养箱中培养3h，低温冷冻，培养后在Olympus BX51光学显微镜下观察花粉管的生长状况，样本随机测量3个视野，取其平均值统计花粉萌发率。
对照组1
对照组1与实施例1的区别在于，对照组1采用了纯花粉，并且对照组1开展了2次试验，选用的花粉是同一个批次收获的，但是不在同一个密封管子里面，最后花粉萌发率取其平均值。
对照组2
对照组2与实施例1的区别在于，对照组2采用石松子粉与花粉1:1混合(0mg/L)，但是没有活性成分。
结果统计如表1所示：
表1不同复合花粉离体萌发率统计表
Figure BDA0003901983490000071
由表1可以看出，当石松子粉与纯花粉按照质量比1:1混合后，花粉萌发率差异不大，为3.91％。而以液体负载方式加入赤霉素，将活性成分均匀分散在复合花粉当中时，花粉萌发率呈现明显的先升高后降低的趋势，5mg/L赤霉素负载即可提高花粉萌发率4.50％；当赤霉素溶液浓度为12.5mg/L进行负载时，相对于纯化粉，萌发率提高了11.87％，表现出显著的促进萌发作用；而当赤霉素溶液浓度为50mg/L时，花粉萌发率下降，相对于纯花粉，反而降低了4.28％，赤霉素表现出抑制作用；当浓度进一步增加时，抑制作用增加，花粉萌发率降低了24.35％。
实施例6
为了进一步验证赤霉素负载后提高花粉萌发率的有效区间，进一步降低了赤霉素溶液的浓度，本发明所述的一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法，具体为：取称赤霉素，用酒精溶解，然后加清水稀释，配制成0.01mg/L的水溶液，分别量取15ml于100ml烧杯中待用。分别称取市售石松子粉4g，加入上述取好的赤霉素溶液当中，搅拌，同时加入5ml表面活性剂溶液，继续搅拌至固液不分层，石松子粉剂被充分浸湿，呈粘糊状，然后将上述样品转移至40℃烘箱，鼓风干燥8h，至液体消失，固体呈块状，用药匙搅拌后固体破碎散开为极细粉剂，可自由散开为止。称取上述添加了不同量的赤霉素的石松子粉1g，与收获的保存的云烟87纯花粉按照质量比1:1混合，充分混匀，进行离体萌发实验。
取10％蔗糖溶液100ml，加入5mg硼酸，5mg氯化钙，充分搅拌溶解，得到液体培养基，用移液枪转移该溶液1mL至载玻片上，然后将复合花粉分别均匀地撒在培养基上，将上述把载玻片置于培养盒中，置于28℃，黑暗恒温培养箱中培养3h，低温冷冻，培养后在Olympus BX51光学显微镜下观察花粉管的生长状况，样本随机测量3个视野，取其平均值统计花粉萌发率。
实施例7
为了进一步验证赤霉素负载后提高花粉萌发率的有效区间，进一步降低了赤霉素溶液的浓度，本发明所述的一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法，具体为：取称赤霉素，用酒精溶解，然后加清水稀释，配制成0.1mg/L的水溶液，分别量取15ml于100ml烧杯中待用。分别称取市售石松子粉4g，加入上述取好的赤霉素溶液当中，搅拌，同时加入5ml表面活性剂溶液，继续搅拌至固液不分层，石松子粉剂被充分浸湿，呈粘糊状，然后将上述样品转移至40℃烘箱，鼓风干燥8h，至液体消失，固体呈块状，用药匙搅拌后固体破碎散开为极细粉剂，可自由散开为止。称取上述添加了不同量的赤霉素的石松子粉1g，与收获的保存的云烟87纯花粉按照质量比1:1混合，充分混匀，进行离体萌发实验。
取10％蔗糖溶液100ml，加入5mg硼酸，5mg氯化钙，充分搅拌溶解，得到液体培养基，用移液枪转移该溶液1mL至载玻片上，然后将复合花粉分别均匀地撒在培养基上，将上述把载玻片置于培养盒中，置于28℃，黑暗恒温培养箱中培养3h，低温冷冻，培养后在Olympus BX51光学显微镜下观察花粉管的生长状况，样本随机测量3个视野，取其平均值统计花粉萌发率。
实施例8
为了进一步验证赤霉素负载后提高花粉萌发率的有效区间，进一步降低了赤霉素溶液的浓度，本发明所述的一种液体负载方式制备高活力复合花粉的方法，具体为：取称赤霉素，用酒精溶解，然后加清水稀释，配制成1mg/L的水溶液，分别量取15ml于100ml烧杯中待用。分别称取市售石松子粉4g，加入上述取好的赤霉素溶液当中，搅拌，同时加入5ml表面活性剂溶液，继续搅拌至固液不分层，石松子粉剂被充分浸湿，呈粘糊状，然后将上述样品转移至40℃烘箱，鼓风干燥8h，至液体消失，固体呈块状，用药匙搅拌后固体破碎散开为极细粉剂，可自由散开为止。称取上述添加了不同量的赤霉素的石松子粉1g，与收获的保存的云烟87纯花粉按照质量比1:1混合，充分混匀，进行离体萌发实验。
取10％蔗糖溶液100ml，加入5mg硼酸，5mg氯化钙，充分搅拌溶解，得到液体培养基，用移液枪转移该溶液1mL至载玻片上，然后将复合花粉分别均匀地撒在培养基上，将上述把载玻片置于培养盒中，置于28℃，黑暗恒温培养箱中培养3h，低温冷冻，培养后在Olympus BX51光学显微镜下观察花粉管的生长状况，样本随机测量3个视野，取其平均值统计花粉萌发率。
对照组3
对照组3与实施例6的区别在于，对照组3采用了纯花粉。
对照组4
对照组4与实施例6的区别在于，对照组4采用石松子粉与花粉1:1混合(0mg/L)，但是没有活性成分。
结果统计如表2所示：
表2低浓度液体负载型复合花粉离体萌发率统计表
Figure BDA0003901983490000101
从表1和表2可知，综合以上实施例结果分析可知，本发明提供了一种提高液体负载型复合花粉制备方法，采用浓度为1～25mg/L的赤霉素溶液，将活性成分溶解后负载于石松子粉上，石松子粉与赤霉素溶液的质量体积比为(单位为g：ml)2：7～8，干燥后再与花粉按照质量比1:1混合，有效提高了烟草花粉的萌发率，降低了花粉用量。解决了烟草雄性不育系及杂交制种过程中，花粉收集成本高，萌发率低问题。另外，由于成熟的石松子粉粒径均匀一致，与烟草花粉相当，解决了传统介质花粉粒径不均匀，萌发效果不稳定问题。而该法操作简单，成本低廉，可实际推广应用。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (2)

1.一种液体负载方式制备复合花粉的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、将植物生长调节剂溶解，稀释后配制成植物生长调节剂溶液，植物生长调节剂为赤霉素，配制溶液的浓度为1～25 mg/L；
S2、称取石松子粉，将石松子粉依照比例加入到S1步骤中制备的溶液中，搅拌，石松子粉与植物生长调节剂溶液的质量体积比为2 g ：7～8ml；
S3、在S2制备得到的溶液中加入表面活性剂液体，充分搅拌至石松子粉颗粒被液体完全淋湿，呈粘糊状，表面活性剂与S2溶液的体积比为1～2 : 3；
S4、将上述粘糊状物质置于带鼓风的烘箱中干燥，温度控制在40～50℃，干燥后，搅拌至固体介质分散成极细颗粒状，得到高分散的活性介质粉剂；
S5、将上述活性介质粉剂与纯花粉按照比例充分混合均匀，即可制备出液体负载型复合花粉，活性介质粉剂与纯花粉混合的质量比为1～2 : 1，花粉为烟草花粉。
2.根据权利要求1所述的一种液体负载方式制备复合花粉的方法，其特征在于：所述步骤S4中干燥时间为6～8 h。
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