一种小麦赤霉病抗扩展性鉴定的田间试验作业方法

1.本发明涉及小麦抗病性试验技术，具体是一种小麦赤霉病抗扩展性鉴定的田间试验作业方法。


背景技术：

2.小麦赤霉病又称烂穗病、麦秸枯、烂麦头、红麦头、红头瘴，是由多种镰刀菌侵染所引起的、发生在小麦上的病害，其不仅会造成小麦严重减产，更会恶化麦粒品质，引起食用的人畜中毒。长期以来，围绕小麦赤霉病开展的研究与防治，倍受行业关注。
3.小麦赤霉病的研究与防治，技术重点是如何落实小麦的抗侵染性、抗扩展性（更为重要的抗性）和/或耐害性等。小麦赤霉病的抗扩展性鉴定方法有病籽粒法、单花滴注法、喷雾法等技术措施。其中，单花滴注法能够精准的实现小麦赤霉病的抗扩展性鉴定，且是鉴定抗扩展性最主要的方法。
4.以单花滴注法进行小麦赤霉病的抗扩展性鉴定，其主要包含田间试验作业、统计分析作业等操作过程，例如中国专利文献公开的名称为“一种小麦赤霉病扩展抗性的鉴定评价方法”（公开号cn 105850537 a，公开日2016年08月17日）、“快速鉴定小麦赤霉病抗性的方法”（公开号cn 103276047 a，公开日2013年09月04日）、“一种小麦赤霉病抗性的快速鉴定方法”（公开号cn 103278619 a，公开日2013年09月04日）等技术。其中，以单花滴注法进行小麦赤霉病的抗扩展性鉴定的田间试验作业，是将小麦赤霉病的病菌接种在受检小麦的小穗上、并繁殖，以便于后期的观察、记录和分析作业。
5.传统的田间试验作业方法，主要是以下列步骤过程实现：步骤a. 选中受检小麦，以挂牌方式标记；步骤b. 剪除受检小麦麦穗的顶芒，以便于后续保湿袋的套装；步骤c. 在受检小麦上，以记号笔在选定的受检小穗的颍壳上涂色做记号；步骤d. 通过手指甲轻轻外掰受检小花的外稃，使受检小花的腔室露出缝隙；步骤e. 将移液枪的枪头伸入受检小花的腔室缝隙内，向受检小花的腔室内注射接种小麦赤霉病的菌液；步骤f. 将受检小花的外稃与内稃以手捏方式轻轻复位；步骤g. 在受检小麦的麦穗上套装保湿袋，并在穗下的穗茎节处对保湿袋的袋口进行捆扎封口；步骤h. 保湿2～3天之后，在受检小麦上去除保湿袋；步骤i. 在接种25～30天后观察、记录受检小麦的病菌发病情况。
6.按上述田间试验作业方法，受检小麦在菌液接种20天后的外部表现，见图6所示（注意，受检小穗的颍壳上的涂色为进口防水记号笔实现）。
7.上述田间试验作业方法，存在如下主要技术问题：1. 以记号笔在受检小穗的颍壳上涂色做记号，易受自然天气环境变化的影响，具体而言，雨天或湿气较重时段（例如晨露时段等），颍壳表层较为湿润，无法以记号笔在其上
进行涂色操作，作业受限；采用普通记号笔已涂色标记的受检小穗的颍壳，在后期的雨水、日光、风吹等影响之下易失色，导致标记失效，增大了后期观察、记录过程中的找寻技术难度，不仅影响了作业效率，而且有漏记的风险；若采用进口的防水记号笔进行涂色标记，则会明显增大试验成本；2. 以记号笔进行涂色标记，需要在受检小穗的颍壳、乃至相邻外稃上进行反复涂鸦，直至在所涂颍壳上显色，过程耗时长，效率低；3. 通过手指甲掰开受检小花的外稃，一方面需要定睛找准受检小花的外稃与内稃之间的包裹缝，作业效率低下；二方面需要手指甲划入受检小花的外稃与内稃之间的包裹缝内，将外稃外翘掰开，不仅效率低，而且不同小麦品种的小穗轴与主穗轴联结处的坚固程度不同，轻重不易掌握，易掰掉部分受检小穗；三方面复位时若用力不当，受检小穗的外稃易被掰变形，容易把受检小花内的菌液压迫出腔室，致使接种剂量不足而导致实验失败；4. 整个田间试验作业过程，基本需要四个人协作完成，具体分工而言，第一个人（一手套彩色胶带圈或手执吊牌与铅笔，一手拿小剪刀）进行受检小麦的标记，以及剪除受检小麦麦穗的顶芒；第二个人（手拿记号笔与擦拭工具-擦拭水滴或灰尘）对受检小麦麦穗上的受检小穗进行涂色标记；第三个人对受检小穗上的受检小花进行掰开及注射接种；第四个人进行保湿袋套装；经反复试验计算，以一天工作约8小时，四人一天协作完成接种套袋试验约1000穗。
8.因此，上述传统的田间试验作业方法，存在易受自然天气环境影响限制、作业效率低、作业成本高等技术问题，不适宜在田间进行规模化试验接种。


技术实现要素：

9.本发明的技术目的在于：针对上述小麦赤霉病抗扩展性鉴定技术的特殊性，以及现有田间试验作业方法的技术不足，提供一种不受自然天气环境（主要指雨天和湿气较重时段）影响限制、作业效率高、作业成本低的田间试验作业方法。
10.本发明的技术目的通过下述技术方案实现，一种小麦赤霉病抗扩展性鉴定作业方法，所述作业方法包括下列步骤：步骤1. 选中受检小麦并标记；步骤2. 剪除受检小麦麦穗的顶芒；在受检小麦的受检小穗上选定左、右位排布的两个受检小花，以不伤小花腔室内的雌蕊和雄蕊为前提，剪除两个受检小花的外稃和内稃顶端处的包含侧芒部分，使两个受检小花的腔室分别露出缝隙；步骤3. 将移液枪的枪头分别伸入受检小花的腔室缝隙内，向受检小花的腔室内注射接种小麦赤霉病的菌液；
步骤4. 在受检小麦的麦穗上套装保湿袋，并在穗下的穗茎节处对保湿袋的袋口进行捆扎；步骤5. 保湿2～3天之后，在受检小麦上去除保湿袋；步骤6. 在接种25～30天后观察、记录受检小麦的病菌发病情况。
11.作为优选方案之一，步骤1中，所述受检小麦标记，是在穗颈节间处以缠绕彩色胶带和/或挂彩色标记牌的方式实现。
12.作为优选方案之一，步骤2中，所述受检小花的外稃和内稃顶端处的包含侧芒部分的剪除，是在受检小麦抽穗之后、开花之前完成，且此时受检小花的腔室内雄蕊花药呈绿色状。
13.作为优选方案之一，步骤2中，所述受检小花，为受检麦穗中下部位置处小穗上的以左、右位排布的两个小花。
14.作为优选方案之一，步骤2中，所述受检小花的外稃和内稃顶端处被剪除之后，受检小花的腔室内部至少具有15～20ul的容积。
15.作为优选方案之一，步骤3中，所述受检小花的腔室内注射接种的小麦赤霉病菌液为10ul剂量。左、右位排布的两个受检小花内共注射接种的小麦赤霉病菌液为20ul剂量（即左、右各10ul）。
16.作为优选方案之一，步骤4中，所述保湿袋为能够容纳的下受检小麦麦穗的长条形透明塑料袋。
17.本发明的有益技术效果是：上述技术针对于小麦赤霉病抗扩展性鉴定技术的特殊性，在不伤小花腔室内的雌蕊和雄蕊的前提下，通过剪除受检小花的外稃和内稃顶端处的包含侧芒部分作为受检小穗的标记，同时以露出的受检小花的腔室缝隙作为向受检小花内部注射接种病菌的通道，以实现标记和开缝双重作用。
18.更为具体的，上述技术措施能够带来如下主要有益技术效果：1. 无需采用记号笔在受检小穗上进行标记，这也就消除了记号笔标记所存在的技术问题，相较具有不受自然天气环境的影响和限制、无需搭建防雨作业帐篷、无需花销记号笔购置成本、受检小穗标记作业效率高、受检小穗的标记在后期不存在失效等技术优势；2. 通过剪除受检小穗上的受检小花的外稃和内稃顶端处的包含侧芒部分，对受检小穗进行标记，该标记成型过程耗时短、快速、高效，在后期的观察、记录过程中不存在失效的技术问题，有效期可持续至小麦收获，长效性好，有利于后期快速、高效地找寻与统计实验结果，漏记风险低；3. 在对受检小穗上的受检小花以剪除侧芒标记的同时，形成了外露的小花腔室缝隙，移液枪的枪头能够直接伸入受检小花的腔室内，无需另行以手指甲掰开受检小花的腔室，这亦就消除了手指甲掰开与复位受检小花腔室时所存在的技术问题，相较具有接种作业效率高、不易掰断受检小穗、受检小穗生长质量不受影响、接种剂量充足等技术优势，注射接种后的菌液能够足量的对受检小花腔室内的雌蕊和雄蕊进行浸泡，不受后续操作影响，有利于提高单花滴注法试验的成功率与准确度；4. 本发明的整个田间试验作业过程，基本需要三个人协作完成，相较于传统的四人协作完成而言，人工成本低；具体分工而言，第一个人（一手套彩色胶带圈，一手拿小剪刀）进行受检小麦的标
记，以及剪除受检小麦麦穗的顶芒，在剪除麦穗顶芒的过程中，顺带剪除受检小穗上的受检小花的外稃和内稃顶端处的包含侧芒部分；第二个人通过受检小花的腔室外露缝隙直接进行小麦赤霉病菌液的注射接种；第三个人进行保湿袋的套装；经反复试验计算，以一天工作约8小时，三人一天协作完成接种套袋试验超过2000穗、接近3000穗，是传统四人一天协作完成的2倍多、接近3倍，作业效率高、作业成本低的技术效果显著。
19.因此，上述技术措施不受自然天气环境（主要指雨天和湿气较重时段）的影响限制，具有作业效率高、作业成本低、作业质量高等特点，一方面有利于在田间进行规模化试验接种，二方面有利于提高小麦赤霉病抗扩展性鉴定结果的可靠性。
附图说明
20.图1为小麦麦穗结构中的侧芒、顶芒排布区域示意图。
21.图2为小麦麦穗的小穗结构中的小花结构及顶端剪除区域的示意图。
22.图3为菌液接种之后套装保湿袋在单株小麦上实施的实物照片。
23.图4为菌液接种之后套装保湿袋在田间小麦上实施的实物照片。
24.图5为依照本发明作业方法，在菌液接种20天后的小麦外部表现实物照片。
25.图6为依照传统作业方法，在菌液接种20天后的小麦外部表现实物照片。
具体实施方式
26.本发明涉及小麦抗病性试验技术，具体是一种小麦赤霉病抗扩展性鉴定的田间试验作业方法，下面结合说明书附图-即图1、图2、图3、图4和图5对本发明的技术方案内容进行清楚、详细的阐释。
27.参见图2所示，小麦作为雌雄同株的禾本科植物，其麦穗是由穗茎节上长出的主穗轴（沿茎秆方向的穗部轴部分）、从主穗轴上长出的小穗轴1、以及小穗轴1上长出的多个小穗构成。
28.每个小穗是由小穗轴1、外侧的两片颍壳2及多个小花3构成。
29.每个小花3由一片外稃31、一片内稃32，以及处在外稃31和内稃32包覆之间腔室内的三枚雄蕊34、一枚雌蕊33和两枚浆片构成。
30.在小麦的麦穗结构中，从每个小穗的外稃和内稃顶端处长出的芒，在麦穗的外周斜向外延排布，称之为侧芒。大部分侧芒在麦穗的外周呈斜向发散状排布，少部分、特别是麦穗顶端处的侧芒则顺着麦穗的轴向排布。包括部分侧芒在内，延伸至麦穗顶端处的芒，称之为顶芒，即在麦穗顶端处排布的芒，见图1所示。
31.以上小麦的一些常规性知识的介绍，有助于对本发明的田间试验作业方法进行清楚地理解。
32.本发明的田间试验方法，为小麦赤霉病抗扩展性鉴定的一种实现方式，即以单花滴注法进行小麦赤霉病的抗扩展性鉴定，其包括下列具体步骤：步骤1. 在田间选中受检小麦；在选中的受检小麦的穗茎节处，以缠绕彩色胶带的方式进行标记，通过缠绕的彩
色胶带有利于试验作业人员醒目、准确、高效的发现田间选中的受检小麦，且缠绕的彩色胶带稳定、不易脱落，长效性好；不同颜色的彩带标识不同的接种日期，同时便于后续操作中日期的计算；当然，该标记还可以结合挂彩色标记牌的方式实现，这样在标记的同时有利于清楚载明试验相关数据，例如小麦品种、小麦赤霉病株系、注射接种剂量、时间等等，总之有助于试验后期的记录、分析；挂彩色标记牌相较于缠绕彩色胶带而言，需要多拿一支记号笔或铅笔，且在作业过程中需要在手中倒腾，不及缠绕彩色胶带高效；步骤2. 在受检小麦抽穗之后、开花之前，其相对较早开花的小穗（即麦穗的中下部位置处的小穗）的小花腔室内的雄蕊花药呈绿色状，在此时节，选中受检小穗及受检小穗上的受检小花，选中的受检小花为受检小穗上的左、右位并排的两个；用剪刀剪除受检小麦麦穗的顶芒，使麦穗的整体长度大幅缩短，并使麦穗顶部结构有利于束紧集中，以便于下述步骤4中的保湿袋套装，确保保湿袋能够将整个麦穗包覆；同时，用剪刀剪除顶芒的麦穗，还可以配合步骤1中的标记方式对受检小麦起到一定的标记作用；剪除麦穗的顶芒之后（或者，在剪除麦穗的顶芒之前），以不伤小花腔室内的雌蕊和雄蕊为前提，用剪刀剪除所选定两个受检小花的外稃和内稃顶端处的包含侧芒部分，最好是将所选定两个小花的顶端处同时一刀剪除，这样有利于提高剪除效率及剪除质量，使两个小花的顶端处被剪除部分基本一样大小；进而使受检小花的外稃和内稃的侧芒去除，同时使受检小花的外稃和内稃的顶端处部分去除，使受检小花的外稃和内稃之间在顶端处露出配合缝隙，即受检小花在外稃和内稃的顶端处露出腔室的缝隙（剪除轨迹见图2中标号4所示的剪切线）；剪除受检小花的外稃和内稃的顶端处之后，小花腔室内的雌蕊和雄蕊紧贴在外稃和内稃之间的根部处，不存在剪伤雌蕊和雄蕊的技术问题；最好是，受检小花的外稃和内稃顶端处被剪除之后，受检小花的腔室内仍应具有约15～20ul的容积，以实现实际接种约10ul剂量的菌液的盛装；即左、右位排布的两个受检小花的腔室内部分别具有约15～20ul的容积；步骤3. 将移液枪的枪头分别伸入受检小花的腔室缝隙内，向两个受检小花的腔室内分别注射接种约10ul剂量的小麦赤霉病的菌液，即左、右位排布的两个受检小花的腔室内共注射接种的小麦赤霉病菌液约为20ul剂量（左、右各10ul）；这样以同一小穗上的左、右两个小花为试验对象，有利于提高试验成功率；注射的菌液充分浸泡小花腔室内的雌蕊、雄蕊，小麦赤霉病菌会以雄蕊的花粉管为主要快速通道，入侵到雌蕊的子房中，有利于发病起始点的一致性；步骤4. 在受检小麦的麦穗上套装保湿袋，该保湿袋为能够容纳的下受检小麦麦穗的长条形透明塑料袋，无破损，类似于常见的豆浆打包袋；套装到位的保湿袋将受检小麦的麦穗全部包裹，通过丝线等，将保湿袋的袋口捆扎在穗下的穗茎节处，保湿袋的袋口进行封口，捆扎力度不得损伤小麦（见图3和图4所示）；而且，丝线的捆扎应易于拆解，即最好以活节进行捆扎，这样有利于后续的快速拆除；套袋保湿，整个麦穗由于自身呼吸作用，袋内水分充足，麦穗处在湿润环境之中，有利于充分发病，使病菌充分繁殖；
步骤5. 保湿2或3天（通常为3天）之后，在受检小麦上去除保湿袋；步骤6. 在接种25～30天之后，观察、记录受检小麦的病菌发病情况（见图5所示）。
33.观察、记录数据的分析、鉴定过程，以已公开的常规技术措施为准，非本发明的技术贡献所在。
34.以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制。
35.尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，例如极少数的小麦无芒麦，其依然适用本发明剪除受检小穗上的受检小花的外稃和内稃顶端处；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。