一种促水稻开花装置及二甲苯促水稻开花手工去雄方法

摘要

本发明属于水稻育种技术领域，具体涉及一种促水稻开花装置及二甲苯促水稻开花手工去雄方法。该装置为一瓶形装置，包括瓶口密封装置、瓶肚、吸附材料和瓶底密封装置；瓶肚长度大于稻穗长度；瓶口设有瓶口密封装置，瓶口密封装置内设有吸附材料；瓶底为可移动装置，瓶底可以密封住瓶肚。所述二甲苯促水稻开花手工去雄方法，包括装置倒置、二甲苯滴入、二甲苯处理、手工去雄等步骤。本发明所提供的促水稻开花装置，结构简单，易于制备。所提供的促水稻开花方法，简化了操作步骤，缩短了二甲苯处理时间，同时可以多穗同时处理，较好地提供了工作效率，而且通过进一步的实验验证，开花率和结实率均较现有技术有较大的提高。

说明书

技术领域

本发明属于水稻育种技术领域，具体涉及一种促水稻开花装置及二甲苯促水稻开花手工去雄方法。 

背景技术

水稻杂交技术是水稻选种和遗传学研究工作中一项很重要的技术，通常包括选穗、去雄、授粉和套袋挂牌等几个主要步骤，其中最关键的环节就是去雄和授粉。近几十年来，已经提出了几种不同的去雄方法，并被不同程度地改进着。 

已有的这些杂交方法各有优缺点： 

1、人工剪颖去雄法比较费工，对颖花损伤较大，且稍不留心，就会损伤花器，降低结实率；

2、改进过的剪颖喷水去雄法，也同样有缺陷，例如喷水杀雄的最短有效时间难以掌握，剪颖比例的不同对异交率影响很大，以及水源的限制问题等；

3、温汤杀雄法可避免自交，结实率较高，但须掌握好不同水稻品种杀雄所需的适宜温度和时间，还要做到既把雄蕊全部杀死，又不对雌蕊造成损伤；

4、真空泵抽气去雄法速度快，能将花药吸去而不损伤雌蕊，但需要配套的设备；

5、套黑纸袋去雄法方便，不伤害花器，但套袋时间不易掌握，可操作时间短，且受气温影响很大，如果气温稍有高低变化，开颖效果就会不稳定；

6、CO₂处理稻穗去雄法杂交成功率较高，但是需要一间放有CO₂钢罐的房间作室内杂交场所，不利于大田试验，局限性较大；

7、靠交法简单方便，但是操作中稍有疏忽便会造成穗头失水死亡，导致杂交失败；

8、传统的二甲苯促水稻开花手工去雄法（用一小团棉花吸收少量的二甲苯液体，置入小热水瓶中，然后将小瓶倒扣于稻穗上，并用铁支架撑持，每穗处理5~10分钟，一般7~8分钟。）去雄效果较好，杂交率较高，但操作繁琐，且效率低下。 

发明内容

本发明目的在于提供一种促水稻开花装置，及利用该装置的二甲苯促水稻开花手工去雄方法，该方法简化了促开花的操作手续，提高了工作效率。 

本发明所采取的技术方案如下。 

一种促水稻开花装置，该装置为一瓶形装置；包括瓶口密封装置、瓶肚、吸附材料和瓶底密封装置；瓶肚长度大于稻穗长度；瓶口密封装置设置在瓶肚的瓶口，吸附材料设置在瓶肚内的瓶口处；瓶底密封装置为可移动装置，可以密封住瓶肚的瓶底。 

所述促水稻开花装置，吸附材料为棉纱包裹成圆形的棉花团，棉花团直径为3.5cm。 

利用所述促水稻开花装置的二甲苯促水稻开花手工去雄方法，包括以下步骤： 

（1）将促水稻开花装置倒置，置入吸附材料后，瓶口密封装置将瓶口密封；

（2）从瓶底向吸附材料滴入二甲苯溶剂，以吸附材料完全湿润但又不滴落为准；

（3）将稻穗置入瓶肚内，瓶底密封装置将瓶底密封，二甲苯处理促开花，稻穗顶部距离吸附有二甲苯的吸附材料2~3cm；以直径为6cm的瓶肚为例，每次可同时置入3~6个稻穗；

（4）待水稻开花后手工去除雄蕊，去雄时间根据地理位置和气候条件严格设定，以南京地区为例，晴好天气状况下，去雄须在早6点到8点之间完成，主要原因是，6点前露水太重，会影响二甲苯浓度，而8点之后稻穗会逐渐开花，并散粉，失去去雄的意义。

所述二甲苯促水稻开花去雄方法，步骤（3）中二甲苯处理时间为2分30秒~4分10秒，优选为3分40秒。 

所述二甲苯促水稻开花去雄方法，水稻品种为粳型水稻Y0003。 

本发明所提供的促水稻开花装置，结构简单，易于制备。利用该装置促水稻开花方法，相较于现有技术，简化了操作步骤，缩短了二甲苯处理时间，同时可以多穗同时处理，较好地提供了工作效率，而且通过进一步的实验验证，开花率和结实率均较现有技术有较大的提高，因而在水稻遗传学研究、育种培育等方面具有较好的推广应用价值。 

附图说明

图1为本发明所提供的促水稻开花装置结构示意图。 

  

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的解释说明。 

实施例1

如图1所示，本发明所提供的促水稻开花装置，该装置为一瓶形装置；包括瓶口密封装置1、瓶肚2、吸附材料3和瓶底密封装置4；其中瓶肚2长度大于待促开花水稻穗长度；瓶口设有瓶口密封装置1，瓶口密封装置内设有吸附材料3；瓶底设有瓶底密封装置4，为可移动装置，稻穗置于瓶肚时，瓶底密封装置4可以密封住瓶肚2。

具体制备时，本发明可通过改造现有的普通的550mL装矿泉水瓶即可获得，具体方法如下： 

将矿泉水瓶底部切割去除，瓶内置入直径为3.5cm的棉纱包裹成圆形的棉花团；

瓶底用塑料薄膜即可作为瓶底密封装置，塑料薄膜的优点在于材料易得，且无固定形状，对于置于瓶肚内的水稻穗的密封较为便捷，但缺点在于，材料易损坏，不易长久使用，可重复性稍差；因此优选的瓶底密封方案可以设置为带有数个可以穿过水稻杆孔径的组合板，组合板打开时，将水稻穗置入瓶肚内，组合板合并时，水稻杆可从孔内穿出，这种方案装备耐用，重复性较好。

实施例2

利用实施例1所提供的促水稻开花装置进行二甲苯促水稻开花手工去雄，包括以下步骤：

（1）以直径为6cm的550mL装矿泉水瓶改装的简易装置为例，将促水稻开花装置倒置，置入吸附材料后，瓶口密封；

（2）用吸管吸取4~5滴二甲苯溶液从瓶底向吸附材料滴入二甲苯溶剂，以吸附材料完全湿润但又不滴落为准；吸附材料为直径为3.5cm的棉纱包裹成圆形的棉花团；

（3）将稻穗置入瓶肚内，瓶底密封，每次可置入3~6个稻穗，二甲苯处理促开花；处理时间为2分30秒~4分10秒，优选为3分40秒；

 （4）待水稻开花后去除雄蕊，去雄时间根据天气、气候等情况严格设定。 

为验证上述技术方案的技术效果，发明人做了进一步的实验验证，简介如下。 

试验材料

粳型水稻Y0003，国内不同地区13种杂草稻。 

试验过程

实验在南京农业大学试验基地进行。实验过程中为保证水稻父本和母本的花期相遇，将父本分5个批次种植，母本分3个批次种植，每次间隔10天。促水稻开花时选取全穗基本抽出且顶部已有少部分颖花开过的稻穗，每株选取3~6个穗子，剪去上部已开的颖花和下部还未发育成熟的小穗。按照上述二甲苯促水稻开花方法处理水稻稻穗。天气晴好情况下，去雄时在早6点到8点之间完成，原因是6点前露水太重，会影响二甲苯浓度，而8点之后稻穗会逐渐开花，并散粉，失去去雄意义。

二甲苯处理后水稻稻穗开花后剪去雄蕊，部分稻穗不授花粉，直接套袋，以检测评价该方法的去雄效果；另一部分授目标花粉并套袋，以检测结实率影响，其中目标花粉又分为自体花粉和异体花粉。异体花粉授粉方法为：当父本稻穗进入开花盛期，选取花粉量大，且无病虫害的稻穗，从其穗颈处用剪刀轻轻剪下，稻穗朝下垂直放入有母本的纸袋上方，轻轻抖动即可。预处理后10d考种，统计结果，检查去雄率和柱头活力。 

实验结果

（1）二甲苯促开花效果

为优化确定最佳的二甲苯处理时间，实验过程中设置了不同的二甲苯处理时间，处理结束后统计水稻单穗开花结果。

水稻单穗开花数统计结果如下表所示。 

从上表可以看出，随着二甲苯处理时间的增长，不同的水稻品种，其开花数量均逐渐增加，但是达到3分40秒后，开花数量增加极少，有的种群开花数甚至有所减少，因而在实际工作中，二甲苯处理水稻穗3分40秒是最佳处理时间。 

（2）二甲苯促开花手工去雄杂交效果和结实率统计

对于手工去雄统计结果表明，利用上述二甲苯促开花手工去雄方法共去雄776朵水稻小花，未授粉直接包套纸袋后均未结实，可见本发明所提供二甲苯促开花手工去雄效果较好。

对于自体授粉结实率统计结果表明，针对粳型水稻Y0003品种，去雄978朵小花，授自体花粉后，有959朵结实，种子发育良好，结实率达到98%，对于其他品质杂草稻的自交结实率统计结果如下表所示。 

对于二甲苯促开花手工去雄后异体授粉杂交结实率统计结果如下表所示。 

从上表不同杂草稻与水稻Y0003的人工杂交结实率和自交结实率统计结果可以看出，粳型水稻与粳型杂草稻的杂交结实率均在67%以上，接近于相应杂草稻种群的自交结实率，最高的杂交结实率达到82.7%，而粳型水稻与籼型杂草稻间的杂交结实率在31.8%~72.8%之间。从上述结果可以看出，采用本发明后，自交结果与杂交结果相比，各杂草稻与水稻Y0003的杂交率总体效果较好，具有较好的应用价值。 

现有的二甲苯促开花去雄法（杨弘远、周嫦，水稻去雄方法的初步研究，1959，植物有性生殖实验研究四十年，武汉，武汉大学出版社2014）统计结果表明，经二甲苯处理促开花后，每穗平均开花10.9朵；去雄后授粉自体花粉，结实率为68.4%。而采用本发明所提供二甲苯促开花方法后，因品种差异，开花数不同，但每穗平均开花均在20~40朵，远超现有技术；同时对于结实率统计表明，去雄后授自体花粉结实率可达到98%，也比现有技术有大幅提高。在具体促开花操作上，现有的促开花方法是将吸附有二甲苯液体的棉花团置于小热水瓶中，然后将小热水瓶倒扣于稻穗上，并用铁架支撑小热水瓶，每穗处理5~10分钟，一般为7~8分钟，因而操作复杂，且处理时间长，效率低下。本发明通过实验验证和优化，设计了专门的二甲苯促开花装置，结构简单，操作方便，尤其是优化了二甲苯处理时间，而且处理时可以多穗处理，较好地提高了工作效率。 

一般而言，通过人工去雄方法进行杂交水稻育种，技术含量要求很高，所需要的劳动量和劳动强度都很大。现有的人工去雄的原理都是在保住雌蕊不受伤害的情况下，去掉(或杀死)雄蕊，成为纯母本水稻，开颖时以接受父本水稻的花粉而受精结实。二甲苯的作用机理主要是阻碍花药开裂，再配以手工去雄，从而达到去雄目的。然而现有技术中过长的二甲苯处理时间，又有可能损害雌蕊的生活力，从而对结实率造成一定的影响。本发明在多次研究实验基础上，设计了一种促水稻开花装置，并进一步通过优化二甲苯处理时间，获得了较好的开花效果和结实效果，因而在水稻遗传学研究、育种培育等方面具有较好的推广应用价值。