学习和初步掌握作物雄性不育系的植物学形态特征和花粉...

,实验20作物雄性不育系的鉴定,一、目的,学习和初步掌握作物雄性不育系的植物学形态特征和花粉育性鉴定技术。,二、内容说明,定义：,作物雄性不育系是指雄性器官发育不正常，无花粉，或虽有花粉但不具有受精能力，而雌性器官发育正常，能接受外来正常花粉受精结实。当前农作物杂种优势利用方法主要有雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系三系配套，以及雄性不育系和雄性不育恢复系两系配套。,特点：,一个优良的雄性不育系必须具有不育性稳定，且不育株率和不育度都达到100%，农艺性状好，且整齐一致，柱头外露率高，开花习性良好，以利提高制种产量。在植株形态、花粉育性等方面与正常作物有不同（表20-1）。,鉴定：,一般采用植株形态、花粉育性镜检和套袋自交鉴定等方法,。,水稻,雄性不育系与雄性不育保持系植株形态比较,性 状,不 育 系,保 持 系,株型,较紧凑，植株较矮,较松散，植株较高,分蘖,分蘖力较强,分蘖力较弱,抽穗开花时间,较长，较分散,有明显高峰期,穗颈,有包颈现象,正常,花药形态、色泽、开裂情况,瘦小、干瘪 、白色或淡黄色水渍状，不开裂,肥大、饱满、鲜黄色、开裂,玉米,雄性不育系与雄性不育保持系植株形态比较,性 状,不 育 系,保 持 系,雄穗,不发达,发达，松散,小穗着生,在主轴上着生稀而扁平,饱满而个体大,颖花开放,关闭，不开放,开放，花丝伸长,花药形态,短小，干瘪 ，浅褐色，不伸出颖片外，不开裂,大而饱满，黄绿色，开花时伸出颖片，开裂散粉,花粉,无花粉或花粉败育，不散粉,花粉量很多，散粉,油菜,雄性不育系与雄性不育保持系植株形态比较,性 状,不 育 系,保 持 系,花蕾,瘦小，色浅,肥大饱满，色深,花瓣,较小，基部较细，色浅,大，色深,花药,短小，约为正常的二分之一，顶端无钩，白色,长而肥大，鲜黄色,雌蕊,短，呈短颈瓶状，色浅，有的略弯,长，呈长颈瓶状,油菜不育系,（一）用品,水稻、玉米、油菜雄性不育系及其保持系、恢复系生长的植株，扩大镜、显微镜、镊子、载玻片、盖玻片、回形针、羊皮纸袋、标签、吸水纸，1%,I-KI,溶液。,三、所需用品和操作方法,用品,（二）主要作法,1雄性不育系和保持系植株形态特征观察和识别,在不育系繁殖田或杂交制种田对不育系及其保持系（或恢复系）进行逐行逐株观察比较：株型、株高、分蘖、叶色、抽穗开花时间、花药形态、颜色、开裂等情况和开颖角度等形态区别，断定其是否不育系，并选择你认为区分最明显的3-4个性状填入表中，以此证实观察结果。若是利用盆钵植株展示的，则按盆钵编号，逐钵观察，将结果填于表20-2。,表20-2 根据观察断定几个主要作物的,雄性不育系和保持系（或恢复系）,作物,行号,(钵号),是否,不育系,断定理由,性状1,性状2,性状3,性状4,2,、雄性不育系花粉育性镜检鉴定,（1）取样,分别从不育系、保持系（或恢复系）中随机选取即将开花的穗或花序2-4个，挂上标签，带回室内。从中选择花药已伸长达颖壳（或花蕾）2/3的花朵34个，剥开内外颖（或花瓣），从每朵花中取花药3个左右作镜检制片。,2,、雄性不育系花粉育性镜检鉴定,（2）制片,将花药分别置于戴玻片上，用镊子轻轻捣碎，滴上一小滴,I-KI,溶液染色，去掉药壁后，盖好玻片，用吸水纸吸去多余的,I-KI，,待镜检观察。,2,、雄性不育系花粉育性镜检鉴定,（3）镜检,：将制好的玻片，置于100倍显微镜下仔细观察。每片各选择有代表性的视野23个观察花粉粒的形状和染色反应，正常花粉因有较多淀粉粒，遇,I-KI,呈紫黑色，不正常花粉则染色浅或不染色。数计每个视野内不育花粉粒的数量，并计算不育花粉的百分率。,2,、雄性不育系花粉育性镜检鉴定,最后,根据不育花粉率，判定花粉不育等级（表20-3）。并将取样观察结果列于表20-4。,表20-3 水稻花粉不育性分级标准,不育等级,正常可育,低不育,半不育,高不育,全不育,不育花粉率（%）,95,100,2,、雄性不育系花粉育性镜检鉴定,最后,根据不育花粉率，判定花粉不育等级（表20-3）。并将取样观察结果列于表20-4。,表20-4 水稻、油菜不育系和保持系（或恢复系）花粉育性镜检鉴定结果,作物,样品号,每视野花粉粒数,每视野不育花粉粒数,不育花粉%,是否不育系,1,2,3,平均,1,2,3,平均,水稻,1,2,3,油菜,1,2,3,3. 雄性不育系套袋自交结实性鉴定,套袋自交是鉴定育性最准确、最可靠的方法。即在不育系中选择刚抽穗或尚未开花的花序10个，每穗或花序5朵花，套上羊皮纸袋，用回形针固定让其自交结实。15天后取掉纸袋，分别统计其自交结实情况。凡套袋的株（穗）只有一粒结实的就为结实株（穗）。再计算不育株（穗）率和不育度。,3. 雄性不育系套袋自交结实性鉴定,最后根据不育度，确定不育度等级（表20-5，表20-6）。将鉴定结果填入表20-7，并指出其不育株率和不育度等级。,表20-5 水稻、油菜不育系不育度分级标准,不育等级,全不育,高不育,半不育,低不育,正常可育,水稻不育度 %,100,90-99,50-89,20-49,20,油菜不育度 %,100,80,50-80,10-50,10,表20-6 玉米雄花育性分级标准,级别,雄花育性,育性分类,0,花药不外露,无花粉或花粉败育,全不育,1,花药外露5%左右,花药干瘪,花粉败育,高不育,2,花药外露25%以下,花药小,半开裂,有少量可育花粉,半不育,3,花药外露50%以下,花药稍小,半开裂,有较多可育花粉,半可育,4,花药外露75%左右,花药饱满,正常散粉,有少量败育花粉,高可育,5,花药全部外露,花药饱满,正常散粉,全可育,表20-7 水稻（油菜）不育系育性鉴定结果,不育系名称,不育株率（%）,不育度等级,四、 作业,1、完成表20-2、20-4、20-7，并对结果进行分析讨论。,2、还有哪些鉴定花粉活力的方法？其优缺点有哪些？,3、不同农作物雄性不育系最显著的共同特点是什么？,