CN1337149A - 生态型雄性不育水稻育性人工光温鉴定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于杂交水稻育种技术领域,具体涉及生态型雄性不育水稻的育性鉴定方法。特征是,在一套严格规范的栽培管理基础上,于光、温敏感型不育水稻生长发育特定时期,利用特定设计的人工光温条件进行处理,所得的不育系雄性育性结果能准确反映测试不育系的育性特性。本发明为我国生态型雄性不育水稻育种中育性稳定性筛选与不育系应用安全性评价提供了关键技术,具有操作简单,可靠性和工作效率高等优点。

Description

生态型雄性不育水稻育性人工光温鉴定方法

本发明属于杂交水稻育种技术领域，具体涉及两系法杂交水稻所用雄性不育系的育性鉴定方法。

生态型雄性不育水稻是雄性(花粉)育性高低受生态条件控制的一种特殊水稻不育资源，可利用其在一定生态条件下表现雄性败育的特性作为杂交水稻的不育系，同时又可利用其在另一生态条件下雄性正常或高度可育的特性进行不育系自身繁殖。目前能利用的主要有光敏型和温敏型两大类，光敏型在一临界温度以上表现长光照雄性不育、短光照雄性可育；温敏型则在一定临界温度以上表现雄性不育，临界温度以下雄性可育。光、温敏不育水稻作为杂交水稻的工具材料，可在原有的“三系法”杂交水稻技术基础上省去保持系，从而形成两系法杂交水稻技术体系。两系杂交稻亲本间不存在恢保关系制约，配组自由，可省去三系法所必需的大量繁琐的“转保”、“转恢”、“测恢”等育种步骤，获得优势、优质组合的恢复系选择范围广，杂种生产中省去了用保持系繁殖不育系的过程，降低了种子成本，特别是在利用亚种间的杂种优势上更为快捷。近年来两系杂交稻优势组合选育与应用取得较大进展，已累计推广5565万亩，每亩比当地主栽品种平均增产50kg以上，增加社会产值近30亿元(《中国863计划生物技术领域十五周年成果汇编》，中华人民共和国科学技术部编印 2001年3月)。

作为两系法杂交水稻的关键工具材料的光、温敏雄性不育系的育性不稳定性问题一直是两系稻利用中的隐患，也是大面积发展两系杂交稻的主要制约因子。不育系的育性稳定性是由不育系的不育临界温度值决定的。

光敏不育系的雄性育性受光照长度和温度高低共同控制，温敏不育系的育性只受温度高低控制，但两种类型均有一不育临界温度控制育性。不育临界温度也称不育起点温度，即诱导不育系开始表现不育时的温度值。优良实用型的光、温敏不育系必需具有较低的不育临界温度，这是两系法杂交稻发展的前提。如果一个不育系的不育临界温度较高，当其在夏季长日条件下进行制种时，若遇上低于不育起点温度的盛夏低温则会发生育性恢复而自交结实，从而使制种的纯度降低，使用这种不育系具有较大的风险性。为克服这种风险，根据长江中下游稻区历年气温资料分析，确定安全的不育系的临界温度应低于24℃(Zhang ZG，Zeng HL，Yuan SC，Zhang DP.Conditions inducing fertilityalteration and ecological adaptation of photoperiod-sensitive genicmale-sterile rice.Field Crops Res 1994，38：111-120.)，才能保证不育系在长江流域或以南稻区盛夏自然光温条件下有稳定不育期，为严格起见，我国制定了新不育系的不育临界温度为23.5℃的鉴定合格标准(曾汉来等，光温敏核不育水稻发育与育性转换光温特性鉴定技术研究，湖北农业科学，1996(专刊)：33～37)。

因此，对新育成的光、温敏水稻不育系进行育性光温特性评价是保证应用安全性的重要技术环节。育种单位通常采取自然条件下分期播种试验推测不育系育性转换的生态条件，由于自然光温条件下长光季节与高温同时出现、低温与短光季节相伴随，加上温度变化的不稳定性，无法鉴别光、温二因子对育性的影响，自然温度分析与育性的关系也不准确。使用人工光温条件进行育性光温鉴定是必要的。

在人工光温育性鉴定中涉及一些技术环节直接或间接影响结果的准确性。要求人工光温条件能模拟自然光温变化规律，所得试验结果能代表自然状态下的育性表现，但因不同研究单位选用设备不同、光、温设置参数不同，虽然平均光温值相同，往往造成对同一供试材料产生不同的结果。

本发明的目的在于克服已有技术的不足，采用人工光温条件鉴定两系水稻不育系的育性，以提高两系水稻育种的效率。

本发明通过以下技术方案实现：

用于生态型雄性不育水稻育性人工光温鉴定的方法，包括将被鉴定的水稻试验材料置于模拟的光温条件下进行盘栽和人工光温处理，该方法还包括以下步骤：

(1)3～4叶期的被试的水稻材料移栽于盘栽钵内，每棵秧苗用泥1.2Kg，复合肥1.5g，将钵置于草地盘栽场生长；

(2)在水稻雌雄蕊原期分化期到花粉母细胞减数分裂末期进行人工光温处理，处理周期15天；

(3)采用处理光照为自然光照＋人工延长光照，总光照时间为14.5小时/日，延长光用全波长的生物灯白光源，强度不小于500lx；

(4)采用变温处理，每小时设置一个温点，计算机自动控制均匀斜率变化的温度曲线；

(5)人工处理完毕后将试材置于自然光温下生长，在7-14天内抽穗者作为有效处理穗；

(6)对有效处理穗进行花粉碘染率观察并套袋自交，抽穗25天后考查结实性。

实施例1：

根据雄性不育两系水稻的光温特性设计了如表1所示的温度控制曲线，用于计算机控制。

            表1    水稻育性生态研究控制温度曲线

应用本发明对中国100余份新育成光、温敏不育系进行了育性人工光温鉴定，结果能准确反映不育系在自然条件下的育性特性，使本结果成为湖北等省不育系成果鉴定的一项重要参考指标，通过鉴定合格的不育系尚无一份在生产上出现育性不稳定问题。

实施例2：

应用本发明对相同的水稻不育系材料多次鉴定，结果能准确重复。表2  对培矮64S、农垦58S历年育性低温鉴定的花粉不育度(1988～2000)年份        农垦58S        培矮64S1988      97.25±2.12        ----1989      98 59±2.56        ----1990      98.82±1.86        ----1991      98.19±1.59        ----1992      99.15上2.12        ----1993      98.58±1.67     98.79±2.251994      97.53±2.48     98.42±3.71995      98.89±1.66     99.54±1.871996      98.29±2.12     98.84±1.771997      98.47上1.87     98.81上1.121998      98.87±1.43     99.02±1.881999      97.97±2.12     99.30上1.162000      98.16±2.17     99.05±1.22

实施例3：

应用本发明对培矮64S高世代自交群体进行不同人工温度育性鉴定，筛选出具有不育临界温度值不同的培矮64S近等基因系，其不育临界温度分别为23.5℃、24℃、26℃和28℃，其中23.5℃的培矮64S已大面积应用生产。

本发明的效果：

与已有技术相比，本发明的方法鉴定水稻不育系的育性结果，经多年应用验证，能准确反映两系水稻不育系特性，鉴定结果能多次准确重复。经对中国新育成的100多份两系水稻不育系鉴定结果得到水稻育种专家的充分肯定，尚未发现明显鉴定错误现象。本发明的方法简单实用，鉴定成本较低，可靠性高，因而提高了两系水稻育种的工作效率。

Claims (1)

1、用于生态型雄性不育水稻育性的人工光温鉴定方法，包括将被鉴定的水稻试验材料置于模拟的光、温条件下进行盘栽和人工光、温处理，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将3～4叶期的被试水稻材料移栽于盘栽钵内，每棵秧苗用泥1.2Kg，复合肥1.5g，将钵置于草地盘栽场生长；

(2)在水稻雌雄蕊原期分化期到花粉母细胞减数分裂末期进行人工光温处理，处理周期15天；

(3)处理光照为自然光照＋人工延长光照，总光照时间为14.5小时/日，延长光用全波长的生物灯白光源，强度不小于500lx；

(4)采用变温处理，每小时设置一个温点，计算机自动控制均匀斜率变化的温度曲线；

(5)人工处理完毕后将试材置于自然光温下生长，在7-14天内抽穗者作为有效处理穗；

(6)对有效处理穗进行花粉碘染率观察并套袋自交，抽穗25天后考查结实性。