作物雄性不育系的鉴定.DOC

实验十 作物雄性不育系的鉴定 一、实验目的 学习和初步掌握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 雄性不育是指雌雄同株作物中，雄性器官发育不正常，不能产生有功能的花粉，但它的雌性器官发育正常，能接受正常花粉而受精结实的现象。雄性不育一般可分为3种类型：①细胞质雄性不育型，简称质不育型，表现为细胞质遗传。②细胞核雄性不育型，简称核不育型，表现为细胞核遗传。③核-质互作不育型，表现为核-质互作遗传。无论植物的不育性是那种类型，它们都会在一定的组织中表现出来。雄性不育系花粉的败育，一般出现在造孢细胞至花粉母细胞增殖期、减数分裂期、单抱花粉期(或单抱晚期)、双核和三核花粉期。其中出现在单孢花粉期较为普遍。雄蕊败育大概可分成以下几种类型： (一)花药退化型 一般表现为花冠较小，雄蕊的花药退化成线状或花瓣状，颜色浅而无花粉。 (二)花粉不育型 这一类花冠、花药接近正常，往往呈现亮药现象或褐药现象，药中无花粉或有少量无效花粉、镜检时，有时会发现少量干瘪、畸形以及特大花粉粒等，大多数是无生活力的花药。 (三)花药不开裂型 这类不育型虽然能形成正常花粉，但由于花药不开裂不能正常散粉，花粉往往由于过熟而死亡。 （四)长柱型功能不育 这一类型花柱特长，往往花蕾期柱头外露，虽然能够形成正常花粉但散落不到柱头上去。 (五)嵌合型不育 在同一植株上有的花序或花是可育的，而有的花序或花则是不育的，在一朵花中有可育花药，也有不育花药。 作物雄性不育系则是具有雄性不育现象，并能将雄性不育性遗传给后代的作物品系。 我们都知道，杂种优势普遍存在，在很多植物由于单花结籽量少，获得杂交种子很难，从而是杂交种子生产成本太高而难以在生产上应用，利用雄性不育系配制杂交种是简化制种的有效手段，可以降低杂交种子生产成本，提高杂种率，扩大杂种优势的利用范围。因此，雄性不育在杂交过程中有着重要的作用。当前，农作物杂种优势主要是利用不育系、保持系和恢复系等三系配套。一个优良的雄性不育系必须具备不育性稳定，且不育株率和不育度都达到100%，农艺性状整齐一致，柱头外露率高，开花习性良好，以利提高制种产量。 作物雄性不育系的鉴定，一般采用植株形态、花粉育性镜检、套袋自交鉴定等方法。 三、材料仪器药品 1．材料 水稻或玉米等作物雄性不育系及其保持系或恢复系的植株。 2．仪器用具 扩大镜、显微镜、镊子、载玻片、盖玻片、回形针、透明纸带、标签、吸水纸等。 3．药品试剂 1%I-KI溶液。 四、方法步骤 （一）雄性不育系和保持系植株形态特征的观察和识别 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〉进行逐行逐株地观察，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（表10-1，表10-2）。断定其是否是不育系，并选择你认为区分最明显的3~4个性状填入表10-3中，以此证实观察结果。若是利用盆钵植株展示的，则按盆钵上的编号，逐钵观察。 表10-1 水稻雄性不育系与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、色泽和开裂情况 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 表10-2 玉米雄性不育系与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 表10-3 根据观察结果鉴定作物的雄性不育性 作 物 行号(钵号) 是否雄性不育 判断依据 性状1 性状2 性状3 性状4 （二）雄性不育系花粉育性镜检鉴定 当前生产上利用的雄性不育系多属于核质互作的花粉败育类型。败育花粉经I-KI染色处理，在显微镜下观察，按花粉粒的形状和染色反应可分为典型败育、圆形败育和染色败育型。在镜检过程中，为更准确地鉴定各种类型的花粉，将不育系败育花粉的三种类型和正常可育花粉的特点列成表10-4。 表10-4 雄性不育系败育型花粉与正常可育花粉的比较 项目 典败型 圆败型 染败型 正常可育 花粉形状 不规则形 圆形 圆形 圆形 碘反应 不染色 不染色或少量浅蓝色 蓝色 蓝黑色 套袋自交结实情况 不结实 不结实 不结实 结实 雄性不育系花粉育性镜检鉴定方法有： 1．形态鉴定 ⑴ 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/