本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可提高雜交水稻育種過(guò)程中測(cè)交效率的測(cè)交方法。
背景技術(shù)：
雜交水稻的研究成功是水稻育種上的一項(xiàng)重大突破，為大幅度提高水稻產(chǎn)量提供了有效的新途徑。雜交水稻產(chǎn)量的提高利用的是兩種不同水稻親本，即恢復(fù)系和不育系之間的雜種優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)這目標(biāo)的手段是測(cè)交(或稱為測(cè)配)，每年需做大量的測(cè)交從中篩選優(yōu)勢(shì)強(qiáng)的雜交組合，測(cè)交工作是整個(gè)雜交水稻育種進(jìn)程中工作量大、耗費(fèi)時(shí)間較多的一項(xiàng)關(guān)鍵性工作之一。
現(xiàn)有雜交水稻組合的測(cè)交有兩種主要手段，一是不育系剪穎測(cè)交法，二是不育系4mmol/l茉莉酸甲酯和0.01％吐溫溶液處理測(cè)交法。
1.不育系剪穎測(cè)交法的主要步驟為：
(1)不育系剪穎
待下午雜交水稻保持系以及恢復(fù)系開(kāi)花結(jié)束后，或第二天上午雜交水稻保持系以及恢復(fù)系開(kāi)花以前，選取始花或明后天將開(kāi)花且無(wú)病蟲(chóng)害的不育系稻穗，剪除部分劍葉，以利操作；剪除已開(kāi)花或過(guò)于幼嫩的穎花，然后剪去剩余穎花穎殼的1/2左右，以不傷柱頭為準(zhǔn)，套上雜交袋，袋上注明剪穎日期、母本(不育系)編號(hào)、父本(恢復(fù)系)編號(hào)等。
(2)授粉
中午父本穗盛花之前或少數(shù)穎殼開(kāi)始開(kāi)花，將事先選擇好的父本穗剪下，剪去已開(kāi)過(guò)花的穗子，將剩下的穗用水打濕，然后甩干放入套雜交袋的母穗上，將紙袋口封住。等半小時(shí)左右，等待時(shí)間因當(dāng)天氣溫和父本的開(kāi)花習(xí)性而定，父本穗大量開(kāi)花時(shí)抖動(dòng)父本穗，使花粉落在不育系的柱頭上達(dá)到授粉的目的。
不育系剪穎測(cè)交法的主要缺點(diǎn)是：
(1)剪穎測(cè)交工作量大，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，所需人工多，效率低。水稻盛花期每天要進(jìn)行大量的不育系剪穎測(cè)交工作，每一對(duì)測(cè)交材料就要對(duì)應(yīng)剪一到多個(gè)不育系稻穗、進(jìn)行一到多次的授粉工作。一個(gè)熟練工人一天的剪穎量最多能達(dá)到70個(gè)左右，由于還要考慮到授粉時(shí)間段的限制和工作量，每天能做的剪穎測(cè)交有限。由于同時(shí)還要兼顧其它科研工作，科研人員在選擇材料進(jìn)行測(cè)配時(shí)要考慮工作量和人工數(shù)的問(wèn)題，有很多苗頭材料就因?yàn)闆](méi)能及時(shí)進(jìn)行測(cè)交檢測(cè)而與科研人員失之交臂。
(2)由于在對(duì)不育系進(jìn)行剪穎時(shí)，有時(shí)會(huì)損傷不育系柱頭，導(dǎo)致授粉后結(jié)實(shí)率不高，或完全失敗，不能保證獲得足夠的f1種子。
(3)授粉時(shí)間受天氣限制。溫度高，天氣晴好，授粉效果好，但如果碰到不好的天氣，由于測(cè)交父本不開(kāi)花，所做的剪穎工作就白費(fèi)了。
(4)在不育系授粉結(jié)束，雜交袋封口后，其內(nèi)部構(gòu)成一個(gè)封閉環(huán)境。由于谷殼被剪去了大半，造成形成的種子米粒的大部分長(zhǎng)期暴露雜交袋內(nèi)的封閉環(huán)境中，遇到夏季高溫高濕的天氣容易發(fā)霉，受蟲(chóng)害，不易貯藏，降低發(fā)芽率，催芽復(fù)雜。
2.不育系4mmol/l茉莉酸甲酯、0.01％吐溫溶液處理測(cè)交法的主要步驟為：
(1)測(cè)交不育系的準(zhǔn)備及處理
與不育系剪穎測(cè)交法一樣，待下午雜交水稻保持系及恢復(fù)系開(kāi)花結(jié)束后，或第二天上午雜交水稻保持系及恢復(fù)系開(kāi)花以前，選取始花或明后天將開(kāi)花且無(wú)病蟲(chóng)害的不育系稻穗，剪除部分劍葉，剪除已開(kāi)花或過(guò)于幼嫩的穎花；將處理好的不育系稻穗輕抖一下使小穗分散，用裝有4mmol/l茉莉酸甲酯、0.01％吐溫處理液的噴壺將稻穗完全噴濕，以無(wú)液珠滴下為準(zhǔn)。
(2)授粉
授粉前，先用清水浸透的脫脂棉包裹父本穗剪口保濕。對(duì)處理套袋完成的不育系授粉同現(xiàn)有授粉方法。若溫度過(guò)高，父本穗子用水打濕、甩干放入套雜交袋的母本穗上后，時(shí)間稍長(zhǎng)便會(huì)使父本穗在抖動(dòng)花粉以前就萎焉，花粉失去活力。因此可事先用清水浸透的脫脂棉包裹父本穗剪口保濕。
不育系4mmol/l茉莉酸甲酯、0.01％吐溫溶液處理測(cè)交法的主要缺點(diǎn)是：
(1)與不育系剪穎測(cè)交法相比免除了不育系的剪穎工作，但需要對(duì)每1株需要測(cè)交的不育系稻穗進(jìn)行4mmol/l茉莉酸甲酯、0.01％吐溫處理液處理，每一對(duì)測(cè)交材料同樣要對(duì)應(yīng)進(jìn)行一到多次的授粉工作，授粉工作量依然很大，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，所需人工多，效率低，測(cè)交數(shù)量有限；與不育系剪穎法一樣，由于同時(shí)還要兼顧其它科研工作，科研人員在選擇材料進(jìn)行測(cè)配時(shí)要考慮工作量和人工數(shù)的問(wèn)題，有很多苗頭材料就因?yàn)闆](méi)能進(jìn)行及時(shí)測(cè)交檢測(cè)而與科研人員失之交臂。
(2)授粉時(shí)間與不育系剪穎測(cè)交法一樣受天氣限制。溫度高，天氣晴好，授粉效果好，但如果碰到不好的天氣，由于測(cè)交父本不開(kāi)花，所做的不育系處理工作就白費(fèi)了。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述不足，本發(fā)明旨在提供一種可提高雜交水稻育種過(guò)程中測(cè)交效率的測(cè)交方法，該方法工作效率高，解決了剪穎套袋授粉等工作量大的問(wèn)題、解決了人工授粉受天氣限制的問(wèn)題、解決了因剪穎不當(dāng)損傷不育系柱頭，影響結(jié)實(shí)率的問(wèn)題、解決了因剪穎造成種殼被剪去一半，種子米粒大部分露在空氣中，易受蟲(chóng)害和發(fā)生霉變，不易貯藏，降低發(fā)芽率的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是這樣的：
一種可提高雜交水稻育種過(guò)程中測(cè)交效率的測(cè)交方法，依次包括下述步驟：
步驟1：將測(cè)交恢復(fù)系與不育系分別播種；
步驟2：待插田期，將恢復(fù)系插植三行，其中，第二行行頭行尾各插1株，中間部分留空；不育系多期插植；不育系始花期將不育系插植區(qū)與大田隔離；
步驟3：在恢復(fù)系和不育系始花期，待下午雜交水稻保持系、恢復(fù)系開(kāi)花結(jié)束、溫度降低后，將需要測(cè)交的各不育系植株剪掉下部老葉，剪去部分劍葉，掛上標(biāo)記牌，牌上注明不育系、恢復(fù)系編號(hào)、播種期和抽穗期等，依次移植到恢復(fù)系插植區(qū)的中間留空位置；
步驟4：至成熟期，將恢復(fù)系種植區(qū)內(nèi)的每株不育系單收，收好對(duì)應(yīng)恢復(fù)系，曬干；根據(jù)恢復(fù)系和各不育系的播種期和抽穗期，計(jì)算出不育系與恢復(fù)系的播種錯(cuò)期，測(cè)交完成。
其中，步驟1所述的播種方法為：測(cè)交恢復(fù)系采用同期播種；測(cè)交不育系采用3期播種，每期間隔1星期，各不育系根據(jù)生育期長(zhǎng)短不同第1期可與恢復(fù)系同期播種或推遲1周播種。
其中，所述的步驟2具體為：測(cè)交恢復(fù)系同批次插植，每個(gè)恢復(fù)系插1區(qū)，每區(qū)插植三行，行距20cm，株距13.3cm，第一行和第三行插植13-15株，第二行行頭行尾各插1株，中間部分留空。不育系按播種時(shí)間先后分批次3期插植，每期插植時(shí)間相隔1周。這樣在開(kāi)花期總有1期不育系花期能與目標(biāo)恢復(fù)系相遇，提高測(cè)交目的達(dá)成度，避免測(cè)交失敗。
測(cè)交不育系插植區(qū)域在始花期利用薄膜或其它材料與大田其它區(qū)域隔離開(kāi)，防止被非目標(biāo)花粉授粉而需要對(duì)已開(kāi)花谷粒剪除，增加工作量。
其中，所述的步驟3的具體意義為：恢復(fù)系、保持系開(kāi)花結(jié)束后測(cè)交，不育系移植過(guò)程不會(huì)被非目標(biāo)花粉授粉產(chǎn)生雜株；溫度降低后測(cè)交可避免在對(duì)不育系植株的修剪和移植過(guò)程中因溫度高產(chǎn)生白穗。
本發(fā)明與與不育系剪穎測(cè)交法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)解決因大量的剪穎、稻穗整理、套袋和授粉工作造成的工作量大問(wèn)題，解放科技人員的勞力。本發(fā)明在始花期將各目標(biāo)不育系一次性移植到恢復(fù)系種植區(qū)后測(cè)交工作就完成了，不育系移植后接下來(lái)的一周左右時(shí)間里利用自然風(fēng)輔助授粉，1個(gè)恢復(fù)系一次可對(duì)多達(dá)10個(gè)以上不同的目標(biāo)不育系進(jìn)行測(cè)交，工作效率高。
(2)解決由于人工取粉授粉，授粉時(shí)間受天氣限制的問(wèn)題，本發(fā)明在同一小氣候環(huán)境中測(cè)交，恢復(fù)系與不育系花期同步，陰雨天開(kāi)花同步推遲或不開(kāi)花，不會(huì)因陰雨天氣不能授粉造成測(cè)交失敗。
(3)解決因剪穎不當(dāng)損傷不育系柱頭，影響結(jié)實(shí)率的問(wèn)題，本發(fā)明未對(duì)測(cè)交不育系稻穗和谷殼做任何處理，稻穗完全在自然狀態(tài)下開(kāi)花、授粉直至成熟。
(4)解決因剪穎造成種殼被剪去一半，種子米粒大部分露在空氣中，易受蟲(chóng)害和發(fā)生霉變，不易貯藏，降低發(fā)芽率的問(wèn)題，本發(fā)明f1代種子種皮完整，未受任何損傷，不會(huì)產(chǎn)生霉變及發(fā)芽率降低的問(wèn)題。
本發(fā)明與與不育系4mmol/l茉莉酸甲酯、0.01％吐溫溶液處理測(cè)交法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)解決因要對(duì)稻穗整理、4mmol/l茉莉酸甲酯、0.01％吐溫處理液處理、套袋以及人工授粉工作造成的工作量大的問(wèn)題，節(jié)約大量的勞力；本發(fā)明在始花期將各目標(biāo)不育系一次性移植到恢復(fù)系種植區(qū)后測(cè)交工作就完成了，不育系移植后接下來(lái)的一周左右時(shí)間里利用自然風(fēng)輔助授粉，1個(gè)恢復(fù)系一次可對(duì)多達(dá)10個(gè)以上不同的目標(biāo)不育系進(jìn)行測(cè)交，工作效率高，1個(gè)目標(biāo)不育系移植1株、10穗左右，可收獲f1代種子量大。
(2)解決由于人工取粉授粉，授粉時(shí)間受天氣限制的問(wèn)題，本發(fā)明在同一小氣候環(huán)境中測(cè)交恢復(fù)系與不育系花期同步，陰雨天開(kāi)花同步推遲或不開(kāi)花，不會(huì)因陰雨天氣不能授粉造成測(cè)交失敗。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，任何在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)所做的有限次修改，仍在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例1
2016年晚造的測(cè)交工作，依次包含以下步驟：
步驟1：將計(jì)劃測(cè)交的150個(gè)恢復(fù)系(定1－定150)7月13日同期播種，各恢復(fù)系的播始?xì)v期在70d-90d之間；將播始?xì)v期分別在56d-71d的泰豐a、天豐a、特a等12個(gè)測(cè)交不育系均采用3期播種，第一期與恢復(fù)期推遲1星期播種，每期間隔1星期，分別于7月20日、7月27日、8月3日播種。
步驟2：測(cè)交恢復(fù)系7月28同批次插植，每排插10區(qū)，插15排共150區(qū)，每個(gè)恢復(fù)系插1區(qū)，每區(qū)插植三行，行距20cm，株距13.3cm，第一行和第三行插植14株，第二行行頭行尾各插1株，中間部分留空，待開(kāi)花期移植測(cè)交不育系。測(cè)交不育系根據(jù)播種時(shí)間不同分別于8月5日、8月12日、8月18日分3批插植，插植在恢復(fù)系種植區(qū)的同一田塊的田頭，方便開(kāi)花期對(duì)不育系植株的處理和移植。9月15日，不育系插植區(qū)域有不育系始花，沿著不育系插植區(qū)四周按1米的距離插竹條，圍上薄膜將測(cè)交不育系插植區(qū)域與大田隔離。
步驟3：9月21日開(kāi)始到10月11日，測(cè)交恢復(fù)系陸續(xù)始花，根據(jù)測(cè)交恢復(fù)系的始花情況，按3天1次共6次、6個(gè)下午完成全部測(cè)交工作。每天測(cè)交25個(gè)恢復(fù)系，每個(gè)恢復(fù)系種植區(qū)對(duì)應(yīng)移植12株不同不育系植株，每個(gè)不育系挖25株，12個(gè)不育系共需移植300株不育系植株。在晴好天氣的下午4:30分以后開(kāi)始移植測(cè)交，在測(cè)交不育系的i、ii或iii期中挑選剛好始花的的植株剪掉下部老葉，剪去部分劍葉，掛好標(biāo)記牌，牌上注明不育系、恢復(fù)系編號(hào)、播種期和抽穗期等，依次移植到恢復(fù)系插植區(qū)的中間留空位置，每個(gè)小區(qū)移植12株不同的不育系植株。
步驟4：不育系移植后接下來(lái)的一周左右時(shí)間，利用恢復(fù)系與不育系的高度差及恢復(fù)系莖葉形成的屏障自然隔離，利用自然風(fēng)輔助授粉，直至成熟。10月20日開(kāi)始，測(cè)交恢復(fù)系種植區(qū)內(nèi)的不育系f1代種子陸續(xù)成熟，根據(jù)成熟情況分批收獲，每區(qū)先收恢復(fù)系，收好對(duì)應(yīng)的12株f1代種子，曬干，計(jì)算出不育系與恢復(fù)系的播種錯(cuò)期，測(cè)交完成。本造完成150個(gè)恢復(fù)系的測(cè)交，每個(gè)恢復(fù)系對(duì)應(yīng)測(cè)交了12個(gè)不育系，共獲得1800個(gè)不同新組合的f1代種子。
對(duì)比例1
不育系剪穎測(cè)交法，依次包含以下步驟：
(1)不育系剪穎
待下午雜交水稻保持系、恢復(fù)系開(kāi)花結(jié)束后，或第二天上午雜交水稻保持系、恢復(fù)系開(kāi)花以前，選取始花或明后天將開(kāi)花且無(wú)病蟲(chóng)害的不育系稻穗，剪除部分劍葉，以利操作；剪除已開(kāi)花或過(guò)于幼嫩的穎花，然后剪去剩余穎花穎殼的1/2左右，以不傷柱頭為準(zhǔn)，套上雜交袋，袋上注明剪穎日期、母本(不育系)編號(hào)、父本(恢復(fù)系)編號(hào)等。剪穎工作也可以在第二天上午父本開(kāi)花以前進(jìn)行。
(2)授粉
中午父本穗盛花之前或少數(shù)穎殼開(kāi)始開(kāi)花，將事先選擇好的父本穗剪下，剪去已開(kāi)過(guò)花的穗子，將剩下的穗用水打濕，然后甩干放入套雜交袋的母穗上，將紙袋口封住。等半小時(shí)左右，等待時(shí)間因當(dāng)天氣溫和父本的開(kāi)花習(xí)性而定，父本穗大量開(kāi)花時(shí)抖動(dòng)父本穗，使花粉落在不育系的柱頭上達(dá)到授粉的目的。
對(duì)比例2
不育系4mmol/l茉莉酸甲酯、0.01％吐溫溶液處理測(cè)交法，依次包含以下步驟：
(1)測(cè)交不育系的準(zhǔn)備及處理
待下午雜交水稻保持系、恢復(fù)系開(kāi)花結(jié)束后，或第二天上午雜交水稻保持系、恢復(fù)系開(kāi)花以前，選取始花或明后天將開(kāi)花且無(wú)病蟲(chóng)害的不育系稻穗，剪除部分劍葉，剪除已開(kāi)花或過(guò)于幼嫩的穎花；將處理好的不育系稻穗輕抖一下使小穗分散，用裝有4mmol/l茉莉酸甲酯、0.01％吐溫處理液的噴壺將稻穗完全噴濕，以無(wú)液珠滴下為準(zhǔn)；
(2)授粉
授粉前，先用清水浸透的脫脂棉包裹父本穗剪口保濕。對(duì)處理套袋完成的不育系授粉同現(xiàn)有授粉方法。若溫度過(guò)高，父本穗子用水打濕、甩干放入套雜交袋的母穗上后，時(shí)間稍長(zhǎng)便會(huì)使父本穗在抖動(dòng)花粉以前就萎焉，花粉失去活力。因此可事先用清水浸透的脫脂棉包裹父本穗剪口保濕。
下面將實(shí)施例1與對(duì)比例1進(jìn)行綜合比對(duì)，詳見(jiàn)表1：
表1
下面將實(shí)施例1與對(duì)比例2進(jìn)行綜合比對(duì)，詳見(jiàn)表1：
表2
綜上所述，本發(fā)明以恢復(fù)系與不育系的高度差及恢復(fù)系莖葉形成的屏障自然隔離，并利用恢復(fù)系花粉自重和自然風(fēng)力授粉，不需要進(jìn)行不育系剪穎或不育系稻穗的處理液處理及雜交套袋工作，不需要進(jìn)行人工授粉，授粉不受天氣限制，同一恢復(fù)系一次可對(duì)10個(gè)以上的不育系進(jìn)行測(cè)交，顯著提高了測(cè)交效率和授粉成功率。1個(gè)目標(biāo)不育系移植1株、10穗左右，可收獲f1代種子量大。另外本發(fā)明不需要對(duì)不育系剪穎，不會(huì)對(duì)種殼造成傷害，避免種子米粒大部分暴露在空氣中，受蟲(chóng)害及霉變，易貯藏，提高發(fā)芽率。
以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。