海涂互花米草與水稻正反遠(yuǎn)緣雜交方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種海涂互花米草與水稻正反遠(yuǎn)緣雜交方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國(guó)沿海米草分布面積最廣的是互花米草（Spartinaalterniflora Loisel.)，為禾本科米草屬SpartinaSc虹eb.多年生草本C4植物，1979年由南京大學(xué)從美 國(guó)引入我國(guó)?；セ撞菥哂泻軓?qiáng)的耐鹽能力，最適生于海灘中潮帶。植株莖桿高達(dá)l-3m，直 徑在1cmW上，產(chǎn)草量高，適合放牧飼養(yǎng)牛羊等草食動(dòng)物?；セ撞輬A錐花序長(zhǎng)20-45畑1，小 穗長(zhǎng)約1cm;雌蕊兩柱頭很長(zhǎng)，呈白色羽毛狀，開(kāi)花時(shí)露在外面；雄蕊花藥成熟時(shí)縱向開(kāi)裂， 花粉黃色。6-11月陸續(xù)開(kāi)花，種子通常8-12月成熟，其種子具有失水即失去萌發(fā)力的特點(diǎn)。 互花米草的花為兩性花，雌性先熟，其柱頭在花粉囊裂開(kāi)之前伸出，W接受早熟花的花粉， 因此有利于異花授粉。
[0003] 作者陳啟康，在南京大學(xué)仲崇信教授指導(dǎo)下，1980年引種互花米草，創(chuàng)建了中國(guó)第 一個(gè)米草牧場(chǎng)。承擔(dān)國(guó)家科委《海濱牧場(chǎng)實(shí)驗(yàn)》科研項(xiàng)目，利用米草作飼料年飼養(yǎng)牛羊3200 多頭，海濱牧場(chǎng)實(shí)驗(yàn)鑒定為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。2005年發(fā)現(xiàn)，互花米草具有耐鹽等優(yōu)良特性，但種巧 小，結(jié)實(shí)率低，很難作為飼料來(lái)供給飼養(yǎng)牛羊的營(yíng)養(yǎng)需要。所W下決屯、發(fā)掘互花米草的耐鹽 等優(yōu)良基因資源。
[0004] 水稻屬禾本科稻屬栽培種，品種資源豐富，種子飽滿產(chǎn)量高，稻草又能用作牛羊飼 料。稻谷含有8%的粗蛋白質(zhì)，無(wú)氮浸出物含量居各種谷物之首，有效能值也最高，是一種良 好的能量飼料。水稻為改良米草提供了優(yōu)良的種質(zhì)資源，水稻遠(yuǎn)緣雜交可W導(dǎo)入父本植物 的有利基因，出現(xiàn)近緣雜交不可比擬的多樣性和新類型，擴(kuò)大水稻的遺傳基礎(chǔ)。 陽(yáng)〇化]為了發(fā)掘海涂互花米草耐鹽和水稻高產(chǎn)種質(zhì)資源，2006-2010年開(kāi)展了互花米草 與水稻遠(yuǎn)緣雜交試驗(yàn)。因互花米草穎花小，雌性又先熟，雌蕊又外露，雜交難度大，所W對(duì)互 花米草畢X水稻S(反交）試驗(yàn)一直未能進(jìn)行，只進(jìn)行了水稻畢X互花米草S(正交） 試驗(yàn)，而且用互花米草父本花粉只授粉一次，雜交穗結(jié)實(shí)率在5. 4-9. 37%，在雜交方法上也 缺少深入研究。水稻畢X互花米草S，必須對(duì)水稻母本進(jìn)行殺雄，已有的水稻殺雄方法各 有優(yōu)缺點(diǎn)：剪穎去雄法工作量很大，對(duì)穎花的損傷較大，降低結(jié)實(shí)率；溫湯殺雄法結(jié)實(shí)率較 高，技術(shù)要求也較高，做到既把雄蕊全部殺死，又不對(duì)雌蕊造成損傷；真空累殺雄法速度快， 但需要配套設(shè)備，成本高；套黑紙袋去雄法方便，但套袋時(shí)間不易掌握。遠(yuǎn)緣雜交作為一種 育種手段，能引入不同種、屬的有用基因，為改進(jìn)現(xiàn)有品種提供了一條重要途徑。①現(xiàn)階段 人口不斷增長(zhǎng)；②現(xiàn)階段對(duì)糧食總需求量不斷增加；③耕地面積日趨減少；④淡水資源嚴(yán) 重不足的情況下，通過(guò)水稻優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性狀和互花米草耐鹽基因種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新研究， 可W培育耐鹽糧飼兼用作物新品種。如何提高互花米草與水稻遠(yuǎn)緣雜交的結(jié)實(shí)率、出苗率， 雜交方法的創(chuàng)新是關(guān)鍵，加快創(chuàng)制耐鹽作物新種質(zhì)，解決鹽堿地治理中急需解決的耐鹽作 物品種問(wèn)題意義重大，具有廣闊的應(yīng)用前景。為此，開(kāi)展了海涂互花米草與水稻正反遠(yuǎn)緣雜 交方法研究，探索正交：水稻畢X互花米草S;反交：互花米草畢X水稻S遠(yuǎn)緣雜交創(chuàng)新 方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種能培育出適合鹽堿地生長(zhǎng)的互花米草/水稻耐鹽糧 飼兼用型作物的海涂互花米草與水稻正反遠(yuǎn)緣雜交方法。 陽(yáng)007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0008] 一種海涂互花米草與水稻正反遠(yuǎn)緣雜交方法，其特征是：依次包括下列步驟：
[0009] (1)海涂互花米草的選擇與培管：雜交前=個(gè)月，即5月初從海邊灘涂中潮帶選擇 生長(zhǎng)旺盛、桿多、桿粗的互花米草植株，整株帶±裝入預(yù)先備好的陶瓷缸內(nèi)；陶瓷缸內(nèi)徑26 cm,高30cm;移栽入水稻試驗(yàn)大田旁邊，便于灌概，誘足1%濃度的鹽水，W后每隔15天誘 1次1%濃度的鹽水，培育成雜交所需的互花米草；種植互花米草植株的數(shù)量根據(jù)雜交組合 多少測(cè)算確定；按每瓷缸互花米草植株生長(zhǎng)期有20-30個(gè)花穗測(cè)算。
[0010] (2)正交：水稻畢X互花米草S:水稻畢熱氣殺雄促花吸粉互花米草S適時(shí)授粉 法
[0011] ①水稻母本去雄：雜交前一天下午，選擇水稻母本穗部露出葉銷2/3-3/4的稻穗， 即剛進(jìn)入盛花期的水稻母本植株連根帶±將植株根部放入塑料盆中，取回室內(nèi)，盆中誘水； 第二天早上7 :00-7 :30整穗，剪去已開(kāi)的穎花和穗下部的幼嫩小穗，留下準(zhǔn)備做雜交的稻 穗；用預(yù)先準(zhǔn)備好的升降式水稻熱氣殺雄鐵架，一排用網(wǎng)袋可倒掛五個(gè)廣口空瓶，即可同時(shí) 將五盆水稻母本殺雄，每個(gè)廣口瓶能裝2kg的溫水，瓶放入厚的透明塑料袋內(nèi)；廣口瓶?jī)?nèi)先 灌上6(TC的熱水，去雄時(shí)將水倒出，（透明塑料袋袋口處插入溫度計(jì)，經(jīng)測(cè)試運(yùn)時(shí)廣口瓶?jī)?nèi) 熱氣溫度為正好45°C左右，可保持7-9分鐘），倒掛廣口空瓶套到去雄的稻穗上，把透明塑 料袋口連同稻穗莖桿、溫度計(jì)、廣口空瓶口扎口堵住；經(jīng)5分鐘，移去廣口空瓶，經(jīng)過(guò)20分鐘 左右稻穗就陸續(xù)開(kāi)穎，約30分鐘開(kāi)花結(jié)束，立即用吸粉器迅速逐穗吸盡已開(kāi)的花藥；然后 剪去所有未開(kāi)的穎花，套袋隔離，等待授粉；
[0012] 此法殺雄方法簡(jiǎn)便，不但能殺死花粉，并有促進(jìn)開(kāi)花作用。30分鐘內(nèi)完全開(kāi)花，可 W區(qū)別將沒(méi)有開(kāi)花的穎花全部剪除，避免W后自交的和雜交的混淆；同時(shí)，用吸粉器逐穗吸 盡已開(kāi)的花藥，防止殺雄不完全，出現(xiàn)自交現(xiàn)象。
[0013] 水稻母本殺雄促花工作原大田操作改為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)操作，提高工效。
[0014] ②適時(shí)授粉：8:30-11 :30,剪取正在開(kāi)花觸之有花粉散出的父本互花米草穗子， 靠近去雄套袋后的母本稻穗頂端，抖落花粉。一個(gè)稻穗當(dāng)天、第二天上午各授粉一次；
[0015] ③雜交植株處理：授粉完畢后，將水稻母本植株移栽大田；20-25天后，種子成熟 時(shí)及時(shí)收獲雜交種子。
[0016] (3)反交：互花米草畢X水稻S:互花米草畢連續(xù)邊去雄、水稻S連續(xù)邊授粉法
[0017] ①互花米草作母本的選擇與處理：根據(jù)互花米草花性特點(diǎn)采取措施如下：
[0018] 選穗：第一天下午，選擇互花米草穗頂端有少量乳白色母花柱頭剛透出，即選擇上 部小穗已經(jīng)開(kāi)花，中部小穗再有1-2天后即能開(kāi)花的互花米草單穗；
[0019] 整穗：用剪刀將上部已開(kāi)花的小穗全部去掉，再把下部的枝梗、包在穗葉銷內(nèi)的所 有嫩粒巧剪掉，留下沒(méi)有開(kāi)花的中部小穗即是準(zhǔn)備雜交授粉部分；
[0020] 套袋：修剪后的穗部立即套袋，袋上寫(xiě)上套袋時(shí)間；
[0021] ②互花米草母本去雄與授粉：套袋后次日，早上7 :00-8 :30,邊去雄、邊授粉，檢查 套袋內(nèi)是否有雄蕊出現(xiàn)，一發(fā)現(xiàn)雄蕊，立即剪除雄蕊；一發(fā)現(xiàn)雌蕊花柱出現(xiàn)，立即授粉、掛 牌，寫(xiě)上父本水稻品種、第一次雜交時(shí)間；從第一天、第一次雜交授粉后，W后每天重復(fù)第一 天步驟，一直用第一次雜交組合水稻品種授粉，直到發(fā)現(xiàn)套袋內(nèi)雌蕊花柱已干枯，雄蕊不再 出現(xiàn)，即不再授粉和檢查，該穗組合雜交結(jié)束。回形針?lè)馓状陧敹瞬⒃趻炫茖?xiě)上雜交最后 一次日期；
[0022] 整株套袋后連續(xù)每天早上7 :00-8 :30,檢查套袋內(nèi)雄蕊、雌蕊花柱出現(xiàn)情況；結(jié)果 發(fā)現(xiàn)：（1)開(kāi)始1-5天雌蕊花柱、雄蕊每天都會(huì)有新的出穗；(2)套袋后第4-5天，發(fā)現(xiàn)套袋 內(nèi)雌蕊花柱已干枯，雄蕊不再出現(xiàn)，即不再授粉和檢查；互花米草作母本連續(xù)人工去雄授粉 整個(gè)過(guò)程需5-6天完成。
[0023] 遠(yuǎn)緣雜交方法是生物進(jìn)化、創(chuàng)造變異的重要因素之一，是形成新種和新類型的重 要途徑?；セ撞菖c水稻正反遠(yuǎn)緣雜交，可W選育出耐鹽糧飼兼用作物。①現(xiàn)階段人口不 斷增長(zhǎng)；②現(xiàn)階段對(duì)糧食總需求量不斷增加；③耕地面積日趨減少；④淡水資源嚴(yán)重不足 的情況下，通過(guò)水稻優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性狀和互花米草耐鹽基因種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新研究，培育耐 鹽糧飼兼用作物新品種。如何提高互花米草與水稻遠(yuǎn)緣雜交的結(jié)實(shí)率，加快雜交育種進(jìn)程， 雜交方法的改進(jìn)是關(guān)鍵?；セ撞菖c水稻正反遠(yuǎn)緣雜交方法的創(chuàng)新，大大加快了新種質(zhì)創(chuàng) 制速度，加速了培育耐鹽糧飼兼用作物新品種進(jìn)程，不但可W解決沿海開(kāi)發(fā)、鹽堿地治理中 急需解決的耐鹽作物品種問(wèn)題，而且解決草食動(dòng)物精粗飼料問(wèn)題。同時(shí)對(duì)于資源利用、農(nóng)業(yè) 增效、糧食安全、耕地戰(zhàn)略等方面有著重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】 陽(yáng)0巧]1材料與方法 陽(yáng)0%] 1.1時(shí)間與地點(diǎn)
[0027] 時(shí)間：2014年4月-2015年5月
[0028] 地點(diǎn)：1、江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)場(chǎng)：雜交工作原大田操作改為實(shí)驗(yàn)田 和實(shí)驗(yàn)室操作；2、江蘇通州灣新區(qū)鹽堿地實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，雜交工作原在海涂取粉授粉改為鹽堿地 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)實(shí)施雜交工作。
[0029] 1. 2 材料
[0030] 1. 2. 1海涂互花米草在江蘇省啟東市興星黃海灘涂米草場(chǎng)選擇互花米草植株苗， 移栽到江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)場(chǎng)陶瓷缸內(nèi)種植培管；在江蘇通州灣新區(qū)試驗(yàn)場(chǎng) 鹽堿地栽植互花米草。海涂互花米草的選擇與培管：雜交前=個(gè)月巧月初）從海邊灘涂中 潮帶選擇生長(zhǎng)旺盛、桿多、桿粗的互花米草植株，整株帶海上栽入預(yù)先備好的陶瓷缸（內(nèi)直 徑26cm,高30cm)內(nèi)，移入水稻試驗(yàn)