一种离体稻穗的室内插花式杂交育种方法
【专利摘要】本发明公开了一种离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，首先离体穗子的取样；其次离体穗子的人工扦插，插入准备好的广口瓶或三角瓶中，并放置于生长箱中培养；再次离体穗子的人工去雄，把正在培养的穗子从生长箱取出，选择正在抽穗的穗子进行人工去雄操作，人工去雄后的穗子放回生长箱培养；然后离体穗子的人工授粉；最后离体穗子的培养，生长箱每3天更换一次扦插穗子的广口瓶或三角瓶中的自来水，30天～45天后收获杂交种子。本发明可以不受自然条件下水稻颖花开花时间与实验空间的限制，利用离体穗子的室内插花式培养所需空间小，移动与操作方便的优点，在实验室就可以全天进行水稻人工授粉配制杂交组合，为培育水稻新品种提供技术手段。
【专利说明】
_种禹体稻穗的室内插花式杂交育种方法
技术领域
[0001] 本发明属于水稻杂交技术领域，尤其涉及一种离体稻穗的室内插花式杂交育种方 法。
【背景技术】
[0002] 水稻是我国主要的粮食作物之一，水稻种植面积约占我国粮食作物总面积的 30 %，总产量却占粮食总产的40 %。中国是水稻生产和消费大国，50 %以上人口以稻米为主 食。据预测，到2030年我国人口将达16亿，届时即使耕地面积不减少，粮食作物综合生产能 力仍需提高55%才能基本满足吃饭之需。在新增粮食产量中，水稻将占40%以上。在人增地 减的国情下，培育超高产杂交水稻或水稻品种，是确保我国粮食安全最为主要的措施之一。 在杂交水稻生产过程中，制种是其重要组成部分，人工辅助授粉是保证制种成功的关键因 素之一，备受农业科技工作者的重视。20世纪60年代，我国的水稻育种者选育成功水稻雄株 不育系(不育系），并与恢复系和保持系配套，率先在世界上育成杂交水稻。杂交制种由不育 系(母本)与恢复系(父本)杂交而成。不育系为雄性败育，自身不能正常结实，只有使母本柱 头接纳父本花粉，才能获得杂交种子。杂交制种属于异花授粉，一期父本所提供的高密度花 粉充分、均匀的落在母本柱头上，确保每个雌蕊柱头上不少于3粒花粉，才能获得满意的种 子结实率，从而提高制种的质量和产量。水稻授粉是一项技术要求强、精度要求高、时间要 求紧的作业，受气候环境影响明显。为保证水稻制种的效果，必须采用人工授粉的方式，利 用授粉工具撞击父本使其花粉飞落在不育系柱头上，从而实现受精结实。自然条件下水稻 颖花的开花时间比较短，一般为每天的10: 〇〇-12:00，只有1.5~2. Oh的开花时间，且花粉 寿命很短，仅为4~5min，要提高水稻花粉的利用率和母本的结实率，必须适时授粉。水稻开 花季节一般在6-9月，高温高湿，大田作业劳动强度大。如果能人为控制自然条件下开花期 稻穗小花的开颖时间，并把水稻的穗子像花丼一样切花扦插式室内培养，贝 1J可以自由安排 水稻杂交的时间，大大提高水稻杂交的人工授粉工作效率，降低劳动强度，并可以自由控制 生长箱的生态小环境，在最合适的条件下进行水稻人工杂交与培养，配制出更多的杂交组 合。水稻人工授粉是一项技术要求强、精度要求高、时间要求紧的作业，受气候环境影响明 显。为保证水稻制种的效果，必须采用人工授粉的方式，利用授粉工具撞击父本使其花粉飞 落在不育系柱头上，从而实现受精结实。
[0003] 现有杂交水稻小制种一般在在自然条件下进行杂交，大田环境气候不能控制；若 把水稻植株移植到实验室中，整丛带根水稻植株体积与重量大，需要较大空间的生长箱。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，旨在解决在自 然条件下进行杂交时现有杂交水稻小制种操作的诸多限制，大田环境气候不能控制;若把 水稻植株移植到实验室中，整丛带根水稻植株体积与重量大，需要较大空间生长箱的问题。
[0005] 本发明是这样实现的，一种离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，所述离体稻穗 的室内插花式杂交育种方法包括以下步骤：
[0006] 首先离体穗子（用作母本）的取样，在大田选择尚未抽穗的健康穗子，从植株基部 剪取整个茎，把离体的茎放入塑料袋中保湿，离体穗子的获得可以全天进行；
[0007] 其次离体穗子的人工扦插，插入准备好的广口瓶或三角瓶中，每个瓶中扦插5~10 个离体穗子，并放置于生长箱中培养；
[0008] 再次离体穗子的人工去雄，把正在培养的穗子从生长箱取出，选择正在抽穗(或即 将抽穗)的穗子进行人工去雄操作，人工去雄后的穗子放回生长箱培养；
[0009] 然后离体穗子的人工授粉；
[0010] 最后离体穗子的培养，每3天更换一次广口瓶或三角瓶中的自来水，一般情况下30 天~45天(根据生育期的长短进行调整)后收获杂交种子。
[0011] 进一步，所述离体穗子的获得时间是上午5:00~8:00(南方稻区）。
[0012] 进一步，所述人工扦插具体包括选用1000 ml棕色广口瓶或1000 ml棕色广口三角 瓶，灌入350ml~400ml含50ppm多效唑的自来水后备用;把从大田剪取的穗子平放在实验桌 上，从穗向基部3片叶的底部剪断，剪下的穗子上留有3张叶片及3个茎节，插入准备好的广 口瓶或三角瓶中。
[0013] 进一步，所述人工去雄包括:水稻小花的花药位于颖壳的上部三分之一位置，用小 剪刀剪去颖壳上部三分之一即可完成人工去雄操作，剩余的三分之二是完整的雌蕊器官， 可用于人工授粉配制杂交组合。
[0014] 进一步，所述人工授粉先用杂交专用纸袋将穗子套住，将纸袋的下端用回形针固 定在穗茎上;取正在开花的穗子(父本或花粉供体），插入上述的杂交专用纸袋中，并用手指 快速旋转正在开花的父本穗子，使花粉飞落在母本的柱头上，旋转4~5次后将杂交专用纸 袋的上端折叠并用回形针固定。
[0015] 进一步，所述生长箱的温度设置在25°C~30°C，相对湿度控制在70%~85%，光照 强度在800~100(^111〇1111- 28-1，照光时间为8:00~17:00。
[0016] 本发明提供的离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，可以不受自然条件下水稻颖 花开花时间与实验空间的限制，利用离体穗子的室内插花式培养所需空间小，移动与操作 方便，在实验室就可以全天进行水稻人工授粉配制杂交组合，为培育水稻新品种提供技术 手段。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明实施例提供的离体稻穗的室内插花式杂交育种方法流程图。
【具体实施方式】
[0018] 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。
[0019] 下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0020] 如图1所示，本发明实施例的离体稻穗的室内插花式杂交育种方法包括以下步骤：
[0021] S101:离体穗子(母本)的取样，在大田选择尚未抽穗(穗苞已裂开，即将抽穗)的健 康穗子，从植株基部(根部)剪取整个茎，迅速把离体的茎放入塑料袋中保湿以防止水分的 蒸发，离体穗子的获得可以全天进行，最佳时间是早上太阳升起之前(5:00~8:00,南方稻 区）；
[0022] S102:离体穗子(母本）的人工扦插，选用1000 ml棕色广口瓶或1000 ml棕色广口三 角瓶，灌入350ml~400ml含50ppm多效唑的自来水后备用;把从大田剪取的穗子(带穗的整 个茎)平放在实验桌上，从穗向基部3片叶的底部剪断(剪下的穗子上留有3张叶片及3个茎 节），迅速插入准备好的广口瓶或三角瓶中，每个瓶中可扦插5~10个离体穗子，并放置于生 长箱中培养；
[0023] S103:离体穗子(母本)的人工去雄。把正在培养的穗子从生长箱取出，选择正在抽 穗(或即将抽穗）的穗子进行人工去雄操作：水稻小花的花药位于颖壳的上部三分之一位 置，用小剪刀剪去颖壳上部三分之一即可完成人工去雄操作，剩余的三分之二是完整的雌 蕊器官，可用于人工授粉配制杂交组合，如果离体穗子(母本)是不育系，与上述人工去雄操 作相同，人工去雄后的穗子放回生长箱培养；
[0024] S104:离体穗子(母本）的人工授粉。先用杂交专用纸袋(也可用两头通的长信封） 将母本套住，将纸袋的下端用回形针固定在穗茎上；用正在开花的穗子(父本，花粉供体）， 插入上述母本的杂交专用纸袋中，并用手指快速旋转父本穗子，使其花粉飞落在母本的柱 头上，旋转4~5次后将杂交专用纸袋的上端折叠并用回形针固定，从而完成人工授粉配置 杂交组合的过程；
[0025] S105:离体穗子(母本)的培养，生长箱的温度设置在25°C~30°C，相对湿度控制在 70%~85%，光照强度在800~1000 ymol m-2s-1，照光时间为8:00~17:00;每3天更换一次 广口瓶或三角瓶中的自来水（自来水中含50ppm多效唑），一般情况下30~45天(根据生育期 的长短进行调整)后可以收获杂交种子。
[0026] 下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
[0027] 表1应用本发明技术获得的杂交组合的结实率％
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，其特征在于，所述离体稻穗的室内插花 式杂交育种方法包括以下步骤： 首先离体穗子的取样，在大田选择尚未抽穗的健康穗子，健康穗子作为母本，从植株基 部剪取整个茎，把离体的茎放入塑料袋中保湿，离体穗子的获得全天进行； 其次离体穗子的人工扦插，插入准备好的广口瓶或三角瓶中，每个瓶中扦插5~10个离 体穗子，并放置于生长箱中培养； 再次离体穗子的人工去雄，把正在培养的穗子从生长箱取出，选择正在抽穗的穗子进 行人工去雄操作，人工去雄后的穗子放回生长箱培养； 然后离体穗子的人工授粉； 最后离体穗子的培养，每3天更换一次广口瓶或三角瓶中的自来水，30天~45天后收获 杂交种子。2. 如权利要求1所述的离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，其特征在于，所述离体穗 子的获得时间是上午5:00~8:00。3. 如权利要求1所述的离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，其特征在于，所述人工扦 插具体包括选用l〇〇〇ml棕色广口瓶或1000ml棕色广口三角瓶，灌入350ml~400ml含50ppm 多效唑的自来水后备用;把从大田剪取的穗子平放在实验桌上，从穗向基部3片叶的底部剪 断，剪下的穗子上留有3张叶片及3个茎节，插入准备好的广口瓶或三角瓶中。4. 如权利要求1所述的离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，其特征在于，所述人工去 雄包括:水稻小花的花药位于颖壳的上部三分之一位置，用小剪刀剪去颖壳上部三分之一 即完成人工去雄操作，剩余的三分之二小花是完整的雌蕊器官，可用于人工授粉配制杂交 组合。5. 如权利要求1所述的离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，其特征在于，所述人工授 粉先用杂交专用纸袋将穗子套住，将纸袋的下端用回形针固定在穗茎上；用正在开花的穗 子，穗子为父本或花粉供体，插入穗子的杂交专用纸袋中，并用手指快速旋转正在开花的穗 子，使花粉飞落在穗子的柱头上，旋转4~5次后将杂交专用纸袋的上端折叠并用回形针固 定。6. 如权利要求1所述的离体稻穗的室内插花式杂交育种方法，其特征在于，所述生长箱 的温度设置在25°C~30°C，相对湿度控制在70%~85%，光照强度在800~ΙΟΟΟμ mol nf2s 一 S照光时间为8:00~17:00。
【文档编号】A01G31/00GK105961189SQ201610389326
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】陶龙兴, 符冠富, 陈婷婷, 奉保华, 杨永杰, 张彩霞, 杨雪芹, 赵霞
【申请人】中国水稻研究所