[發明專利]一種飼草型高粱雄性不育株系的育性鑒定方法

在審

• 申請號: 202111164813.0
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113812339A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 趙海明;李源;武瑞鑫;游永亮;劉貴波
• 申請（專利權）人: 河北省農林科學院旱作農業研究所
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02
• 代理公司: 石家莊開言知識產權代理事務所(普通合伙) 13127
• 代理人: 趙俊嬌

本發明涉及一種飼草型高粱雄性不育株系的育性鑒定方法，所述方法為利用飼草型高粱單株可形成多個莖并能正常抽穗結實的特點，采用主蘗穗雙隔離授粉法將同一株待檢高粱的主莖穗和分蘗穗分別同時采取隔離措施，將主莖穗和分蘗穗之中的一個穗進行人工輔助授粉，另一個進行隔離自交，之后通過觀察和比對主莖穗及分蘗穗兩個穗的結實情況，判斷該待檢高粱不育株系雌雄蕊是否發育正常，從而完成對該待檢高粱雄性不育株系的鑒定。本發明的方法可縮短在一個“抽穗?授粉?結實”周期內完成準確的育性鑒定，加快高粱不育系鑒定周期，方法簡單、易于操作，投入小，實用性強，且鑒定時利用了同一株不同高粱穗，遺傳背景相同，育性相同，結果更加精準。

技術領域

本發明涉及高粱育種技術領域，尤其是一種飼草型高粱雄性不育株系的育性鑒定方法。

背景技術

飼草高粱(Forage sorghum)一般是指培育用作飼草生產的高粱屬(sorghum)的種(species)和雜交種(hybrids)，通常具有分蘗力強、生長旺盛、單株可形成多個莖并能正常抽穗結實的特點，并有一定的再生能力，主要用作青飼、青貯或干草。

植物雄性不育系是指雄性生殖器官發育異常或退化，如花藥中無花粉、花粉敗育和花藥不開裂等，但是雌性生殖器官發育正常，能夠接受外來花粉而受精結實(馮小磊等，2012)。由于自花授粉不結實，只有依靠外來花粉才能受精結實，因此借助雄性不育材料，開展農作物雜交種選育，可以解決親本去雄的難題，通過人工選配親本組合，就能充分利用雜交優勢，培育出雜交種。目前應用于生產實際的高粱雄性不育系主要是胞質雄性不育系(張福耀等，1996)，其主要特征是雄蕊發育不正常，不能提供花粉，但雌蕊發育正常，可以接受其他花粉而完成受精過程，簡稱高粱不育系。

現實中導致農作物不育性情況的發生，即通常所說的“花而不實”現象的產生，無外乎三種情況：1、雌雄蕊均發育不正常；2、雌蕊發育不正常，雄蕊發育正常；3、雌蕊發育正常，雄蕊發育不正常。事實上，只有第3種情況即雄性不育系才有利用價值(開展農作物雜交種選育)。因此當發現不育材料后，首先應對該不育材料的育性進行鑒定，即鑒定不育材料的雌雄蕊發育是否正常，也就是對上述三種情況進行鑒別排除，鑒別該不育材料是否為雄性不育。不育株只有被鑒定為雄性不育的情況下，再根據利用目的和選育目標，才能形成有利用價值的不育材料。

目前常用的鑒定農作物不育株(系)的方法主要包含以下幾類：一是感官鑒定法(鄢錫勛，1983)，即用肉眼觀測，發育正常的雄蕊一般花粉囊飽滿，并能夠及時開裂散出花粉，用手輕彈莖稈有花粉飛揚，而發育正常的雌蕊有羽毛狀柱頭，能夠伸出穎外，但此方法十分依賴個人經驗，準確性較差。二是儀器檢測法，即在不育株抽穗后，利用電子顯微鏡等設備，通過染色法等觀測花粉囊發育情況，該方法需要精密儀器及相關的實驗室條件進行檢測，且只能檢測雄蕊是否發育正常，不能判別雌蕊發育是否正常。三是隔離鑒定法，首先鑒定雄蕊不育特性，利用套袋隔離，即在不育株穗剛完全抽出后進行套袋處理，采取的措施是將穗部套上紙袋，確保沒有外來花粉對該穗授粉；或者是空間隔離，即將不育株遠離其他植株進行隔離種植，不受外界作物花粉污染，觀察其自然結實情況。隔離鑒定的實質是在沒有外來花粉干擾的情況下，鑒定自花結實情況，如果沒有結實，即證明為雌雄蕊至少有一個是發育不正常的，但該方法仍不能確定到底該植株是雌蕊還雄蕊發育不正常，或者是雌雄蕊均發育不正常。這種情況下必須借助下一代再進行一次雌、雄蕊是否發育正常的鑒定，即在植株穗部剛完全抽出后進行套袋處理，待雌蕊柱頭張開后，選擇其他植株正常花粉對其授粉，鑒定其結實情況，如果正常結實，證明該植株雌蕊發育正常，否則(不正常結實)鑒定雌蕊敗育，不育株沒有利用價值。第三種方法雖然可行，但耗費時間很長，效率低，延長了發掘時間。且田間發現一株不育株，往往因自身不育無法完成后代正常繁殖而不能留存。

此外，在已公開的一些專利文獻中，涉及大豆、芝麻等雄性不育系的鑒定方法，但這些方法都依賴于在已知的雄性不育系材料的前提下開發的分子標記。分子標記要求實驗設施條件高，操作技術性強，各種投入成本較高。基于現有技術的問題，一種快速、準確、易于操作且投入成本低的雄性不育株系的鑒定方法就顯得十分重要。

發明內容