一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法技术

本发明专利技术涉及一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法，所述方法为利用高粱穗较大且具有许多小花的特点，采用单穗双隔离授粉法将高粱穗分隔成两个相互隔离的部分，一部分进行人工辅助授粉，另一部分进行自交隔离，之后通过比对两部分的结实情况，判断高粱不育株系雌雄蕊是否发育正常，从而完成高粱雄性不育株系的鉴定。本发明专利技术的方法利用了同一株高粱的同一个穗，遗传背景相同，结果更加精准；且可缩短在一个“抽穗

【技术实现步骤摘要】
一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法


[0001]本专利技术涉及高粱育种
，尤其是一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法。

技术介绍

[0002]植物雄性不育系是指雄性生殖器官发育异常或退化，如花药中无花粉、花粉败育和花药不开裂等，但是雌性生殖器官发育正常，能够接受外来花粉而受精结实(冯小磊等，2012)。由于自花授粉不结实，只有依靠外来花粉才能受精结实，因此借助雄性不育材料，开展农作物杂交种选育，可以解决亲本去雄的难题，通过人工选配亲本组合，就能充分利用杂交优势，培育出杂交种。目前应用于生产实际的高粱雄性不育系主要是胞质雄性不育系(张福耀等，1996)，其主要特征是雄蕊发育不正常，不能提供花粉，但雌蕊发育正常，可以接受其他花粉而完成受精过程，简称高粱不育系。
[0003]现实中导致农作物不育性情况的发生，即通常所说的“花而不实”现象的产生，无外乎三种情况：1、雌雄蕊均发育不正常；2、雌蕊发育不正常，雄蕊发育正常；3、雌蕊发育正常，雄蕊发育不正常。事实上，只有第3种情况即雄性不育系才有利用价值(开展农作物杂交种选育)。因此当发现不育材料后，首先应对该不育材料的育性进行鉴定，即鉴定不育材料的雌雄蕊发育是否正常，也就是对上述三种情况进行鉴别排除，鉴别该不育材料是否为雄性不育。不育株只有被鉴定为雄性不育的情况下，再根据利用目的和选育目标，才能形成有利用价值的不育材料。
[0004]目前常用的鉴定农作物不育株(系)的方法主要包含以下几类：一是感官鉴定法(鄢锡勋，1983)，即用肉眼观测，发育正常的雄蕊一般花粉囊饱满，并能够及时开裂散出花粉，用手轻弹茎秆有花粉飞扬，而发育正常的雌蕊有羽毛状柱头，能够伸出颖外，但此方法十分依赖个人经验，准确性较差。二是仪器检测法，即在不育株抽穗后，利用电子显微镜等设备，通过染色法等观测花粉囊发育情况，该方法需要精密仪器及相关的实验室条件进行检测，且只能检测雄蕊是否发育正常，不能判别雌蕊发育是否正常。三是隔离鉴定法，首先鉴定雄蕊不育特性，利用套袋隔离，即在不育株穗刚完全抽出后进行套袋处理，采取的措施是将穗部套上纸袋，确保没有外来花粉对该穗授粉；或者是空间隔离，即将不育株远离其他植株进行隔离种植，不受外界作物花粉污染，观察其自然结实情况。隔离鉴定的实质是在没有外来花粉干扰的情况下，鉴定自花结实情况，如果没有结实，即证明为雌雄蕊至少有一个是发育不正常的，但该方法仍不能确定到底该植株是雌蕊还雄蕊发育不正常，或者是雌雄蕊均发育不正常。这种情况下必须借助下一代再进行一次雌、雄蕊是否发育正常的鉴定，即在植株穗部刚完全抽出后进行套袋处理，待雌蕊柱头张开后，选择其他植株正常花粉对其授粉，鉴定其结实情况，如果正常结实，证明该植株雌蕊发育正常，否则(不正常结实)鉴定雌蕊败育，不育株没有利用价值。第三种方法虽然可行，但是耗费时间很长，效率低，延长了发掘时间。且田间发现一株不育株，往往因自身不育无法完成后代正常繁殖而不能留存。
[0005]此外，在已公开的一些专利文献中，涉及大豆、芝麻等雄性不育系的鉴定方法，但这些方法都依赖于在已知的雄性不育系材料的前提下开发的分子标记。分子标记要求实验
设施条件高，操作技术性强，各种投入成本较高。基于现有技术的问题，一种快速、准确、易于操作且投入成本低的雄性不育株系的鉴定方法就显得十分重要。

技术实现思路

[0006](一)要解决的技术问题
[0007]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法，该方法结合高粱穗的特点，通过在田间进行的简易操作就能够快速且准确地鉴定高粱不育株系是否为雄性不育，缩短了高粱不育系的选育年限，且该方法易于操作，投入小，实用性强。
[0008](二)技术方案
[0009]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0010]本专利技术提供一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法，其方法为利用高粱穗较大且具有许多小花的特点，采用单穗双隔离授粉法将高粱穗分隔成两个相互隔离的部分，一部分进行人工辅助授粉，另一部分进行自交隔离，之后通过比对两部分的结实情况，判断高粱不育株系雌雄蕊是否发育正常，从而完成高粱雄性不育株系的鉴定。
[0011]根据本专利技术的较佳实施例，在单穗双隔离授粉法之前，先在高粱育种田间，通过肉眼观测找到是高粱不育株或已有不育株系的疑似植株，在不能确定其是否为雄性不育的情况下，将该植株作为待检材料采用单穗双隔离授粉法对其育性进行进一步鉴定。
[0012]根据本专利技术的较佳实施例，所述肉眼观测确定疑似植株的判断方法是：发育正常的高粱植株雄蕊一般花粉囊饱满，并能够及时开裂散出花粉，用手轻弹茎秆有花粉飞扬，而发育正常的雌蕊有羽毛状柱头，能够伸出颖外；疑似不育高粱植株花粉瘦小、干瘪、颜色浅、花粉量无或无正常花粉或者花药不开裂。
[0013]根据本专利技术的较佳实施例，所述单穗双隔离授粉法具体是通过在同一个高粱穗上进行套袋，通过套袋将高粱穗分隔成两个相互隔离的部分。
[0014]根据本专利技术的较佳实施例，所述袋包括子母袋；所述单穗双隔离授粉法的操作方法包括如下步骤：
[0015]步骤1：在疑似植株的穗部刚完全抽出时进行套袋，用子袋开口朝下的方式将穗部上部1/4
‑
1/2的穗套严，子袋开口束紧固定；
[0016]步骤2：之后用母袋将全部高粱穗包括子袋套严，母袋两端均为开口；下端开口束紧固定在茎秆上，上端开口暂时密封；
[0017]步骤3：选择一株和该疑似植株生育期相近的正常高粱，在正常高粱的穗刚抽出时进行套袋处理，并将袋开口束紧固定在茎秆上；
[0018]步骤4：当疑似植株的穗小花柱头张开时，取下正常高粱穗部的袋，打开疑似植株穗部的母袋上端开口，用正常高粱的穗部花粉对该疑似植株的母袋内高粱穗部小花进行授粉，授粉时保证子袋始终处于密封状态，以避免子袋内穗部小花受到外部花粉污染；授粉结束后，将疑似植株穗部的母袋上端开口再次密封；
[0019]步骤5：授粉结束20天后，打开所述子母袋，观察子母袋内高粱的结实情况，并根据结实情况进行判断：
[0020]若子袋内高粱未结实，证明其雄蕊、或雌蕊发育不正常，此时检测母袋内高粱是否
正常结实，若正常结实证明其雌蕊发育正常，为具有利用价值的高粱不育株；若检测母袋内高粱未结实，证明该高粱不育株雌蕊发育不正常，没有利用价值。
[0021]根据本专利技术的较佳实施例，所述方法中使用的袋为硫酸纸袋；步骤1中使用的子袋容积小于步骤2中的母袋，子袋仅设下端开口，母袋为两端开口；步骤3中使用母袋大小的硫酸纸袋对正常高粱的穗部进行套袋，仅设下端开口；在操作过程中，使用曲别针、细绳、皮筋、胶带或胶水将各袋的下端开口束紧固定；所述母袋的上端开口采用曲别针、细绳、胶带、橡筋圈、订书针或胶水进行密封。
[0022]根据本专利技术的较佳实施例，在所述方法的操作过程中，对疑似植株的穗部和正常高粱的穗部进行套袋时，在袋上用记号笔记录首次套袋日期；在步骤4中完成对疑似植株的母袋内的穗部小花本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法，其特征在于，所述方法为利用高粱穗较大且具有许多小花的特点，采用单穗双隔离授粉法将高粱穗分隔成两个相互隔离的部分，一部分进行人工辅助授粉，另一部分进行自交隔离，之后通过比对两部分的结实情况，判断高粱不育株系雌雄蕊是否发育正常，从而完成高粱雄性不育株系的鉴定。2.根据权利要求1所述的育性鉴定方法，其特征在于，在单穗双隔离授粉法之前，先在高粱育种田间，通过肉眼观测找到是高粱不育株或已有不育株系的疑似植株，在不能确定其是否为雄性不育的情况下，将该植株作为待检材料采用单穗双隔离授粉法对其育性进行进一步鉴定。3.根据权利要求2所述的育性鉴定方法，其特征在于，所述肉眼观测确定疑似植株的判断方法是：发育正常的高粱植株雄蕊一般花粉囊饱满，并能够及时开裂散出花粉，用手轻弹茎秆有花粉飞扬，而发育正常的雌蕊有羽毛状柱头，能够伸出颖外；疑似不育高粱植株花粉瘦小、干瘪、颜色浅、花粉量无或无正常花粉或者花药不开裂。4.根据权利要求2所述的育性鉴定方法，其特征在于，所述单穗双隔离授粉法具体是通过在同一个高粱穗上进行套袋，通过套袋将高粱穗分隔成两个相互隔离的部分。5.根据权利要求2所述的育性鉴定方法，其特征在于，所述单穗双隔离授粉法的操作方法包括如下步骤：步骤1：在疑似植株的穗部刚完全抽出时进行套袋，用子袋开口朝下的方式将穗部上部1/4
‑
1/2的穗套严，子袋开口束紧固定；步骤2：之后用母袋将全部高粱穗包括子袋套严，母袋两端均为开口；下端开口束紧固定在茎秆上，上端开口暂时密封；步骤3：选择一株和该疑似植株生育期相近的正常高粱，在正常高粱的穗刚抽出时进行套袋处理，并将袋开口束紧固定在茎秆上；步骤4：当疑似植株的穗小花柱头张开时，取下正常高粱穗部的袋，打开疑似植株穗部的母袋上端开口，用正常高粱的...

【专利技术属性】
技术研发人员：游永亮，李源，武瑞鑫，赵海明，刘贵波，
申请(专利权)人：河北省农林科学院旱作农业研究所，
类型：发明
国别省市：