[发明专利]一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法

说明书

本发明涉及一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法，所述方法为利用高粱穗较大且具有许多小花的特点，采用单穗双隔离授粉法将高粱穗分隔成两个相互隔离的部分，一部分进行人工辅助授粉，另一部分进行自交隔离，之后通过比对两部分的结实情况，判断高粱不育株系雌雄蕊是否发育正常，从而完成高粱雄性不育株系的鉴定。本发明的方法利用了同一株高粱的同一个穗，遗传背景相同，结果更加精准；且可缩短在一个“抽穗‑授粉‑结实”周期内完成准确的育性鉴定，方法简单、易于操作，不需要精密的实验设备和仪器，也无需苛刻的实验条件和操作技能，投入小，实用性强。

技术领域

本发明涉及高粱育种技术领域，尤其是一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法。

背景技术

植物雄性不育系是指雄性生殖器官发育异常或退化，如花药中无花粉、花粉败育和花药不开裂等，但是雌性生殖器官发育正常，能够接受外来花粉而受精结实(冯小磊等，2012)。由于自花授粉不结实，只有依靠外来花粉才能受精结实，因此借助雄性不育材料，开展农作物杂交种选育，可以解决亲本去雄的难题，通过人工选配亲本组合，就能充分利用杂交优势，培育出杂交种。目前应用于生产实际的高粱雄性不育系主要是胞质雄性不育系(张福耀等，1996)，其主要特征是雄蕊发育不正常，不能提供花粉，但雌蕊发育正常，可以接受其他花粉而完成受精过程，简称高粱不育系。

现实中导致农作物不育性情况的发生，即通常所说的“花而不实”现象的产生，无外乎三种情况：1、雌雄蕊均发育不正常；2、雌蕊发育不正常，雄蕊发育正常；3、雌蕊发育正常，雄蕊发育不正常。事实上，只有第3种情况即雄性不育系才有利用价值(开展农作物杂交种选育)。因此当发现不育材料后，首先应对该不育材料的育性进行鉴定，即鉴定不育材料的雌雄蕊发育是否正常，也就是对上述三种情况进行鉴别排除，鉴别该不育材料是否为雄性不育。不育株只有被鉴定为雄性不育的情况下，再根据利用目的和选育目标，才能形成有利用价值的不育材料。

目前常用的鉴定农作物不育株(系)的方法主要包含以下几类：一是感官鉴定法(鄢锡勋，1983)，即用肉眼观测，发育正常的雄蕊一般花粉囊饱满，并能够及时开裂散出花粉，用手轻弹茎秆有花粉飞扬，而发育正常的雌蕊有羽毛状柱头，能够伸出颖外，但此方法十分依赖个人经验，准确性较差。二是仪器检测法，即在不育株抽穗后，利用电子显微镜等设备，通过染色法等观测花粉囊发育情况，该方法需要精密仪器及相关的实验室条件进行检测，且只能检测雄蕊是否发育正常，不能判别雌蕊发育是否正常。三是隔离鉴定法，首先鉴定雄蕊不育特性，利用套袋隔离，即在不育株穗刚完全抽出后进行套袋处理，采取的措施是将穗部套上纸袋，确保没有外来花粉对该穗授粉；或者是空间隔离，即将不育株远离其他植株进行隔离种植，不受外界作物花粉污染，观察其自然结实情况。隔离鉴定的实质是在没有外来花粉干扰的情况下，鉴定自花结实情况，如果没有结实，即证明为雌雄蕊至少有一个是发育不正常的，但该方法仍不能确定到底该植株是雌蕊还雄蕊发育不正常，或者是雌雄蕊均发育不正常。这种情况下必须借助下一代再进行一次雌、雄蕊是否发育正常的鉴定，即在植株穗部刚完全抽出后进行套袋处理，待雌蕊柱头张开后，选择其他植株正常花粉对其授粉，鉴定其结实情况，如果正常结实，证明该植株雌蕊发育正常，否则(不正常结实)鉴定雌蕊败育，不育株没有利用价值。第三种方法虽然可行，但是耗费时间很长，效率低，延长了发掘时间。且田间发现一株不育株，往往因自身不育无法完成后代正常繁殖而不能留存。

此外，在已公开的一些专利文献中，涉及大豆、芝麻等雄性不育系的鉴定方法，但这些方法都依赖于在已知的雄性不育系材料的前提下开发的分子标记。分子标记要求实验设施条件高，操作技术性强，各种投入成本较高。基于现有技术的问题，一种快速、准确、易于操作且投入成本低的雄性不育株系的鉴定方法就显得十分重要。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种高粱雄性不育株系的育性鉴定方法，该方法结合高粱穗的特点，通过在田间进行的简易操作就能够快速且准确地鉴定高粱不育株系是否为雄性不育，缩短了高粱不育系的选育年限，且该方法易于操作，投入小，实用性强。