一种基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法技术

本发明专利技术属于玉米育种技术领域，具体涉及一种基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法。该技术方案包括如下步骤：a、将待筛选材料进行播种，使其在花期为高温天气；b、在开花期测定待筛选材料的花粉活力、花丝吐出苞叶率和散粉吐丝间隔期；c、选取花粉活力为≥40％、花丝吐出苞叶率≥75％和散粉吐丝间隔期≤4天的材料即为耐高温材料。本发明专利技术所提供的方法来鉴定和筛选玉米耐高温材料，可基于早期开花特征中的性状来进行筛选，可缩短时间成本。且，该方法的精确度和效率高，解决耐热玉米材料筛选鉴定困难、效率低、重复性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法
本专利技术属于玉米育种
，具体涉及一种基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法。
技术介绍
气候变暖是一个全球热点问题，预计在21世纪末，气温将上升0.3–6.4℃(IPCC，2014)，这将对农业生产造成负面影响(Ju等,2013年；Challinor等,2014年)。极端高温多发生在玉米(ZeamaysL.)的生殖过程，由于玉米生殖阶段对高温的敏感性显著大于营养阶段，进而大大减少了作物籽粒数量，造成了严重的减产(Hedhly等，2009年；Wang等，2019；Lohani等；2020)。在所有生育阶段中，开花期是对热效应最敏感的阶段，开花期遇到高温对玉米的穗粒数影响最大(Cicchino等；2010)。因此开展开花期玉米耐高温材的筛选工作是挖掘耐热玉米材料和耐热种质创新的关键。高温胁迫下玉米材料的雌雄穗的发育和开花过程会发生显著变化。温度超过30.5℃会加快抽穗和花粉脱落时间(Schoper等，1987；)，但对吐丝的影响较小，因此延长了开花-吐丝间隔(ASI)(Rattalino等，2011；Lizasoetal.，2018)。温度大于36℃条件下，花药开裂失败，花粉脱落数量显著减少(Wang等，2019年)，而温度大于38℃时，由于玉米花粉结构和成分受到干扰，花粉生活力大大降低(HerreroandJohnson，1980；Carberry等，1989)。将未加热的新鲜花粉供给热处理的丝穗，热处理15天，籽粒数减少60％以上(Cicchino等；2010)。吐丝后较短时间的热胁迫也可能导致籽粒败育和子粒数减少(Sehgal等人，2018)。玉米产量性状是一个综合性状，玉米产量受到生殖发育过程中光照、温度和土壤水分含量一系列气候因子和土壤环境共同的影响，即便在相对稳定的高温处理下，不同年份其他气象因子的差异(如干旱)也会造成品种间产量存在较大的变异性，进而对产量产生不同程度的影响，因而通过产量性状对耐高温性状进行筛选必须进行多年多点的田间试验，仅靠1～2个生长季节难以筛选出稳定可靠的耐高温玉米材料。而通过开花期设置高温对开花特征进行鉴定，开花特征的表现主要受开花期高温的影响，不会受花后的气象因子干扰，鉴定结果比产量性状更稳定和准确，而且开花期进行鉴定可以快速筛选出耐热材料，不用等到果穗成熟，缩短选择时间，提高选择效率。因而，开展开花期耐高温筛选工作是一个既可提高选择精度又可提高效率的鉴定方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于开花特征筛选耐高温玉米材料的方法。本专利技术的技术方案是一种基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法，包括如下步骤：a、将待筛选材料播种，使其在花期为高温天气；b、在开花期测定待筛选材料的花粉活力、花丝吐出苞叶率和散粉吐丝间隔期；c、选取花粉活力为≥40％、花丝吐出苞叶率≥75％和散粉吐丝间隔期≤4天的材料即为耐高温材料。优选的，步骤c中，所述花粉活力为≥50％。优选的，步骤c中，所述散粉吐丝间隔期为≤2天。最优选的，步骤c中，所述花粉活力为≥50％、花丝吐出苞叶率≥75％和散粉吐丝间隔期≤2天。具体的，步骤b中，所述的花粉活力测定采用TTC染色法。具体的，步骤a中，所述高温天气是指材料开花期平均气温高于35℃。具体的，步骤a中，所述播种为大田或搭建的大棚。其中，步骤a中，所述播种时间为5月底至6月上旬。具体的，步骤c中，所述耐高温材料的自交结实率≥75％。在对花粉活力临界值的指标范围进行筛选时，如果设置过高，可能会导致漏掉一部分耐高温材料，如果设置过低，则会将非耐高温材料选中。在对花丝吐出苞叶率临界值的指标范围进行筛选时，如果设置过高，可能会导致漏掉一部分耐高温材料，如果设置过低，则会将非耐高温材料选中。在对散粉吐丝间隔期临界值的指标范围进行筛选时，如果将间隔期设置过短，可能会导致漏掉一部分耐高温材料，如果将间隔期设置过长，则会将非耐高温材料选中。本专利技术的有益效果：本专利技术通过前期的预实验过程，对开花特征与结实率的相关性进行了分析，筛选得到相关性高的形状。进一步根据育种目标的实际需要，通过实验确定了各相关性状的可靠筛选标准。并且通过扩大实验验证了该方法的准确性与可靠性。本专利技术所提供的方法来鉴定和筛选玉米耐高温材料，可基于早期开花特征中的性状来进行筛选，可缩短时间成本。且，该方法的精确度和效率高，解决耐热玉米材料筛选鉴定困难、效率低、重复性差的问题，为玉米耐热材料的挖掘和耐热品种的选育提供支持。具体实施方式实施例1高温环境下开花特征与结实率相关性分析2019年将玉米材料于5月底进行播种，设置2个重复，随机区组排列，每个重复种植20株。材料的开花期处于7月底-8月上旬之间，这段时间内日最高温度平均为35.6℃。对该播期高温处理下20个自交系(表1)的开花特征性状与材料的自交结实率进行了相关性分析，发现自交结实率与苞叶吐出花丝率(相关系数0.66)、花粉活力(相关系数0.59)呈显著正相关，与散粉吐丝间隔期(相关系数-0.53)呈显著负相关，其他性状相关性不显著(表2)。表1试验用的20份自交系材料及来源编号材料名称来源1PH6WC重庆市农业科学院提供2郑58重庆市农业科学院提供3PH4CV重庆市农业科学院提供4昌7-2重庆市农业科学院提供5齐319重庆市农业科学院提供611KS198重庆市农业科学院提供7PF5411-1重庆市农业科学院提供8S273重庆市农业科学院提供9BML1277重庆市农业科学院提供10BML1222重庆市农业科学院提供11渝P727重庆市农业科学院提供12渝P54重庆市农业科学院提供13B31-3重庆市农业科学院提供14渝P2013重庆市农业科学院提供15ML1121重庆市农业科学院提供16ML1116重庆市农业科学院提供17YA8201重庆市农业科学院提供18广2重庆市农业科学院提供1913YN197重庆市农业科学院提供2013HN1697-1重庆市农业科学院提供表2开花特征与材料自交结实率的相关性分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：a、将待筛选材料进行播种，使其在花期为高温天气；b、在开花期测定待筛选材料的花粉活力、花丝吐出苞叶率和散粉吐丝间隔期；c、选取花粉活力为≥40％、花丝吐出苞叶率≥75％和散粉吐丝间隔期≤4天的材料即为耐高温材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：a、将待筛选材料进行播种，使其在花期为高温天气；b、在开花期测定待筛选材料的花粉活力、花丝吐出苞叶率和散粉吐丝间隔期；c、选取花粉活力为≥40％、花丝吐出苞叶率≥75％和散粉吐丝间隔期≤4天的材料即为耐高温材料。


2.如权利要求1所述基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法，其特征在于，步骤c中，所述花粉活力≥50％。


3.如权利要求1或2所述基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法，其特征在于，步骤c中，所述散粉吐丝间隔期为≤2天。


4.如权利要求1～3任一项所述基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：董昕，杨华，付忠军，李淑君，官玲，张丕辉，汤玲，李晔，
申请(专利权)人：重庆市农业科学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50