一种田间鉴定棉花耐高温的筛选方法

摘要

一种棉花育种中鉴定耐高温性的筛选方法，为筛选棉花耐高温新材料和选育耐高温新品种提供依据，在田间人工高温处理，通过室内观察和计算花粉萌发率，判断棉花的耐高温性，以解决长江流域等地棉花因不耐高温造成花粉败育，蕾铃大量脱落，降低产量和品质的技术难题。本发明操作简单，准确高效，可缩短育种周期，提高育种效率，在棉花耐高温性鉴定中广泛应用。

说明书

技术领域

本发明涉及植物育种领域，具体地说是通过在田间鉴定耐高温的棉花材料，提高选择效 率和准确性，缩短育种周期，本发明方法特别适用于棉花耐高温育种。

背景技术

棉花是世界上最重要的纤维作物，同时也是主要油料作物之一。棉花生产受到温度变化 的影响较大。在我国长江流域和新疆东部棉区，7--8月份常常出现持续高温天气，此时的棉 花正处于开花期和结铃期，高温造成棉花花粉败育，蕾铃大量脱落，产量和品质降低。当棉 花处于高温环境时，其生理生化过程不能正常进行，称为热害。一般导致棉花受到高温危害 的温度在35℃以上(洪继仁，1981；1982)。棉花受高温影响主要表现为：柱头伸长，花药 开裂困难，花粉数量减少，畸形花粉数量增加，花粉萌发率降低，最终影响正常授粉受精过 程(金桂红，1981；郑冬官，1995)。而未受精的棉铃在开花7天后脱落(陈敬祥，1980)。 因此，选择准确有效的方法检测高温逆境下的花粉活力，有利于耐高温材料的筛选。检测棉 花花粉活力的方法很多，其中花粉离体萌发法简便、有效，最适用于检测经过高温胁迫处理 后的花粉活力(王苗苗，2010)。

因此，筛选耐高温新种质资源和选育耐高温新品种，成为当代棉花育种工作者的一项十 分重要的任务和提高棉花产量的重要措施。

开展棉花耐高温种质资源材料鉴定筛选，是培育耐高温棉花新品种的重要技术环节，目 前为止，国内外还没有形成成熟的筛选鉴定耐高温棉花材料的方法，这与对高温危害机理的 研究不够深入有关。因此，非常有必要在田间建立一套简便、准确、快捷的筛选棉花耐高温 的鉴定技术，鉴定筛选出的耐高温材料在当代即可用作杂交亲本，从而缩短育种周期，提高 育种效率。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足，提供一种鉴定筛选棉花耐高温材料的方法，提高选择 效率和准确性，缩短育种周期，提高育种效率，本发明方法特别适用于棉花育种。

本发明方法选取待鉴定材料，田间种植单行区，行长4米左右，行距0.8--1.0米，株距 0.25米。4月中旬播种或4月下旬移栽，按常规栽培方法管理。7月上中旬，当待鉴定材料进 入初花期时，搭建简易高温棚，做人工高温胁迫处理，棚高1.7--2.0米，用塑料薄膜遮盖顶 部和四周，使棚内温度保持在35℃--37℃，棚内放温度计，每隔30分钟检查棚内温度，若 高于37℃，将四周薄膜适当掀开通风，每天高温处理8小时(9:00--17:00)，然后完全掀开四 周薄膜通风降温，与棚外温度保持一致，处理3--4天。若遇到阴雨天气，棚内温度低于35℃， 可顺延，使高温处理天数累计达到3--4天。人工高温处理结束后撤掉薄膜和大棚，继续自然 条件下生长。考察待鉴定材料的耐高温性，筛选出耐高温品种。

具体地说，本发明通过计算花粉萌发率来鉴定筛选样品材料，其中花粉采用离体萌发培 养，人工高温胁迫处理结束6天后，每天早上9:00--10:00取样，每个材料随机取3朵当天开 放的花朵，装入做好标记的纸袋中，带回室内，用发明人改良的花粉离体萌发培养基进行花 粉萌发率检测。改良的花粉离体萌发培养基配方为：蔗糖：42g，MnSO4：7.0mg，Ca(NO3)2： 4.0mg，H3BO3：2.0mg，丝氨酸、谷氨酸、赖氨酸和脯氨酸各1.2mg，加蒸馏水定容到100ml。 用记号笔在载玻片上做标记，在载玻片上滴加60--80微升改良的花粉离体萌发培养基，把花 粉释放到培养基中，将载玻片放入培养皿内，培养皿底部放湿润的滤纸保持湿度。把培养皿 放入恒温培养箱内，温度设定为28℃--30℃，相对湿度为70％，培养4小时。培养结束后， 载玻片上加盖玻片，在400倍(目镜40倍X物镜10倍)光学显微镜下观察统计萌发花粉数 和不萌发花粉数，计算花粉萌发率。每个材料统计100个花粉，每天做3个生物学重复，连 续统计4天。花粉萌发率的计算方法是：

注：萌发花粉是指花粉管长度大于花粉直径的花粉。

具体实施方式

本发明方法选取待鉴定材料，田间种植单行区，行长4米左右，行距0.8--1.0米，株距 0.25米。4月中旬播种或4月下旬移栽，按常规栽培方法管理。7月上中旬，当待鉴定材料进 入初花期时，搭建简易高温棚，做人工高温胁迫处理，棚高1.7--2.0米，用塑料薄膜遮盖顶 部和四周，使棚内温度保持在35℃--37℃，棚内放温度计，每隔30分钟检查棚内温度，若 高于37℃，将四周薄膜适当掀开通风，每天高温处理8小时(9:00--17:00)，然后完全掀开四 周薄膜通风降温，与棚外温度保持一致，处理3--4天。若遇到阴雨天气，棚内温度低于35℃， 可顺延，使高温处理天数累计达到3--4天。人工高温处理结束后撤掉薄膜和大棚，继续自然 条件下生长。考察待鉴定材料的耐高温性，筛选出耐高温品种。

具体地说，本发明通过计算花粉萌发率来鉴定筛选样品材料，其中花粉采用离体萌发培 养，人工高温胁迫处理结束6天后，每天早上9:00--10:00取样，每个材料随机取3朵当天开 放的花朵，装入做好标记的纸袋中，带回室内，用发明人改良的花粉离体萌发培养基进行花 粉萌发率检测。改良的花粉离体萌发培养基配方为：蔗糖：42g，MnSO4：7.0mg，Ca(NO3)2： 4.0mg，H3BO3：2.0mg，丝氨酸、谷氨酸、赖氨酸和脯氨酸各1.2mg，加蒸馏水定容到100ml。 用记号笔在载玻片上做标记，在载玻片上滴加60--80微升改良的花粉离体萌发培养基，把花 粉释放到培养基中，将载玻片放入培养皿内，培养皿底部放湿润的滤纸保持湿度。把培养皿 放入恒温培养箱内，温度设定为28℃--30℃，相对湿度为70％，培养4小时。培养结束后， 载玻片上加盖玻片，在400倍(目镜40倍X物镜10倍)光学显微镜下观察统计萌发花粉数 和不萌发花粉数，计算花粉萌发率。每个材料统计100个花粉，每天做3个生物学重复，连 续统计4天。花粉萌发率的计算方法是：

注：萌发花粉是指花粉管长度大于花粉直径的花粉。

2012年在中棉所农场试验田种植待鉴定材料，7.15进行人工高温胁迫处理，人工高温胁 迫处理结束6天后，统计花粉萌发率，连续统计4天。花粉萌发率见表1。

表1花粉萌发率鉴定结果(％)

由上表结果可以看出，QY-8、中696母本、中6和中48父本在高温处理后的第7天到 第10天的4天里，花粉萌发率在40％以上，属于耐高温材料，其他材料耐高温性较差。

实施例2本方法鉴定耐高温性的应用价值

2012年7月湖南省常德市连续出现35℃以上高温8天，高温结束后，7月25日调查不 同材料的蕾铃脱落率，9月10日调查单株成铃数，结果见表2。

表2蕾铃脱落率和单株成铃数调查

由表2可知，QY-8、中696母本、中6和中48父本的蕾铃脱落率较低，单株成铃率较 高，进一步验证了本发明中利用花粉萌发率鉴定棉花耐高温性的准确性。