一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂及其配制方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂及其配制方法。该促进剂含有柠檬酸、乙醇和植物生长调节物质茉莉酸甲酯，配制成溶液后这3种物质具有互补作用，于抽穗期喷施，可有效促进水稻光温敏核不育系在高温胁迫下的开颖，提高光温敏核不育系与恢复系杂交后的结实率和种子产量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业
，具体涉及一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂及其配制方法和应用。
技术介绍
两系杂交水稻育种理论和技术的建立，是我国水稻杂交育种的一个重大创新(卢兴桂等，2001；袁隆平，2002)。目前，两系杂交水稻在我国的年种植面积已超过500万公顷，为我国水稻生产和保障粮食安全发挥了重要作用(舒志芬等，2016)。两系杂交水稻育种的核心内容是利用水稻光温敏核不育系。在特定的光温条件下，水稻光温敏核不育系可实现核雄性不育与可育的转换。因此，它既可以作为不育系、又可以作为保持系，实现一系两用。在两系杂交水稻制种时，主要是利用水稻光温敏核雄性不育特性，与恢复系杂交产生F1种子(卢兴桂等，2001；袁隆平，2002)。我国稻作科技工作者对水稻光温敏核不育系的遗传与生理、光温的响应特点与育性转换的临界温度和日长、制种技术与栽培管理等进行了广泛的研究，在诸方面均取得了长足的进展(斯华敏等，2011；雷东阳等，2013；李培德等,2014；邱振国等，2015；李超等；2016；李刚等，2016；舒志芬等，2016)。但有关水稻光温敏核不育系高温危害机理与调控技术，缺乏研究。对于核雄性可育的普通水稻，开颖即为开花。在正常情况下，水稻开花包括颖壳张开(主要是外颖张开)、花丝伸长、花药开裂、花粉散落在柱头上、花粉萌发和花粉管向子房的伸长等过程。开颖(外颖张开)是以后各过程得以进行的前提(王忠，2014)。对于水稻光温敏核不育系，当环境温度>23～24℃且最高气温<35℃、日长>13～14小时，其花粉没有育性，开花时花丝不伸长，花药不开裂，其开花受精过程主要包括外颖张开和柱头外露，当遇到恢复系等雄性可育花粉时，完成受精过程(王忠，2014)。王忠等和顾蕴洁等(1987，1988，1991，1992，1993，1994)曾对水稻开颖机理及其影响因子作了系统的研究，明确了水稻开颖主要是桨片吸收膨大所致；将临近开颖的稻穗放置于5～100％的CO2气体中1～5分钟，或将稻穗浸泡于pH 5.6的CO2溶液中0.5分钟，或浸泡于pH<7的酸性溶液中1～2分钟，或浸泡于40～43℃的温水中0.5～1分种，均可促进水稻开颖。最近，闫志强等(2016)观察到在水稻抽穗时喷施0.4～4moL/L[相当于8.97～89.7％(w/v)]的茉莉酸甲酯，可以使水稻花时提前，进而可以通过喷施茉莉酸甲酯调节籼、粳稻的花时。但以上研究均未涉及到水稻光温敏核不育系的开颖，也未涉及到这些方法是否可以减轻高温危害；王忠等和顾颖洁等提出的促进水稻开颖方法难以在大面积水稻生产上应用。水稻开颖(开花)期是植株对温度等环境因子响应最为敏感的时期，此时遇到低温或高温，会严重影响开花受精，降低结实率和产量。随着温室效应增加，水稻发生高温胁迫伤害的频率愈来愈高。在高温下，水稻光温敏核不育系不能正常开颖，这是光温敏核不育系与恢复系杂交制种的一个主要障碍，使得结实率和种子产量严重下降。但目前还没有一个能有效促进水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂及其配制方法和应用，可有效促进光温敏核不育系在高温胁迫下的开颖、提高与恢复系杂交后的结实率和种子产量。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂，由柠檬酸、乙醇、茉莉酸甲酯和水组成，柠檬酸的浓度为0.1～0.2g/L，乙醇的浓度为0.2～0.3％(v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.001～0.002％(v/v)，其余为水。优选地，柠檬酸的浓度为0.15g/L,乙醇的浓度为0.25％(v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.0015％(v/v)，其余为水。为达到上述目的，本专利技术还采用了下列技术方案：一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂的制备方法，将柠檬酸、乙醇、茉莉酸甲酯和水配制成溶液，柠檬酸的浓度为0.1～0.2g/L，乙醇的浓度为0.2～0.3％(v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.001～0.002％(v/v)，其余为水。作为优选，所述柠檬酸的浓度为0.15g/L,乙醇的浓度为0.25％(v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.0015％(v/v)，其余为水。为达到上述目的，本专利技术还采用了下列技术方案：一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂的应用，包括以下步骤：(1)配制水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂溶液，其中柠檬酸的浓度为0.1～0.2g/L，乙醇的浓度为0.2～0.3％(v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.001～0.002％(v/v)，其余为水；(2)当开始抽穗至抽穗后5天在10:00～14:00时段内遇到平均温度≥35℃的高温，按每公顷每次喷施该促进剂溶液300L，在高温发生当天的08:00～09:00时或13:00～14:00时对冠层进行喷施；如在开始抽穗至抽穗后5天多次出现在10:00～14:00时段内平均温度≥35℃的高温日，则在第2个高温日的08:00～09:00或13:00～14:00，重复喷施该促进剂溶液1次。作为优选，所述柠檬酸的浓度为0.15g/L,乙醇的浓度为0.25％(v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.0015％(v/v)，其余为水。与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：按上述方法配制的水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂，可以促进水稻颖内器官呼吸，提高颖内CO2浓度，增强桨片细胞中淀粉酶活性和维管束细胞活性，促使桨片细胞中淀粉水解和桨片外溶质进入桨片细胞，促进桨片细胞吸收膨大，进而促进开颖、提高授粉后的结实率和产量。即使在正常温度条件下，喷施该开颖促进剂也有较好的提高结实率和种子产量的效果，而且用量和成本小。按照目前的零售价格，喷施水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂，1公顷水稻光温敏核不育系每次仅花费人民币160.34元，其中柠檬酸0.74元，乙醇16.50元，茉莉酸甲酯143.10元，成本较低。具体实施方式(一)材料准备1、柠檬酸(Citric acid)，分子式：C6H8O7·H2O，分子量，210.14，等级：化学纯，每瓶500g。按每公顷用量30～60g，或每667m2用量2～4g计算总用量。2、乙醇(ethanol)，化学式：C2H5OH，分子量，46.07，等级：分析纯，无水乙醇，每瓶500mL。按每公顷用量600～900mL，或每667m2用量40～60mL计算总用量。3、茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonate),分子式：C13H20O3，分子量，224.30，纯度：95％，每瓶5mL。按每公顷用量3.0～6.0mL，或每667m2用量0.2～0.4mL计算总用量。柠檬酸和乙醇在一般化学试剂商店均有出售，茉莉酸甲酯由上海伊卡生物技术有限公司、南京美博生物科技有限公司、北京华威锐科化工有限公司、山东西亚化学工业有限公司等销售。4、农用喷雾器等准备。(二)水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂溶液配制1、低浓度 柠檬酸的浓度为0.1g/L，乙醇的浓度为0.2％(v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.001％(v/v)。(1)按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂，其特征在于，由柠檬酸、乙醇、茉莉酸甲酯和水组成，柠檬酸的浓度为0.1～0.2 g/L，乙醇的浓度为0.2～0.3% (v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.001～0.002% (v/v)，其余为水。

【技术特征摘要】
1.一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂，其特征在于，由柠檬酸、乙醇、茉莉酸甲酯和水组成，柠檬酸的浓度为0.1～0.2 g/L，乙醇的浓度为0.2～0.3% (v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.001～0.002% (v/v)，其余为水。2.根据权利要求1所述的水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂，其特征在于：柠檬酸的浓度为0.15 g/L, 乙醇的浓度为0.25% (v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.0015% (v/v)，其余为水。3.一种水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂的配制方法，其特征在于：将柠檬酸、乙醇、茉莉酸甲酯和水配制成溶液，柠檬酸的浓度为0.1～0.2 g/L，乙醇的浓度为0.2～0.3% (v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.001～0.002% (v/v)，其余为水。4.根据权利要求3所述的水稻光温敏核不育系在高温胁迫下开颖的促进剂的配制方法，其特征在于：所述柠檬酸的浓度为0.15 g/L, 乙醇的浓度为0.25% (v/v)，茉莉酸甲酯的浓度为0.0015...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建昌，陈静，王志琴，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32