一種在制種過程中抑制水稻溫敏核不育系育性轉換的方法技術

本發明專利技術公開了一種在制種過程中抑制水稻溫敏核不育系育性轉換的方法。在制種過程中，當水稻溫敏核不育系發育到幼穗分化期第Ⅳ?Ⅵ期(雌雄蕊形成期至花粉母細胞減數分裂期)，遇見3天以上、24℃以下低溫時，選用調節物質于低溫開始出現后每天下午4?6時對不育系植株進行噴施處理，每次噴施量為15?60L/畝，連續噴施3?7天，從而抑制水稻溫敏核不育系育性發生轉換。本方法簡便易行，成本低，抑制育性轉換效果好，可用于保障溫敏核不育兩系雜交稻制種安全。

Method for inhibiting fertility conversion of rice thermo sensitive genic male sterile line in seed production process

The invention discloses a method for inhibiting fertility conversion of a rice thermo sensitive genic male sterile line in the process of seed production. In the production process, when the thermo sensitive Genic Male Sterile Rice Development in young panicle differentiation stage IV stage VI (pistil formation stage to pollen mother cell meiosis stage), met more than 3 days, low temperature below 24 DEG C, the regulator in the low temperature began to appear after 4 pm every day 6 of infertility Department of plant spraying, spraying amount for each 15 60L/ mu, 7 days of continuous spraying 3, thereby inhibiting TGMS lines in rice fertility conversion. The method is simple and convenient, low in cost, good in inhibiting fertility transformation, and can be used to ensure the safety of Two-line Hybrid Rice Breeding in thermo sensitive genic male sterile lines.

【技術實現步驟摘要】
一種在制種過程中抑制水稻溫敏核不育系育性轉換的方法
本專利技術屬于水稻溫敏核不育系雜交制種、繁殖領域，涉及水稻溫敏核不育系在低溫育性轉換敏感期Ⅳ-Ⅵ期(雌雄蕊形成期至花粉母細胞減數分裂期)，遇見低溫時，采用調節物質噴施處理，從而抑制水稻溫敏核不育系育性轉換的方法。
技術介紹
水稻(Oryzasativa)是人類日常生活中重要的糧食作物之一。兩系雜交水稻具有恢復譜廣和產量高等優勢，已經成為目前雜交水稻發展的重要方向。兩系法雜交水稻所用不育系可分為光敏(核)不育系、溫敏(核)不育系和光溫敏不育系三類，目前生產上應用最多的是秈稻溫敏核不育系。溫敏核不育水稻的育性主要受控于溫度高低的作用，光周期對其育性的影響很弱。在溫敏核不育水稻中，通常將可育與不育之間相互轉換的溫度閾值作為育性轉換的臨界溫度，這一臨界溫度在不同溫敏核不育水稻之間是不同的。溫敏核不育水稻根據誘導不育臨界溫度的高低又可分為(1)高溫不育、低溫可育型；(2)低溫不育、高溫可育型。在自然環境中，光周期嚴格地隨著季節變化相對穩定，溫度不但在年度間、季節間甚至地區間其變化都是反復無常的。特別是盛夏，水稻溫敏核不育系幼穗發育到育性轉換敏感期Ⅳ-Ⅵ期時，遇上三天以上、24℃以下異常低溫，極易導致育性發生轉換(從不育變為可育，俗稱“打擺子”)，從而導致兩系雜交稻大面積制種失敗，影響糧食安全。目前針對這一現象尚無好的調控方法。乙烯是一種揮發性氣體，雖然它對作物生長發育有重要作用，但是在生產上難以直接利用。現在生產上人們主要采用能釋放乙烯的乙烯利水劑(2-氯乙基磷酸)，該水劑被植物吸收后，進入植物體內產生調節作用，產生加速成熟、脫落、衰老以及促進開花、果實成熟、植株矮化、打破植物休眠等生理效應，因而在這些方面得到了廣泛應用。乙烯利能顯著提高水稻幼穗中乙烯釋放量，并具有抑制花粉發育的作用，因此常作為一種人工去雄常用殺雄藥劑，用于常規水稻的人工殺雄。但目前國內外未見在低溫條件下采用乙烯利抑制水稻溫敏核不育系育性轉換(從不育轉換為可育)的報道。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對上述不足，提供一種在制種過程中抑制水稻溫敏核不育系育性轉換的方法。本專利技術的目的可通過如下技術方案實現：一種在制種過程中抑制水稻溫敏核不育系育性從不育變轉換為可育的方法，包含如下內容：1、水稻溫敏核不育系雜交制種時，按制種父母本正常配置規格種植并進行正常肥水管理；2、當水稻溫敏核不育系發育到幼穗分化期第Ⅳ-Ⅵ期(雌雄蕊形成期至花粉母細胞減數分裂期)遇見3天以上、24℃以下低溫時，選用調節物質于低溫開始出現后每天下午4-6時對不育系植株進行噴施處理，連續噴施3-7天；藥劑每天現配現用；若有降雨則在次日補充噴施；其中,所述的調節物質選自乙烯合成調節物質、多胺合成調節物中的任意一種。本專利技術方法優選包括步驟3：采用花粉鏡檢和套袋自交評價噴施效果：(1)噴施后，田間隨機對若干即將抽出的不育系幼穗(每畝抽取幼穗數不低于5個)用羊皮紙袋進行套袋；當不育系幼穗抽出1/3時，田間隨機抽取此時的幼穗若干(每畝抽取幼穗數不低于5個)，用于花粉鏡檢；(2)不育系幼穗花粉育性觀察：每穗選擇花藥已伸長達穎殼2/3的花朵3-4個，剝開內外穎，從每朵花中取花藥3-5個；將花藥混合置于載玻片上，用鑷子輕輕搗碎，滴上一小滴1％碘-碘化鉀溶液染色，去掉藥壁后蓋好載玻片，用吸水紙吸去多余的碘-碘化鉀溶液；置于10×10倍顯微鏡下觀察，每片選擇有代表性的視野2-3個觀察花粉粒的形狀和染色反應，按標準計數每個視野內各類型花粉粒的數量，統計可染花粉率；(3)不育系套袋自交結實性鑒定：套袋的不育系幼穗讓其繼續生長自交結實；待成熟后去掉紙袋，分別統計其自交結實情況：結實率％＝每穗結實數/每穗總粒數×100。本專利技術方法中3天以上、24℃以下低溫可通過天氣預報獲知。其中，所述的水稻不育系屬低溫可育、高溫不育的秈型溫敏核不育系。本專利技術方法中所述的調節物質優選采用人工噴霧器或無人機噴施。所選用的乙烯合成調節物質優選乙烯利、γ-氨基丁酸(GABA)、植物生長素(IAA)、氨基環丙烷羧酸(ACC)之一。所選用的多胺合成調節物優選甲基乙二醛雙脒腙(MGBG)、D-精氨酸(D-Arg)、α-二氟甲基鳥氨酸(DFMO)、α-二氟甲基精氨酸(DFMA)、雙環己基硫酸銨(DCHA)和環己胺(CHA)之一。本專利技術方法進一步優選使用市售乙烯利40％水劑配制成80-1600mg/L質量濃度于低溫開始出現后每天下午4-6時對不育系植株進行噴施處理，每次噴施量為15-60L/畝。本專利技術方法進一步優選使用市售甲基乙二醛雙脒腙(MGBG)粉末配制成0.1-5mmol/L濃度，于低溫開始出現后每天下午4-6時對不育系植株進行噴施處理，每次噴施量為15-60L/畝。水稻溫敏核不育系育性轉換臨界低溫值在21℃-24℃范圍內。有益效果在制種過程中，秈稻溫敏核不育系在盛夏受三天以上的異常低溫的影響，極易導致育性發生轉換(從不育變為可育)，從而導致大面積制種失敗，影響糧食安全。針對這一問題，本專利技術提出了一種在制種過程中抑制水稻溫敏核不育系育性轉換的方法，可有效抑制水稻溫敏核不育系在低溫誘導條件下育性發生轉換(從不育轉換為可育)，從而保障水稻溫敏核不育系安全制種；本專利技術方法操作簡便、易實施、成本低。附圖說明圖1花粉鏡檢結果。左圖示噴水對照(黑褐點為可育花粉)；右圖為乙烯利處理(1600mg/L)結果。具體實施方式實施例1:(1)所用不育系材料：株1S和準S(2)選用的乙烯生物合成調節物質：乙烯利(乙烯釋放促進物質)，市售濃度為40％水劑；分別稀釋配置成1600mg/L和8000mg/L兩種質量濃度。(3)生長發育處理時期：(4)實驗處理：7月13日對幼穗生長發育到第III期時的水稻溫敏不育系株1S、準S植株進行移栽；在幼穗分化到達第Ⅳ-Ⅵ期時，采用育性轉換溫度22.5℃作為冷灌池低溫連續誘導處理1天、4天、7天，同時設置相應大田正常生長不育溫度(日均溫30℃)處理作為對照；低溫處理當天下午5時噴施不同濃度乙烯利，分別連續噴施1天、4天、7天，每次噴施量為20L/畝，以噴水和不噴水作為對照。隨機對若干即將抽出的不育系幼穗用羊皮紙袋進行套袋；當不育系幼穗抽出1/3時，隨機抽取此時的幼穗若干，用于花粉鏡檢。(5)花粉鏡檢和套袋結果：表1花粉鏡檢結果表2套袋自交結實率結果(％)結果分析：低溫條件下，1600mg/L、8000mg/L濃度的乙烯利噴施處理后，可有效抑制育性轉換，導致可育花粉數少、無結實率，實際應用結果理想。但高濃度的乙烯利會對水稻植株產生一定藥害，特別是8000mg/L高濃度會導致抽穗遲，幼穗發白，花藥少成白絲狀，株高變矮。因此，在實際生產應用上，應選用較低濃度的乙烯利。實施例2：(1)所用不育系材料：培矮64S(2)選用的乙烯生物合成調節物質：乙烯利(乙烯釋放促進物質)，市售濃度為40％水劑；分別稀釋配置成80mg/L、400mg/L和1600mg/L三種質量濃度。(3)生長發育處理時期：(4)實驗處理：對幼穗生長發育到第III期初期的培矮64S植株進行移栽，在幼穗分化到第Ⅳ-Ⅵ期時，采用22.5℃低溫誘導連續處理7d；低溫處理當天下午5時給予不同濃度乙烯利噴施處理，連續噴施7天本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在制種過程中抑制水稻溫敏核不育系育性從不育轉換為可育的方法，其特征在于包含如下內容：(1)水稻溫敏核不育系雜交制種時，按制種父母本正常配置規格種植并進行正常肥水管理；(2)當水稻溫敏核不育系發育到幼穗分化期第Ⅳ?Ⅵ期遇見3天以上、24℃以下低溫時，選用調節物質于低溫開始出現后每天下午4?6時對不育系植株進行噴施處理，連續噴施3?7天；藥劑每天現配現用；若有降雨則在次日補充噴施；所述的幼穗分化期第Ⅳ?Ⅵ期指雌雄蕊形成期至花粉母細胞減數分裂期；其中,所述的調節物質選自乙烯合成調節物質、多胺合成調節物中的任意一種。

【技術特征摘要】
1.一種在制種過程中抑制水稻溫敏核不育系育性從不育轉換為可育的方法，其特征在于包含如下內容：(1)水稻溫敏核不育系雜交制種時，按制種父母本正常配置規格種植并進行正常肥水管理；(2)當水稻溫敏核不育系發育到幼穗分化期第Ⅳ-Ⅵ期遇見3天以上、24℃以下低溫時，選用調節物質于低溫開始出現后每天下午4-6時對不育系植株進行噴施處理，連續噴施3-7天；藥劑每天現配現用；若有降雨則在次日補充噴施；所述的幼穗分化期第Ⅳ-Ⅵ期指雌雄蕊形成期至花粉母細胞減數分裂期；其中,所述的調節物質選自乙烯合成調節物質、多胺合成調節物中的任意一種。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于還包括：(3)花粉鏡檢和套袋自交評價噴施效果：①噴施后，田間隨機對若干即將抽出的不育系幼穗用羊皮紙袋進行套袋；當不育系幼穗抽出1/3時，田間隨機抽取此時的幼穗若干，用于花粉鏡檢；②不育系幼穗花粉育性觀察：每穗選擇花藥已伸長達穎殼2/3的花朵3-4個，剝開內外穎，從每朵花中取花藥3-5個；將花藥混合置于載玻片上，用鑷子輕輕搗碎，滴上一小滴1％碘-碘化鉀溶液染色，去掉藥壁后蓋好載玻片，用吸水紙吸去多余的碘-碘化鉀溶液；置于10×10倍顯微鏡下觀察，每片選擇有代表性的視野2-3個觀察花粉粒的形狀和染色反應，按標準計數每個視野內各類型花粉粒的數量，統計可染花粉率；③不育系套袋自交結實性鑒定：套袋...

【專利技術屬性】
技術研發人員：麻浩，李林芝，張海清，王明，劉小林，
申請(專利權)人：南京農業大學，湖南農業大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32