海涂多年生薏苡与水稻正反远缘杂交方法与流程

本发明涉及一种薏苡与水稻远缘杂交方法。

背景技术

薏苡(coixlacroyma-jobi)俗称“药玉米”、“回回米”、“薏珠子”、江苏省南通地区称之为“菩提珠”、“六谷米”。原产中国，是古老的作物之一，现全国各地均有栽培。主产湖南、河北、江苏、福建等省。在江苏省南通地区，历史上记载都为零星种植。

薏苡为禾本科(gramineae)一年生或多年生草本植物，薏苡染色体数2n＝20。根系强大，宿根性。秆直立粗壮，有分枝。薏苡是营养价值较高的粮食作物和药用植物，是我国传统的药食皆宜的粮食作物之一。种子剥去壳后的薏米称薏苡仁，集粮、药、饲多种用途。薏苡的麸皮营养价值很高，可作为产蛋鸡的精饲料；薏苡的籽壳、秸秆是牛羊的上等粗饲料。薏苡亩产300～500kg，薏苡适应性强,易种易管,投入少,当年见效。

薏苡,株高100～150厘米，直立，有分蘖。叶互生，线状披针形，中脉粗厚。花单性，雌雄同株，总状花序多数，成束的由叶腋间抽出；雄小穗位于花序上部，伸出总苞外面；雌小穗位于花序基部，包藏于骨质念珠状的总苞之中。颖果圆形或卵圆形。种仁近圆形，乳白色。中国栽培的薏苡有黑壳、白壳、高秆、矮秆等类型，其中以壳薄、仁大、糯性强者为优。

薏苡,喜温暖湿润气候，属湿生性植物。生育期中需水量较大，怕干旱，忌高温闷热，也不耐寒。各类土壤均可种植，而以疏松肥沃的砂质壤土为宜。可用种子直播,也可育苗移栽。一般在4月中下旬播种，条播行距45～50厘米；穴播行株距30～45×20厘米,每亩播种量6～8千克。自出苗至灌浆期间水分供应需充足,保持田间湿润，有利于生长发育。开花期根外追施磷肥，可促进开花结果，使子粒饱满，提高产量。主要病虫害有黑穗病、白粉病、叶枯病、玉米螟、粘虫等。9～10月果实成熟时采收，晒干脱粒，脱壳去皮，即为苡仁。

薏米，又称薏仁、苡仁、苡米、薏仁米、薏苡米、药玉米等。

薏仁米是我国古老的粮药兼用作物，味甘、淡，性微寒。有健脾利湿、清热排脓功能。用于脾虚泄泻水肿脚气、白带、湿、关节疼痛、肠痈、肺痿等症。

尚用于胃癌、子宫颈癌、绒毛膜上皮癌等癌症以及多发性疣。

薏苡种仁是我国传统的食品资源之一，可做成粥、饭、各种面食供人们食用。尤对老弱病者更为适宜。

薏米，含糖类、脂肪、蛋白质及多种氨基酸，为深受欢迎的保健食品。另含薏苡仁酯、薏苡素，经试验证明对癌细胞有抑制作用。苡仁作中药功能健脾、补肺、利湿、清热,主治泄泻、湿痹、筋脉拘挛、水肿、淋浊、白带等症。根作中药有清热、利湿、健脾、杀虫的功效,可治黄疸、水肿、淋病、带下、虫积腹痛等。

经过科学的成分分析比较，薏仁所含的蛋白质为禾科植物种子中最高，并且其碳水化合物、矿物质、维生素b1、b2、e等亦均有普通白米的数倍之多，所以能够有效地促进新陈代谢、治疗维生素、矿物质不足所引起的疾病，以及提供生命活动所需的能量。

每100克薏米中含有:

1、蛋白质18.7克(大米是7-8克，小米是8-9克)；

2、脂肪5.4克；

3、碳水化合物65克；

4、钙72毫克；

5、磷242毫克；

6、铁1毫克；

7、维生素b10.41毫克；

8、维生素b20.10毫克；

9、维生素c2.3毫克。

2007年4月，在江苏省启东市兴垦镇黄海滩第一道海堤内，新开垦盐碱地20亩，开展了水稻耐盐栽培适应性试验。在海堤内平台盐碱地土壤含盐量7.83-14.43‰，ph7.55-8.20，灌溉水含盐量6.5-10.37‰，ph7.47-8.10情况下，亩产稻谷248㎏。2008-2009年继续进行水稻耐盐筛选，选育出了亩产稻谷400-500㎏耐盐水稻新品系6个。

2007年4月，同时利用江苏省启东市兴垦镇黄海滩第一道海堤岸坡，将筛选后实收228粒耐盐薏苡种子点穴播种在海堤岸坡，同时开展了薏苡耐盐栽培适应性试验。在海堤内平台盐碱地土壤含盐量4.8-6.4‰，ph7.1-8.0情况下，进行耐盐薏苡种子的繁种。2008-2010年在启东市兴垦海堤岸坡扩种并进行了筛选，2010年筛选培植的4年生薏苡(2007-2010)植株生长茂盛，薏苡籽粒饱满，亩产带壳薏苡380kg，秸秆1250kg。

水稻属禾本科稻属栽培种，染色体数2n＝24。水稻品种资源丰富，种子饱满产量高，水稻是主要粮食作物之一，全世界约有二分之一的人口以稻米为主食。稻草又能用作牛羊饲料，稻谷含有7-8％的粗蛋白质，无氮浸出物含量居各种谷物之首，有效能值也最高，是一种良好的能量饲料。水稻为改良薏苡提供了优良的种质资源，薏苡与水稻远缘杂交可以导入父本植物的有利基因，出现近缘杂交不可比拟的多样性和新类型，扩大水稻的遗传基础。

远缘杂交作为一种育种手段，能引入不同种、属的有用基因，为改进现有品种提供了一条重要途径。如何提高薏苡与水稻远缘杂交的结实率、出苗率，杂交方法的创新是关键，加快创制耐盐作物新种质，解决盐碱地治理中急需解决的耐盐作物品种问题意义重大，具有广阔的应用前景。

远缘杂交方法是生物进化、创造变异的重要因素之一，是形成新物种和新类型的重要途径。拓宽资源利用范围，转移远缘物种有利性状基因，创新水稻种质十分必要(袁隆平，2006)。

远缘杂交作为一种手段，目前主要用于引进不同种属的有用基因，从而改良现有的品种(袁隆平，2002)。

远缘杂交对于创造水稻新种质、新品种都具有十分重要的作用，对于日益单调的遗传背景的栽培稻而言，远缘有利基因的利用在今后的水稻育种，特别是在超级稻的育种中成为发展的必然趋势。从发展的角度而言，水稻远缘杂种优势利用将代表水稻育种的一个极其重要的研究方向(邓华凤，2008)。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种简便、效果好的海涂多年生薏苡与水稻正反远缘杂交方法。

本发明的技术解决方案是：

一种海涂多年生薏苡与水稻正反远缘杂交方法，其特征是：包括：正交：水稻♀×薏苡♂、反交：薏苡♀×水稻♂；其中正交采用下列二种方法之一：

(一)水稻♀采用温汤杀雄剪颖授粉法

杂交前一天下午，选择水稻母本穗部露出叶鞘2/3-3/4，即刚进入盛花期的水稻母本植株连根带土挖入塑料盆中，运回实验场或实验室内，盆中浇水；拍照、测定、登记；第二天早上7：00-7：30整株；

水稻母本分类整株：

(1)已开颖花自交的穗子保留；挂牌编号登记，不进行温汤浸穗，成熟时收种子；

(2)剪去植株下部的幼嫩小穗；

(3)留下适宜做杂交的稻穗；

用铁架，将准备杀雄的水稻植株根部套上塑料袋，倒挂在铁架上，下面放一盛满温水的塑料桶，将水温调至并控制在42℃，把稻穗浸入温水中处理10分钟；取出植株放入塑料盆中，经过20分钟稻穗陆续开颖，20分钟以后，开花结束；此时剪除未开的颖花，已开颖的花药也要去除，剪去颖壳上部约1/3，以提高柱头外露率和结实率；杀雄剪颖后套袋；

授粉：将去雄套袋后的水稻母本植株移到薏苡父本旁边，向薏苡植株倾斜，将正在开花并触之有花粉散出的薏苡父本雄蕊，靠近稻穗顶端，抖落花粉；一个杂交组合稻穗当天、第二天上午各授粉一次，封套袋口顶端并挂牌写上杂交组合和日期；

杂交植株处理：授粉完毕后，将水稻母本植株移栽试验田；20-25天后，种子成熟时及时收获杂交种子，防止霉变；

(二)水稻♀热气杀雄吸花授粉法

杂交前一天下午，选择水稻母本穗部露出叶鞘2/3-3/4，即刚进入盛花期的水稻母本植株连根带土挖入塑料盆中，运回实验场或实验室内，盆中浇水；拍照、测定、登记；第二天早上7：00-7：30整株；

水稻母本分类整株：

(1)已开颖花自交的穗子保留；挂牌编号登记，不进行温汤浸穗，成熟时收种子；

(2)剪去植株下部的幼嫩小穗；

(3)留下适宜做杂交的稻穗；

水稻母本热气杀雄法：采用下列二种方法结合起来，目的是产生45℃热气，可得到同样杀雄效果，而且利用了热水，同时进行，节省时间；

(1)开水炉烧热水热气杀雄法

①用煮沸10㎏水的不锈钢开水炉一个，放入自来水，点火烧水产生热气；

②用2.5㎝直径，4-5m长的透明厚塑料管一头套在开水炉的壶嘴上；另一头插入40㎝直径，60㎝高度的透明厚塑料袋内；

③将5-6株水稻母本直立放在一起，用40㎝直径，60㎝高度的透明厚塑料袋把适宜做杂交的稻穗茎秆套住，插入4-5m长的透明厚塑料管，同时插入温度计，通45℃热气，经5分钟，移去塑料袋，经过20分钟稻穗就陆续开颖，30分钟开花结束，立即用吸粉器逐穗吸尽已开的花药；然后剪去所有未开的颖花，套袋隔离，等待授粉；

(2)广口瓶热气杀雄法

用预先准备好的铁架，一排用网袋可倒挂五个广口空瓶，即可同时将五盆水稻母本杀雄，每个广口瓶能装2㎏的热水，瓶放入透明厚塑料保温袋内；广口瓶内先灌上开水炉烧的60-62℃的温水，杀雄时将水倒掉，透明塑料保温袋袋口处插入温度计，测试这时广口瓶内温度在45℃，可保持7-9分钟，倒挂广口空瓶套到去雄的稻穗上，把透明塑料保温袋袋口连同稻穗茎秆、温度计、广口空瓶口扎口堵住；经5分钟，移去广口空瓶，经过20分钟稻穗就陆续开颖，30分钟开花结束，立即用吸粉器逐穗吸尽已开的花药；然后剪去所有未开的颖花，套袋隔离，等待授粉；

授粉：将去雄套袋后的水稻母本植株移到薏苡父本旁边，向薏苡植株倾斜，将正在开花并触之有花粉散出的薏苡父本雄蕊，靠近稻穗顶端，抖落花粉；一个杂交组合稻穗当天、第二天上午各授粉一次，封套袋口顶端并挂牌写上杂交组合和日期；

杂交植株处理：授粉完毕后，将水稻母本植株移栽试验田；20-25天后，种子成熟时及时收获杂交种子，防止霉变；

反交采用以下方法：

(1)选穗：第一天下午，选择生长旺盛、秆多、秆粗的薏苡植株的分蘖株，见由叶腋间刚冒出顶端的新鲜、嫩绿的薏珠时，就是备选杂交珠；

(2)整穗：用剪刀将上部已开花的小穗全部去掉，再把下部的枝梗、包在穗叶鞘内的所有嫩粒籽剪掉，留下叶腋间刚冒出顶端的新鲜、嫩绿的2粒薏珠即是准备杂交授粉珠；

③套袋：修剪后的穗部立即套袋，袋上写套袋时间；

薏苡♀连续去雄授粉：

套袋后第一天，早上7：00-8：30检查，套袋内一旦发现雄蕊，立即剪除雄蕊；一发现雌蕊花柱出现，立即授粉，并用黑色记号笔在每粒薏珠上写编号，同时挂牌，写上父本水稻品种，写上第一次杂交时间；从第一天、第一次杂交授粉后，以后每天重复第一天步骤，一直用第一次杂交组合水稻品种授粉；直到发现套袋内雌蕊花柱已干枯，雄蕊不再出现，即不再授粉和检查，该穗组合杂交结束；封套袋口顶端并挂牌写上杂交最后一次日期；每次检查套袋，必须先去雄，后授粉。

薏苡采用海涂多年生薏苡；水稻采用水稻采用盐稻9号、南粳44或日本晴。

本发明方法简便，选育出了新的品种。

为了发掘利用海涂多年生薏苡高蛋白、水稻高产种质资源，发明人开展了水稻♀×薏苡♂远缘杂交正交试验。

薏苡花单性，雌雄同株并包藏于骨质念珠状的总苞之内。雄小穗排列在由总苞中抽出的细弱而延续的总状花序轴上，伸出总苞外面；雌小穗位于花序基部，包藏于骨质念珠状的总苞之内。雌性又先熟，雌蕊又外露，杂交难度大，所以对薏苡♀×水稻♂(反交)试验一直未能进行，先进行了水稻♀×薏苡♂(正交)试验。由于薏苡花粉在田间仅有5、6分钟便失去活力，因此授粉工作必须迅速进行。而且用薏苡父本花粉对水稻母本只授粉一次，杂交穗结实率6.2-9.3％，在杂交方法上也缺少深入研究。水稻♀×薏苡♂，必须对水稻母本进行杀雄，已有的水稻杀雄方法各有优缺点：剪颖去雄法工作量很大，对颖花的损伤较大，降低结实率；温汤去雄法结实率较高，技术要求也较高，做到既把雄蕊全部杀死，又不对雌蕊造成损伤；真空泵杀雄法速度快，但需要配套设备，成本高，操作技术要求高；套黑纸袋去雄法方便，但套袋时间不易掌握。

远缘杂交作为一种育种手段，能引入不同种、属的有用基因，为改进现有品种提供了一条重要途径。①现阶段人口不断增长；②现阶段对粮食总需求量不断增加；③耕地面积日趋减少；④淡水资源严重不足的情况下，通过水稻优良经济性状和薏苡耐盐、高蛋白基因种质资源发掘与创新研究，可以培育耐盐粮饲兼用作物新品种。如何提高薏苡与水稻远缘杂交的结实率、出苗率，杂交方法的创新是关键。加快创制耐盐作物新种质，解决盐碱地治理中急需解决的耐盐作物品种问题意义重大，具有广阔的应用前景。

后来发明人陈家乐提出来：薏苡与水稻远缘杂交，在选择杂交方式、亲本方面：在远缘杂交时，正反交则更易出现结合率不同的情况，正反杂交的结果是不同的，因此主张正交、反交都要做，都要实践才能得出真正的结果。为此，开展了海涂多年生薏苡与水稻正反远缘杂交方法研究，探索正反远缘杂交创新方法。

海涂多年生薏苡与水稻远缘杂交的目的：主要是利用海涂薏苡食药兼用、苡米蛋白质含量高、植株粗壮、产草量高等基因资源；利用水稻优质、高产等基因资源，通过有性杂交育种、常规育种等技术，选育出耐盐碱、富蛋白质、粮药饲兼用的特种稻；选育出适合海涂生长的优质高产粮饲药兼用的耐盐薏苡新品系。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是薏苡单株结实期照片。

图2是水稻7k339母本照片。

图3是薏苡♀×水稻♂杂交单株结实期照片。

图4是水稻♀×薏苡♂杂交的植株照片。

图5是薏苡♀×水稻♂带壳薏苡果实照片。

图6是薏苡♂×水稻♀带壳薏苡籽粒照片。

图7是薏苡♀×水稻♂得到的去壳籽粒照片。

图8是薏苡♂×水稻♀得到的去壳籽粒照片。

具体实施方式

1.1试验地点：1、在江苏省南通市通州湾新区海涂盐碱滩地。杂交工作在海涂盐碱地试验场实施。

1.2试验材料

1.2.1海涂多年生薏苡

1.2.2水稻品种

1、7c13-盐稻9号；2、10c9-南粳44；3、日本晴；4、9h28；5、7k339。

水稻品种种植在江苏省南通市通州湾新区试验场。因薏苡7月上旬陆续开花，8-10月为开花旺盛期，为了花期相遇，适时杂交，从4月20日开始，12个水稻品种每隔15天播种一批，分4批播种。

1.2.3试验用仪器设备

(1)水稻♀杀雄设备

①升降式铁架、可装12㎏水的塑料桶、热水瓶(市有售)；

②升降式铁架、可装2㎏水的广口瓶及透明厚塑料保温袋(市有售)；

③可煮沸10㎏水的不锈钢开水炉一个(市有售)、40㎝直径，60㎝高度的透明厚塑料袋(市有售)、2.5㎝直径，4-5m长的透明厚塑料管；

④温度计、计时钟；试验用铅笔、水笔、测尺、记录表格、回形针、套袋纸、剪刀(整株剪、整穗剪、剪颖剪三种)、酒精棉球等必须清洁、干燥，放入试验专用箱内备用。

(2)吸粉器材：按功率试验二种(市有售)

①真空吸粉器，型号mc-dl200,重量1.3㎏，电源电压220v，

额定功率400w；②便携式多功能吸粉器，型号gd-03,重量0.5

㎏，电源电压220v，额定功率150w；

1.3试验方法

1.3.1父母亲本开花习性观察

观察薏苡与水稻出穗时间、穗出现后的开花习性，以确定杂交方法和去雄授粉方式与时间。

1.3.2正交一组水稻♀采用温汤杀雄剪颖授粉法

杂交前一天下午，选择水稻母本穗部露出叶鞘2/3-3/4，即刚进入盛花期的水稻母本植株连根带土挖入塑料盆中，运回实验场或实验室内，盆中浇水；拍照、测定、登记。第二天早上7：00-7：30整株。

水稻母本分类整株：

1、已开颖花(自交)的穗子保留。挂牌编号登记，不进行温汤浸穗，成熟时收种子。主要目的：

(1)分子检测时、考种时使用本株水稻亲本，与杂交种相比较，提高准确性和对比度；

(2)来年种植时保留本株水稻亲本种子作对照。

(3)保留水稻母本原株种质资源，保存后有据可查。

2、剪去植株下部的幼嫩小穗。

3、留下适宜做杂交的稻穗。

用升降铁架，将准备杀雄的水稻植株根部套上塑料袋，倒挂在铁架上，下面放一盛满温水的塑料桶，将水温调至并控制在42℃，把稻穗浸入温水中处理10分钟；取出植株放入塑料盆中，经过20分钟左右稻穗陆续开颖，约20分钟以后，开花结束；此时必须剪除未开的颖花，已开颖的花药也要去除，剪去颖壳上部约1/3，以提高柱头外露率和结实率；杀雄剪颖后套袋。此时正好8：30-11：30，父本薏苡穗上露水已干，雄蕊正在扬花。

授粉：由于薏苡花粉在田间仅有5、6分钟便失去活力，因此授粉工作必须迅速进行。将去雄套袋后的水稻母本植株快速移到薏苡父本旁边，向薏苡植株倾斜，轻巧地将正在开花并触之有花粉散出的薏苡父本雄蕊，靠近稻穗顶端，抖落花粉。一个杂交组合稻穗当天、第二天上午各授粉一次，封套袋口顶端并挂牌写上杂交组合和日期。

杂交植株处理：授粉完毕后，将水稻母本植株移栽试验田。20-25天后，种子成熟时及时收获杂交种子，防止霉变。

1.3.3正交二组水稻♀热气杀雄吸花授粉法

杂交前一天下午，选择水稻母本穗部露出叶鞘2/3-3/4，即刚进入盛花期的水稻母本植株连根带土挖入塑料盆中，运回实验场或实验室内，盆中浇水；拍照、测定、登记。第二天早上7：00-7：30整株。

水稻母本分类整株：

1、已开颖花(自交)的穗子保留。挂牌编号登记，不进行温汤浸穗，成熟时收种子。主要目的：

(1)分子检测时、考种时使用本株水稻亲本，与杂交种相比较，提高准确性和对比度；

(2)来年种植时保留本株水稻亲本种子作对照。

(3)保留水稻母本原株种质资源，保存后有据可查。

2、剪去植株下部的幼嫩小穗。

3、留下适宜做杂交的稻穗。

水稻母本热气杀雄法采用二种方法结合起来，目的是产生45℃热气，可得到同样杀雄效果，而且利用了热水，同时进行，节省时间。

(1)开水炉烧热水热气杀雄法

①用煮沸10㎏水的不锈钢开水炉一个，放入自来水，点火烧水产生热气；

②用2.5㎝直径，4-5m长的透明厚塑料管一头套在开水炉的壶嘴上；另一头插入40㎝直径，60㎝高度的透明厚塑料袋内；

③将5-6株水稻母本直立放在一起，用40㎝直径，60㎝高度的透明厚塑料袋把适宜做杂交的稻穗茎秆套住，插入4-5m长的透明厚塑料管，同时插入温度计，通45℃热气，经5分钟，移去塑料袋，经过20分钟左右稻穗就陆续开颖，约30分钟开花结束，立即用吸粉器迅速逐穗吸尽已开的花药；然后剪去所有未开的颖花，套袋隔离，等待授粉。

(2)广口瓶热气杀雄法

用预先准备好的升降式铁架，一排用网袋可倒挂五个广口空瓶，即可同时将五盆水稻母本杀雄，每个广口瓶能装2㎏的热水，瓶放入透明厚塑料保温袋内；广口瓶内先灌上开水炉烧的60-62℃的温水，杀雄时将水倒出，(透明塑料保温袋袋口处插入温度计，经测试这时广口瓶内温度正好45℃左右，可保持7-9分钟)，倒挂广口空瓶通过升降套到去雄的稻穗上，把透明塑料保温袋袋口连同稻穗茎秆、温度计、广口空瓶口扎口堵住；经5分钟，移去广口空瓶，经过20分钟左右稻穗就陆续开颖，约30分钟开花结束，立即用吸粉器迅速逐穗吸尽已开的花药；然后剪去所有未开的颖花，套袋隔离，等待授粉；

授粉：同正交一组。

杂交植株处理：同正交一组。

1.3.4薏苡作母本的选择与处理适用于反交：薏苡♀×水稻♂。

根据薏苡花性特点采取措施如下：

(1)选穗第一天下午，选择生长旺盛、秆多、秆粗的薏苡植株的分蘖株，见由叶腋间刚冒出顶端的新鲜、嫩绿的薏珠时，就是备选杂交珠；

(2)整穗用剪刀将上部已开花的小穗全部去掉，再把下部的枝梗、包在穗叶鞘内的所有嫩粒籽剪掉，留下叶腋间刚冒出顶端的新鲜、嫩绿的2粒薏珠即是准备杂交授粉珠；

③套袋：修剪后的穗部立即套袋，袋上写套袋时间。

1.3.5反交：薏苡♀×水稻♂——薏苡♀连续去雄授粉法

套袋后第一天，早上7：00-8：30，检查套袋内一发现雄蕊，立即剪除雄蕊；一发现雌蕊花柱出现，立即授粉，并用黑色细软记号笔在每粒薏珠上写编号，同时挂牌，写上父本水稻品种，写上第一次杂交时间。从第一天、第一次杂交授粉后，以后每天重复第一天步骤，一直用第一次杂交组合水稻品种授粉。直到发现套袋内雌蕊花柱已干枯，雄蕊不再出现，即不再授粉和检查。该穗组合杂交结束。封套袋口顶端并挂牌写上杂交最后一次日期。注意点：每次检查套袋，必须先去雄，后授粉。

1.3.6薏苡×水稻杂交种子播种出苗试验

正交：水稻♀×薏苡♂杂交种子常温保存；

反交：薏苡♀×水稻♂杂交种子常温保存。

杂交种籽2015年5月10播种在通州湾盐碱地，土壤含盐量4-6‰。

1.3.7薏苡×水稻杂交种的测定

(1)水稻♀×薏苡♂远缘杂交结实情况测定

测定内容：杂交穗数，结籽穗，无籽穗，结籽数，穗均结籽。

(2)薏苡×水稻杂交种子播种出苗情况测定

测定内容：播种数，出苗数，计算出苗率％。

(3)薏苡×水稻植株性状及米粗蛋白含量测定

测定内容：株高，单株均干重，分蘖数，籽形壳色，米粗蛋白(％干基)。

2结果与分析

2.1父母本开花习性观察结果

2.1.1薏苡的花性观察：

(1)薏珠出现，2-3天后柱头才露出来，若未授粉，柱头可生长3-4天；

(2)母性花柱先出珠穗，呈白色羽毛状，开花时露在外面。这样有利于异花授粉，给杂交创造了成功的机会；

(3)柱头出来后，2-3天之后才透出雄蕊，枯的柱头被挤到旁边；

(4)雄蕊开花在早上8：30-11：30时最多；

(5)花药在伸出时裂开，花药成熟时纵向开裂，花粉粒在一小时之内散出，花粉黄色；

(6)花丝很快伸长，1-3小时后枯萎。

2.1.2水稻的花性观察：

(1)稻穗抽出叶鞘后，颖花在当天或第2天开始开花，花丝同时伸长花药弹出并裂开散粉，花粉黄色；

(2)开花时间在正常的晴天，上午8：30-11：30时最多。

薏苡与水稻不同点：

(1)薏苡母性花柱先出穗，开花时露在外面；

(2)柱头出穗后，2-3天之后出现雄蕊。

薏苡与水稻相同点：

(1)薏苡若未授粉，柱头可生长3-4天；水稻雌蕊柱头在3-4天内尚能受粉受精；

(2)雄蕊开花均在早上8：30-11：30时最多。

由此可确定：(1)薏苡作母本授水稻雄蕊花粉可2-3天；(2)水稻作母本授薏苡雄蕊花粉可2-3天；(3)去雄在8：00之前，授粉在早上8：30-11：30。

2.2正交：水稻♀×薏苡♂

2.2.1正交一组水稻♀温汤杀雄剪颖授粉杂交法

水稻♀温汤杀雄剪颖授粉杂交法，用薏苡授粉二次，杂交38穗，结籽穗27穗，得杂交种子206粒，穗均结籽7.63粒。杂交结实情况见表1。

水稻♀温汤杀雄剪颖授粉杂交法存在的问题：温汤杀雄技术要求较高，必须控制适宜的温度和浸穗时间，做到既把雄蕊全部杀死，而又无碍于雌蕊。稍有疏忽，要么就是达不到杀雄效果，要么就是整个穗子全部烫枯；剪颖去雄工作量很大，需要花费大量的时间，影响杂交速度和组合数量。

2.2.2正交二组水稻♀热气去雄吸花授粉杂交法

正交二组结籽数874粒，收种时初检出杂交种稻粒明显象水稻母本，稻壳纯黄色与杂交种明显不同的假杂种46粒，占5.26％，在收贮时已去除，实际结籽数为828粒。正交二组同样用薏苡父本授粉二次，杂交穗数81穗，比正交一组杂交穗数多43穗，增加一倍，结籽穗提高19.07％，穗均结籽11.34粒，比正交一组穗均结籽7.63粒提高48.62％，杂交籽粒不霉变，而正交一组杂交种籽霉变率占5.82％。杂交结实情况见表1

水稻♀热气去雄吸花授粉杂交法杀雄方法简便，不但能杀死花粉，并有促进开花作用。30分钟内完全开花，可以区别将没有开花的颖花全部剪除，避免以后自交的和杂交的混淆；同时，用吸粉器逐穗吸尽已开的花药，防止杀雄不完全，出现自交现象。

二种吸粉器通过试验比较，吸粉去雄仪器以便携式多功能吸粉器，型号gd-03为轻便、灵活、适用。重量轻：0.5㎏，吸粉温和均匀，不损伤稻叶和颖花，功率：150w，价格便宜。

表1.水稻♀×薏苡♂远缘杂交结实情况

2.3反交：薏苡♀×水稻♂——薏苡♀连续去雄授粉杂交法

薏苡♀连续去雄授粉2-3天，杂交59珠穗，118粒薏珠，每珠穗2粒。精选得杂交种子：黑褐壳色种子26粒，黄褐壳色种子48粒，共74粒，杂交结籽率62.71％。

薏苡♀整株套袋后连续每天早上7：00-8：00，检查套袋雄蕊、雌蕊花柱出现情况。结果发现：(1)开始1-3天雌蕊花柱、雄蕊每天都会有新的出现；(2)套袋后第3-4天，发现套袋内雌蕊花柱已干枯，雄蕊因每天去雄而不再出现，即不再授粉和检查。薏苡作母本连续人工去雄授粉整个过程需3-4天完成。

2.4薏苡×水稻杂交种子播种出苗试验结果

正交组种籽常温干燥储藏出苗结果分析播种出苗试验结果见表4

正交二组比正交一组杂交组合数(穗数)增加一倍多，播种数增加4倍多，出苗数增加5.5倍，出苗率增加29.72％。

反交组播种数64粒，出苗数56株苗，出苗率87.50％

2.4.2正反交组种籽常温干燥储藏出苗结果分析

表2.薏苡×水稻杂交种子播种出苗情况

注：保存方式：种子收获晒干后每个杂交组合种子用防水硫酸纸袋包装封口，常温干燥储藏至2015年5月播种。

2.4.3薏苡×水稻正反杂交植株性状及米粗蛋白含量测定结果

表3.薏苡×水稻植株性状及米粗蛋白含量测定结果

薏苡×水稻植株性状及米粗蛋白含量测定结果比较

1、株高：

正交：水稻♀×薏苡♂。平均株高114.33cm，比水稻100.33cm高14.00cm，增高13.95％。

反交：薏苡♀×水稻♂。平均株高125.00cm，比水稻100.33cm高24.67cm，增高24.58％；比薏苡156cm，降低31.00cm，降低24.80％。

2、单株秸秆均干重

正交：水稻♀×薏苡♂。平均单株均干重45.00g，比水稻34.67g高10.33g，增重29.75％。

反交：薏苡♀×水稻♂。平均单株均干重56.67g，比水稻34.67g高22.00g，增高63.45％；比薏苡78g，降低21.33g，降低37.63％。

3、籽形壳色

正交：水稻♀×薏苡♂。杂交后稻谷籽形壳色由椭圆形黄色变成椭圆形有黑褐色斑。这是鉴别杂交种的最明显区别。

反交：薏苡♀×水稻♂。杂交后稻谷籽形壳色由圆形黑色变成圆形淡黑褐色。这是鉴别杂交种的最明显区别。

4、米粗蛋白含量

正交：水稻♀×薏苡♂。平均米粗蛋白含量11.77％，比水稻8.90％高2.87％，增高32.25％。

反交：薏苡♀×水稻♂。平均米粗蛋白含量13.27％，比水稻8.90％高4.37％，增高49.10％；比薏苡16.30％，低3.03％，降低22.83％。

实验表明：薏苡/水稻正反远缘杂交改变了杂交植株性状、籽粒形状壳色、米粗蛋白含量。薏苡/水稻正反远缘杂交是成功的。

3结论与讨论

3.1开花习性观察确定了薏苡与水稻远缘杂交方法、去雄、授粉次数和时间。

(1)薏苡的花雌性先出珠穗，其柱头在花粉囊裂开之前伸出，以接受早熟花的花粉，因此有利于接受异花授粉；

(2)薏苡若未授粉，柱头可生长3-4天；水稻雌蕊柱头在3-4天内尚能受粉受精。确定双方亲本可以连续授粉，至少可以连续授粉2-3次。

创新点：

(1)发现薏苡的开花习性有利于接受水稻雄粉的异花授粉，说明薏苡与水稻是可以进行远缘杂交的；

(2)薏苡与水稻雄蕊开花均在8：30-11：30时最多，确定去雄在8：00之前，授粉在8：30-11：30。

3.2水稻♀热气去雄吸花授粉杂交法适用于水稻♀×薏苡♂(正交)

水稻♀热气去雄吸花授粉杂交法(正交二组)与水稻♀温汤杀雄剪颖授粉杂交法(正交一组)相比，杂交组合数81个，比正交一组杂交组合数38多43个，增加了一倍多；结籽组合数提高19.07％；穗均结籽11.34粒，比正交一组7.63粒提高48.62％；杂交籽粒不霉变，而正交一组杂交种籽霉变率占5.82％；播种数增加3.27倍，出苗数增加4.54倍，出苗率提高21.14％；提高杂交速度3-4倍，大大缓解了杂交育种过程中劳动力的不足问题。

创新点：

(1)水稻母本授粉工作原大田操作改为实验场操作；原授粉一次改为连续授粉二次；

(2)用热气去雄和便携式吸粉器吸除花药结合起来，使水稻母本免去温汤杀雄和剪颖去雄过程；

(3)提高了水稻母本去雄的技术含量，不需要配套设备，降低了操作难度和成本，工作效益提高；

(4)杂交得到的种子是稻谷，而不是米粒，种子充实度好，因而大大提高了结实率和出苗率。

3.3薏苡♀连续去雄授粉杂交法适用于薏苡♀×水稻♂(反交)

创新点：

(1)薏苡母本原授粉去雄工作在海涂操作改为实验田操作；

(2)原授粉一次不去雄改为连续去雄、连续授粉。

(3)根据薏苡开花习性采取连续边去雄、边授粉，使薏苡母本免去专门去雄过程；

(4)提高了薏苡母本去雄、授粉的技术含量，降低了操作难度，因而大大提高了结实率、出苗率和工作效率。

3.4下一步研究计划

3.4.1做好海涂田间筛选与分子检测对创制的杂交新种质进行海涂盐碱地种植田间观察、杂交种的筛选，鉴别真假杂种、耐盐性状等农艺性状的记载分析、综合筛选；对筛选出的杂交种进行扩繁，对杂交种的稻米、薏米进行粗蛋白含量进一步测定、杂交种进行跟踪实验室分子检测验证。

3.4.2扩大远缘杂交创新方法的应用规模和范围在选择杂交方式、亲本方面：在远缘杂交时，正反交则更易出现结合率不同的情况，正反交的结果是不同的，因此主张正反交都做。今后进一步扩大正交：水稻♀×薏苡♂；反交：薏苡♀×水稻♂远缘杂交创新方法的应用规模和范围，加快创制更多新种质和培育耐盐粮药饲兼用作物新品种。

远缘杂交方法是生物进化、创造变异的重要因素之一，是形成新种和新类型的重要途径。本研究为发掘海涂多年生薏苡高蛋白和水稻高产种质资源提供了正反远缘杂交创新性的适用方法，加快了创制耐盐粮药饲兼用作物新品种进程，不但解决盐碱地改造中急需解决的耐盐作物品种问题，而且解决了草食动物精粗饲料问题，同时对于资源利用、农业增效、粮食安全、耕地战略等方面有着重要的科学意义和经济价值，具有广阔的应用前景。