專利名稱：一種水稻抽穗揚花期強耐熱材料的篩選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水稻優(yōu)良品種篩選技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水稻抽穗揚花期強耐熱材料的篩選方法。研究背景隨著全球氣候變暖的趨勢越來越嚴重，高溫對作物的危害也日益得到人們的重視，據(jù)報道氣溫每上升rc，水稻產(chǎn)量將會下降10%。水稻抽穗揚花期對高溫變化非常敏感，一旦發(fā)生熱害，會導(dǎo)致水稻穎花不育，結(jié)實率下降，造成大面積減產(chǎn)，嚴重時甚至絕收， 且水稻高溫脅迫時間上具有不確定性，預(yù)防難度很大。到目前為止，對高溫熱害作用機理的認識比較模糊，這也為生產(chǎn)中應(yīng)對熱害增加了難度。我國長江中下游地區(qū)是水稻花期高溫危害的重災(zāi)區(qū)，近年來，高溫危害愈來愈嚴重，特別是隨著雜交稻的推廣面積的日益增大， 熱害已經(jīng)威脅到長江流域這一重要商品糧基地的生產(chǎn)安全。水稻熱害形成是由多種因素共同作用的結(jié)果，其中氣候因子是造成水稻高溫熱害的最主要原因之一，在水稻營養(yǎng)生長期和生殖生長期，外界溫度高于其最適生長溫度一定范圍，就可能造成熱害。在水稻生殖生長期受到熱害造成產(chǎn)量的損失要遠大于營養(yǎng)生長期， 其中又以水稻開花期受到高溫影響最大，籽粒灌漿期次之。開花期受到高溫脅迫將嚴重影響水稻小穗育性，進而導(dǎo)致結(jié)實率下降。而灌漿期高溫會對籽粒干物質(zhì)積累造成障礙，最終使得空癟粒增加，千粒重下降。除氣象因子造成水稻熱害外，不同水稻品種對熱害的響應(yīng)不同，熱害程度也不相同，有研究表明，粳稻品種對高溫熱害的反應(yīng)差異大約在;TC左右，小于秈稻品種間5°c差異，此外，雜交稻對高溫響應(yīng)的敏感性要高于常規(guī)稻。品種之間對高溫反應(yīng)的差異性，是耐高溫育種的基礎(chǔ)，使得耐高溫水稻品種選育成為可能。由于高溫對水稻營養(yǎng)生長期影響相對較小，而對抽穗揚花期危害嚴重，因此本方法著重研究水稻在抽穗揚花期強耐熱材料篩選。目前，無論是熱害的評價體系，還是研究方法都不成熟，就目前的報道來看，對熱害的研究比較混亂，熱害處理的方法多種多樣，沒有統(tǒng)一的標準。并且，目前水稻抽穗揚花期高溫熱害研究中，研究者進行高溫處理時往往忽視研究品種的發(fā)育進程是否一致，從而研究中無法真正保證所有目標穗都處于抽穗揚花期， 導(dǎo)致實驗結(jié)果準確性不佳。另外，現(xiàn)在應(yīng)用較多的單穗高溫處理，由于樣本量較小，實驗誤差比較大?；谶@些原因，我們提出單株3穗溫室和人工氣候箱聯(lián)合處理，通過分期播種和剪穗等方法保證目標單株穗部發(fā)育進程一致，高溫處理3株共9穗，保證實驗的樣本量，溫室初篩和人工氣候箱極限高溫復(fù)篩相結(jié)合，保證了篩選強耐熱材料的真實可靠。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種水稻抽穗揚花期強耐熱材料的篩選方法，本發(fā)明方法提出單株3穗溫室和人工氣候箱聯(lián)合處理，通過分期播種和剪穗等方法保證目標單株穗部發(fā)育進程一致，高溫處理3株共9穗，保證實驗的樣本量，溫室初篩和人工氣候箱極限高溫復(fù)篩相結(jié)合，保證了篩選強耐熱材料的真實可靠。本發(fā)明的具體方案如下
一種水稻抽穗揚花期強耐熱材料的篩選方法，其特征在于具體包括以下步驟(1)選擇水稻耐熱圃材料；(2)將選擇的耐熱圃材料依據(jù)各品種生育期長短進行分期播種，高溫處理前15天左右，選擇發(fā)育進程與長勢基本一致的植株移栽于盆中，每個品種2-4株，每盆3-5個品種；(3)上述播種的材料生長到抽穗期時，開始高溫處理，處理當天在處理前每個單株保留3-4個抽穗一致的單穗，并保證所選單穗尚未揚花，多余的單穗貼分蘗節(jié)剪除；(4)將同樣剪穗處理的材料分為多批，取其中的幾批分別置于不同的環(huán)境下進行高溫處理，剩下的材料置于大田中自然條件下生長，作為未經(jīng)高溫處理的對照，具體操作為第1批放置于塑料溫室里進行耐熱材料初篩，定量分析實驗材料耐熱性，每2-3小時記錄一次溫室內(nèi)氣溫變化，保證處理期間同期大田自然日平均氣溫與溫室日平均溫度差異顯著，如遇到溫室的最高氣溫低于35°C，則將高溫處理延長1-2天，高溫處理時間為6-8 天；第2批材料放置于人工氣候箱進行高溫處理，保證每天8:00 21:00，人工氣候箱為 39-40°C, 21:00 8:00，人工氣候箱為37. 5-38. 5°C,日平均氣溫為39. 5°C，對實驗材料進行復(fù)篩，高溫處理的時間同樣為6-8天；(5)將步驟(4)中高溫處理的兩批實驗材料，高溫處理結(jié)束后移至大田與第3批未經(jīng)高溫處理的材料對照，在相同條件下生長直至收獲；(6)收獲時分別對經(jīng)過兩種高溫處理的實驗材料和未經(jīng)高溫處理的材料對照考種，計算它們的結(jié)實率，通過比較高溫處理的實驗材料與對照材料的結(jié)實率((高溫處理結(jié)實率/對照的結(jié)實率)X100% )得出耐熱系數(shù)，以此比較參試材料的耐熱性。所述的水稻抽穗揚花期強耐熱材料的篩選方法，其特征在于所述的水稻耐熱圃材料為國際水稻所(IRRI)提供的水稻耐熱圃材料，分別為BALILLA、 DULAR、CR547-1-2-3、CUIABANA、GIZA178、GZ948-2-2-1、IDSA77、IR2307-247-2-2-3、 IR1561-228-3-3、IR36、IR50、IR60、KCN80152、N22、SAKHA104, TCHAMPA、WAB56-125、 WAB96-1-1。本發(fā)明的創(chuàng)新點1、每個單株保留發(fā)育進程基本一致且沒有開花的3穗，保證了高溫處理的稻穗均為剛剛抽穗的單穗，同時每盆3株共9個單穗也保證了實驗的樣本量，從而獲得的實驗結(jié)果更加準確可靠。2、2、人工氣候箱高溫處理與溫室高溫處理相結(jié)合進行耐熱水稻篩選，方法可靠， 結(jié)果準確。3、人工氣候箱極限高溫處理有利于篩選出真正的強耐熱材料。
具體實施例方式供試材料為國際水稻所(IRRI)提供的水稻耐熱圃材料，分別為BALILLA、 DULAR、CR547-1-2-3、CUIABANA、GIZA178、GZ948-2-2-1、IDSA77、IR2307-247-2-2-3、 IR1561-228-3-3、IR36、IR50、IR60、KCN80152、N22、SAKHA 104, TCHAMPA、WAB56-125、 WAB96-1-1。依據(jù)各品種生育期長短進行分期播種，高溫處理前15天，選擇發(fā)育進程與長勢基本一致的植株移栽于長寬為50cmX 35cm盆中，每個品種3株，每盆4個品種。至實驗材料抽穗期開始高溫處理，處理當天在處理前每個單株保留3個抽穗一致的單穗，并保證所選單穗尚未揚花，多余的單穗貼分蘗節(jié)剪除。同樣剪穗處理的實驗材料共分為3批，一批放置于塑料溫室處理，進行耐熱材料初篩，定量分析實驗材料耐熱性，每2小時記錄一次溫室內(nèi)氣溫變化，保證處理期間同期大田自然日平均氣溫與溫室日平均溫度差異顯著。如遇到溫室的最高氣溫低于35°C，則將高溫處理延長1天，高溫處理時間為7天，2009年和2010 年高溫處理期間溫室日平均溫度大于35°C，且與同期大田自然日平均氣溫差異顯著；另一批材料放置于人工氣候箱進行高溫處理(8 00 21 00，40°C，21 00 8 00，38°C，日平均氣溫為39. 5°C )，對實驗材料進行復(fù)篩，高溫處理的時間同樣為7天；第3批材料置于大田中作為未經(jīng)高溫處理的對照。2批高溫處理的實驗材料處理結(jié)束后移至大田與未經(jīng)高溫處理的對照在相同條件下生長直至收獲。收獲時分別對經(jīng)過2種高溫處理的實驗材料和未經(jīng)高溫處理的對照考種，計算它們的結(jié)實率，通過比較高溫處理的實驗材料與對照的結(jié)實率((高溫處理結(jié)實率/對照的結(jié)實率)X 100% )得出耐熱系數(shù)，以此比較參試材料的耐熱性。實驗結(jié)果水稻耐熱圃材料溫室高溫處理、人工氣候箱高溫處理與常溫對照結(jié)實率比較得出的耐熱系數(shù)，已經(jīng)過國際水稻所高溫篩選耐熱圃材料，耐熱能力依然存在較大差異。依據(jù)溫室高溫處理的不同品種耐熱系數(shù)可以將其分為4類，即強耐熱材料(耐熱系數(shù)≥100%), 耐熱材料(100%>耐熱系數(shù)≥80% )、相對敏感材料(80%>耐熱系數(shù)≥60% )和高溫敏感材料(耐熱系數(shù)< 60% )，其中BALILLA、IR1561-228-3-3 JR50和SAKHA104為強耐熱材料，DULAR、GIZA178 和 IR36 等 8 個品種(組合)為耐熱材料，CR547-1-2-3、IR60、IDSA77 和KCN80152為相對敏感材料，IDSA77和WAB56-125為高溫敏感材料。人工氣候箱高溫處理對溫室高溫處理的耐熱圃材料復(fù)篩的結(jié)果表明，BALILLA、 IR1561-228-3-3, IR50和SAKHA104依然為強耐熱材料，且BALILLA的耐熱性最強，其次是 SAKHA104。除了 4個強耐熱材料外，其余實驗材料耐熱系數(shù)接近于零，可以忽略不計。因此人工氣候箱與溫室高溫處理聯(lián)合篩選強耐熱材料結(jié)果準確，同時極限高溫有利于使強耐熱材料的特性進一步表現(xiàn)，從而可以篩選出可靠的耐熱材料應(yīng)用于生產(chǎn)和耐高溫育種。
權(quán)利要求
1.一種水稻抽穗揚花期強耐熱材料的篩選方法，其特征在于具體包括以下步驟(1)選擇水稻耐熱圃材料；(2)將選擇的耐熱圃材料依據(jù)各品種生育期長短進行分期播種，高溫處理前15天左右，選擇發(fā)育進程與長勢基本一致的植株移栽于盆中，每個品種2-4株，每盆3-5個品種；(3)上述播種的材料生長到抽穗期時，開始高溫處理，處理當天在處理前每個單株保留 3-4個抽穗一致的單穗，并保證所選單穗尚未揚花，多余的單穗貼分蘗節(jié)剪除；(4)將同樣剪穗處理的材料分為多批，取其中的幾批分別置于不同的環(huán)境下進行高溫處理，剩下的材料置于大田中自然條件下生長，作為未經(jīng)高溫處理的對照，具體操作為第 1批放置于塑料溫室里進行耐熱材料初篩，定量分析實驗材料耐熱性，每2-3小時記錄一次溫室內(nèi)氣溫變化，保證處理期間同期大田自然日平均氣溫與溫室日平均溫度差異顯著， 如遇到溫室的最高氣溫低于35°C，則將高溫處理延長1-2天，高溫處理時間為6-8天；第2 批材料放置于人工氣候箱進行高溫處理，保證每天8:00 21:00，人工氣候箱為39-40°C， 21:00 8:00，人工氣候箱為37. 5-38. 5°C,日平均氣溫為39. 5°C，對實驗材料進行復(fù)篩，高溫處理的時間同樣為6-8天；(5)將步驟(4)中高溫處理的兩批實驗材料，高溫處理結(jié)束后移至大田與第3批未經(jīng)高溫處理的材料對照，在相同條件下生長直至收獲；(6)收獲時分別對經(jīng)過兩種高溫處理的實驗材料和未經(jīng)高溫處理的材料對照考種，計算它們的結(jié)實率，通過比較高溫處理的實驗材料與對照材料的結(jié)實率((高溫處理結(jié)實率/ 對照的結(jié)實率)X 100% )得出耐熱系數(shù)，以此比較參試材料的耐熱性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水稻抽穗揚花期強耐熱材料的篩選方法，其特征在于所述的水稻耐熱圃材料為國際水稻所(IRRI)提供的水稻耐熱圃材料，分別為BALILLA、 DULAR、CR547-1-2-3、CUIABANA、GIZA178、GZ948-2-2-1、IDSA77、IR2307-247-2-2-3、 IR1561-228-3-3、IR36、IR50、IR60、KCN80152、N22、SAKHA104, TCHAMPA、WAB56-125、 WAB96-1-1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水稻抽穗揚花期強耐熱材料的篩選方法，首先選擇合適的水稻耐熱圃材料，將選擇的耐熱圃材料進行分期播種保證目標單株穗部發(fā)育進程一致，等到播種的材料生長到抽穗期時，開始高溫處理，在高溫處理前一段時間按一定的標準進行分盆移栽，高溫處理當天在進行剪穗處理，然后分成幾批，將其中的兩批分別置于不同的環(huán)境下進行高溫處一段時間，剩下的材料置于大田中自然條件下生長，作為未經(jīng)高溫處理的對照，高溫處理結(jié)束后，讓所有的材料在相同的條件下生長成熟，最后通過比較結(jié)實率來選出強耐熱材料。本發(fā)明方法實驗結(jié)果準確性高，選出的強耐熱材料真實可靠。
文檔編號A01G16/00GK102160510SQ201010603838
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者唐光勇, 夏加發(fā), 李澤福, 王元壘, 馬廷臣 申請人:夏加發(fā), 李澤福, 馬廷臣