實(shí)驗(yàn)十作物雄性不育系的鑒定

1、實(shí)驗(yàn)十 作物雄性不育系的鑒定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)和初步掌握雄性不育系的植物學(xué)形態(tài)特征和花粉育性鑒定技術(shù).二、內(nèi)容說(shuō)明雄性不育是指雌雄同株作物中，雄性器官發(fā)育不正常，不能產(chǎn)生有功能的花粉，但它的雌性器官發(fā)育正常，能接受正?；ǚ鄱芫Y(jié)實(shí)的現(xiàn)象。雄性不育一般可分為3種類型：細(xì)胞質(zhì)雄性不育型，簡(jiǎn)稱質(zhì)不育型，表現(xiàn)為細(xì)胞質(zhì)遺傳。細(xì)胞核雄性不育型，簡(jiǎn)稱核不育型，表現(xiàn)為細(xì)胞核遺傳。核-質(zhì)互作不育型，表現(xiàn)為核-質(zhì)互作遺傳。無(wú)論植物的不育性是那種類型，它們都會(huì)在一定的組織中表現(xiàn)出來(lái)。雄性不育系花粉的敗育，一般出現(xiàn)在造孢細(xì)胞至花粉母細(xì)胞增殖期、減數(shù)分裂期、單抱花粉期(或單抱晚期)、雙核和三核花粉期。其中出現(xiàn)在單孢花粉

2、期較為普遍。雄蕊敗育大概可分成以下幾種類型： (一)花藥退化型 一般表現(xiàn)為花冠較小，雄蕊的花藥退化成線狀或花瓣?duì)?，顏色淺而無(wú)花粉。 (二)花粉不育型 這一類花冠、花藥接近正常，往往呈現(xiàn)亮藥現(xiàn)象或褐藥現(xiàn)象，藥中無(wú)花粉或有少量無(wú)效花粉、鏡檢時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)少量干癟、畸形以及特大花粉粒等，大多數(shù)是無(wú)生活力的花藥。(三)花藥不開裂型 這類不育型雖然能形成正常花粉，但由于花藥不開裂不能正常散粉，花粉往往由于過熟而死亡。（四)長(zhǎng)柱型功能不育 這一類型花柱特長(zhǎng)，往往花蕾期柱頭外露，雖然能夠形成正?；ǚ鄣⒙洳坏街^上去。 (五)嵌合型不育 在同一植株上有的花序或花是可育的，而有的花序或花則是不育的，在一朵花中

3、有可育花藥，也有不育花藥。作物雄性不育系則是具有雄性不育現(xiàn)象，并能將雄性不育性遺傳給后代的作物品系。 我們都知道，雜種優(yōu)勢(shì)普遍存在，在很多植物由于單花結(jié)籽量少，獲得雜交種子很難，從而是雜交種子生產(chǎn)成本太高而難以在生產(chǎn)上應(yīng)用，利用雄性不育系配制雜交種是簡(jiǎn)化制種的有效手段，可以降低雜交種子生產(chǎn)成本，提高雜種率，擴(kuò)大雜種優(yōu)勢(shì)的利用范圍。因此，雄性不育在雜交過程中有著重要的作用。當(dāng)前，農(nóng)作物雜種優(yōu)勢(shì)主要是利用不育系、保持系和恢復(fù)系等三系配套。一個(gè)優(yōu)良的雄性不育系必須具備不育性穩(wěn)定，且不育株率和不育度都達(dá)到100%，農(nóng)藝性狀整齊一致，柱頭外露率高，開花習(xí)性良好，以利提高制種產(chǎn)量。作物雄性不育系的鑒定，一

4、般采用植株形態(tài)、花粉育性鏡檢、套袋自交鑒定等方法。三、材料儀器藥品1材料 水稻或玉米等作物雄性不育系及其保持系或恢復(fù)系的植株。2儀器用具 擴(kuò)大鏡、顯微鏡、鑷子、載玻片、蓋玻片、回形針、透明紙帶、標(biāo)簽、吸水紙等。3藥品試劑 1%I-KI溶液。四、方法步驟（一）雄性不育系和保持系植株形態(tài)特征的觀察和識(shí)別 在不育系繁殖田或雜交制種田對(duì)不育系及其保持系或恢復(fù)系進(jìn)行逐行逐株地觀察，比較株型、株高、分蘗、葉色、抽穗、開花時(shí)間、花藥形態(tài)、顏色、開裂等情況和開穎角度等形態(tài)區(qū)別（表10-1，表10-2）。斷定其是否是不育系，并選擇你認(rèn)為區(qū)分最明顯的34個(gè)性狀填入表10-3中，以此證實(shí)觀察結(jié)果。若是利用盆缽植株展

5、示的，則按盆缽上的編號(hào)，逐缽觀察。表10-1 水稻雄性不育系與保持系植株形態(tài)比較性狀不育系保持系株型 較緊湊，植株較矮較松散,植株較高分蘗分蘗力較強(qiáng)分蘗力較弱抽穗開花時(shí)間較長(zhǎng)，較分散有明顯高峰期穗頸有包頸現(xiàn)象正?；ㄋ幮螒B(tài)、色澤和開裂情況瘦小、干癟，白色或淡黃色水漬狀，不開裂肥大、飽滿，鮮黃色，開裂表10-2 玉米雄性不育系與保持系植株形態(tài)比較性狀不育系保持系雄穗不發(fā)達(dá)發(fā)達(dá)，松散小穗著生在主軸上著生稀而扁平飽滿而個(gè)體大穎花開放關(guān)閉，不開放開放，花絲伸長(zhǎng)花藥形態(tài)|短小，干癟，淺褐色，不伸出穎片外，不開裂大而飽滿，黃綠色，開花時(shí)伸出穎片，開裂散粉花粉無(wú)花粉或花粉敗育，不散粉花粉量很多，散粉表10-3

6、 根據(jù)觀察結(jié)果鑒定作物的雄性不育性作 物行號(hào)(缽號(hào))是否雄性不育判斷依據(jù)性狀1性狀2性狀3性狀4（二）雄性不育系花粉育性鏡檢鑒定當(dāng)前生產(chǎn)上利用的雄性不育系多屬于核質(zhì)互作的花粉敗育類型。敗育花粉經(jīng)I-KI染色處理，在顯微鏡下觀察，按花粉粒的形狀和染色反應(yīng)可分為典型敗育、圓形敗育和染色敗育型。在鏡檢過程中，為更準(zhǔn)確地鑒定各種類型的花粉，將不育系敗育花粉的三種類型和正?？捎ǚ鄣奶攸c(diǎn)列成表10-4。表10-4 雄性不育系敗育型花粉與正常可育花粉的比較項(xiàng)目典敗型圓敗型染敗型正?？捎ǚ坌螤畈灰?guī)則形圓形圓形圓形碘反應(yīng)不染色不染色或少量淺藍(lán)色藍(lán)色藍(lán)黑色套袋自交結(jié)實(shí)情況不結(jié)實(shí) 不結(jié)實(shí)不結(jié)實(shí)結(jié)實(shí)雄性不育系花粉

7、育性鏡檢鑒定方法有：1形態(tài)鑒定 取樣 分別從不育系、保持系或恢復(fù)系中隨機(jī)選取即將開花的穗或花序24個(gè)，掛上標(biāo)簽，帶回室內(nèi)。從中選擇花藥已伸長(zhǎng)達(dá)穎殼或花蕾2/3的花朵34個(gè)，剝開內(nèi)外穎或花瓣，從每朵花中取花藥3個(gè)左右，做鏡檢制片。 制片 將花藥分別置于載玻片上，用鑷子輕輕搗碎，滴上一小滴IKI溶液染色，去掉藥壁后，蓋好玻片，用吸水紙吸去多余的IKI溶液，待鏡檢觀察。 鏡檢 將制好的玻片置于100倍顯徽鏡下仔細(xì)觀察。每片各選擇有代表性的視野23個(gè)觀察花粉粒的形狀和染色反應(yīng)。正?；ǚ垡蛴休^多淀粉粒，遇IKI呈黑紫色，不正?；ǚ蹌t染色淺或不染色。計(jì)數(shù)每個(gè)視野內(nèi)不育花粉粒的數(shù)目，并按下式計(jì)算不育花粉的百

8、分率：不育花粉率=不育花粉粒數(shù)/總花粉粒數(shù)×100 2染色鑒定TTC染色法：TTC可用于檢驗(yàn)花粉呼吸過程中脫氫酶的活性。具有生活力的花粉中含有脫氫酶，它催化底物使脫下的氫與TTC結(jié)合，生成紅色化合物甲醛。因此，凡有生活力的花粉呈紅色，生活力弱的呈淺紅色，無(wú)生活力的不顯色或成黃色。 取樣 同形態(tài)鑒定。 染色 取已成熟尚未開花的水稻花粉510個(gè)，切斷花藥兩端，放入小燒杯中，加0.2 %TTC溶液，使花藥完全浸入反應(yīng)液中，在30左右溫度下染色3060min。 壓片鏡檢取出花藥，置于載玻片上，用解剖針壓出花粉，去掉花藥藥壁組織，蓋上蓋玻片，鏡檢觀察，取5個(gè)視野，統(tǒng)計(jì)著色花粉百分率。凡花粉粒變

9、紅有生活力，染色越深生活力越強(qiáng)。不育花粉率= 不育花粉粒數(shù)/總花粉粒數(shù)×100最后根據(jù)不育花粉率（表10-5），判定花粉不育等級(jí)，填表(表10-6)。表10-5 水稻花粉不育性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn).不育等級(jí)正常育低不育半不育高不育全不育不育花粉率%505069709495100表10-6 水稻花粉育性鏡檢鑒定結(jié)果作物樣品號(hào)每視野花粉粒數(shù)每視野不育花粉粒數(shù)不育花粉(%)是否雄性不育1123平均123平均23（三）雄性不育系套袋自交結(jié)實(shí)性鑒定套袋自交是鑒定育性最準(zhǔn)確、最可靠的方法，即在不育系中，選擇剛抽穗或現(xiàn)花蕾而尚未開花的花序3個(gè)，套上牛皮紙袋，用回形針固定，讓其自交結(jié)實(shí)，15d后，取掉紙袋，分別

10、統(tǒng)計(jì)其自交結(jié)實(shí)情況。凡套袋的株(穗只要有一粒結(jié)實(shí)就算為結(jié)實(shí)株穗。再按公式計(jì)算不育株穗率和不育度：不育株(穗)率= 不育株(穗)數(shù)/套袋總株(穗)數(shù)×100%不育度= 不育花(朵)數(shù)/總花(朵)數(shù)×100%最后根據(jù)不育度，確定不育度等級(jí)（表10-7、表10-8）。將鑒定結(jié)果填入表(表10-9)，并指出其不育株率和不育度等級(jí)。表10-7 水稻不育系不育度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn).不育等級(jí)正常育低不育半不育高不育全不育水稻不育度%2020-4950-8990-99100表10-8 玉米雄花育性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別雄花育性育性分類012345花藥不外露,無(wú)花粉或花粉敗育花藥外露5%左右，花藥干癟，花粉敗育花藥外露25%以下，花藥小，半開裂，有少量可育花粉花藥外露50%以下，花藥稍小，半開裂，有較多可育花粉花藥外露75%左右，花藥飽滿，正常散粉，有少量敗育花粉花藥全部外露，花藥飽滿，正常散粉不育