中稻兩用核不育系0SH089和0SH099的特征特性研究

，，，，，立云，

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128)

2012-01-10

陳 謙(1986—)，男，湖南岳陽人，碩士研究生， Email：ccchenqq@gmail.com。*通信作者，Email:chenliyun996@163.com。

農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目(2010GB2D200314；2011GB2D200007)；湖南省自然科學(xué)基金項目(10JJ4012)。

中稻兩用核不育系0SH089和0SH099的特征特性研究

陳謙，李智慧，唐文邦，雷東陽，鄧化冰，陳立云*，賀治洲

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128)

選用水稻兩用核不育系0SH089、0SH099和4個恢復(fù)系，按不完全雙列雜交配置8個組合(以C815S為對照)，對其農(nóng)藝性狀、不育起點溫度、異交特性、稻米品質(zhì)等進行了分析，結(jié)果表明：水稻兩用核不育系0SH089和0SH099的播始歷期均為79 d，較對照C815S短，劍葉都具有長、直、寬的特點，光能利用效率高，分蘗較多、株型緊湊，株高分別為64.8，63.3 cm，抗倒伏能力強；單株總穎花數(shù)分別為197.3朵和196.2朵，著粒密度大；0SH089開穎歷期較長、不閉穎率較高，異交結(jié)實率方面0SH089優(yōu)于0SH099，均優(yōu)于對照C815S，制種產(chǎn)量潛力可觀；兩不育系的稻米品質(zhì)都很理想，多項指標達到國家一級優(yōu)質(zhì)秈稻標準。

中稻；兩用核不育系；育性鑒定；異交特性

水稻兩系法雜種優(yōu)勢利用關(guān)鍵在于兩用核不育系的選育。目前，生產(chǎn)上兩用核不育系大多缺乏系統(tǒng)和完善的基礎(chǔ)研究，以致出現(xiàn)兩用核不育系不育起點溫度偏高、雜交制種風(fēng)險較大、雜交稻組合米質(zhì)不過關(guān)等問題。因此，選育不育起點溫度低、育性表達穩(wěn)定、農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀優(yōu)良、配合力強、米質(zhì)優(yōu)的水稻兩用核不育系是當(dāng)前亟待解決的技術(shù)關(guān)鍵。0SH089和0SH099是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻科學(xué)研究所近年來新選育的中稻兩用核不育系。筆者對這2個新選中稻兩用核不育系的部分農(nóng)藝性狀、不育起點溫度、異交特性、稻米品質(zhì)等進行考察和研究，旨在為這2個中稻兩用核不育系配制組合、雜交制種及改良應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

水稻兩用核不育系0SH089，0SH099，C815S及恢復(fù)系H361，4418，92194，92242均由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻科學(xué)研究所提供。

1.2 試驗設(shè)計

兩用核不育系0SH089，0SH099及對照C815S分別于2011年5月16日和5月26日分2期播種于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗田，4葉1心時移栽，每個品系種8行，每行10株，株行距為13.2 cm×19.8 cm，常規(guī)田間管理。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀考察

生育期記載：分別記載播種日期、移栽日期、始穗期、齊穗期，并計算其播始歷期；葉齡記載：在秧苗移栽前，分別選取生長正常且有代表性的單株10株，用紅油漆標記第4葉，移栽，至返青后，每隔3 d調(diào)查1次主莖葉齡，至劍葉完全抽出為止，標記葉齡；分蘗記載：分蘗開始時，分別選取生長正常的單株10株，每隔3 d調(diào)查1次分蘗數(shù)，至低位分蘗不變時為止；上3葉形態(tài)特征：終花后，分別選取有代表性的單株5株，測量劍葉、倒二葉、倒三葉的長和寬；在各供試材料中分別選取生長正常的單株20株，每株選取生長正常的單莖，測量劍葉張開角度和倒二葉張開角度；地上部節(jié)間形態(tài)特征：終花后，分別選取有代表性的單株2株，測量穗頸節(jié)、倒二節(jié)、倒三節(jié)的長度；株高及穗部性狀：終花后，分別選取有代表性的單株5株，記載其株高、有效穗數(shù)、穗長、每穗總粒數(shù)和著粒密度。

1.3.2 育性鑒定

待供試材料的主莖劍葉葉枕與倒二葉葉枕平齊時，在各供試材料中分別取12株，移入口徑為20 cm的塑料盆缽中，分4缽，每缽3株，放入人工水溫控制池進行低溫處理。處理時自然光照，并設(shè)23℃和23.5℃兩檔溫度，同一溫度的水池內(nèi)各材料處理2缽，連續(xù)處理6 d。低溫處理結(jié)束后，對劍葉葉枕與倒二葉葉枕距在±1.0 cm之間的單莖進行標記，然后移至自然條件下抽穗。當(dāng)標記的單莖抽穗時，取當(dāng)天將開花的穎花3朵，夾取花藥混合制片，用1% I2-KI溶液染色，在10×10倍光學(xué)顯微鏡下觀察3個視野，將花粉粒圓形、大小正常染色者記為可育花粉，其余均記為不育。連續(xù)鏡檢4 d，計算花粉可染率。

1.3.3 異交特性考察

日開花動態(tài)：盛花期，在各供試材料中分別取有代表性的10個主穗，從8:00至17:00調(diào)查穎花張開數(shù)，每30 min調(diào)查1次，用剪刀剪掉已張開穎花穎殼的1/3長作標記，取10穗平均值反映1 d的開花動態(tài)；開穎歷期：盛花期，隨機選取有代表性的10穗，每穗選1朵當(dāng)天即將開放的穎花，用記號筆在穎殼上標記，每10 min觀察1次，調(diào)查開穎至閉穎的時間；穎間距：開花盛期，隨機選取有代表性的30朵穎花，用游標卡尺測量內(nèi)外穎尖之間的距離，取其平均值；開穎角度：開花盛期，隨機選取有代表性的30朵穎花，測量角度，取其平均值；不閉穎率：終花后，隨機選取具有代表性的單穗5個，去掉包頸的部分，考查其不閉穎率；柱頭外露率：終花后，隨機選取10個具有代表性的單穗，調(diào)查柱頭單邊外露率、雙邊外露率，計算柱頭外露率；包頸粒率：終花后，隨機選取10個具有代表性的單穗，考查每穗包頸粒數(shù)和每穗總粒數(shù)，計算包頸粒率；不同父本授粉的異交結(jié)實率觀察：將0SH089，0SH099，C815S 和恢復(fù)系H361，4418，92194，92242于瀏陽江背小面積制種，噴施180 g/hm2的 “920”，每天人工輔助授粉2次，直至父本終花。成熟后在各小區(qū)中部隨機選取5個典型單株，考查異交結(jié)實率。

1.3.4 稻米品質(zhì)考察

用2011年海南春季繁殖的0SH089，0SH099和C815S作為供試樣品進行稻米品質(zhì)分析。從研磨品質(zhì)和外觀品質(zhì)方面測定供試樣品糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度和米粒長寬比，從稻米蒸煮品質(zhì)方面測定供試樣品的糊化溫度、膠稠度和直鏈淀粉含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 主莖葉片數(shù)及分蘗數(shù)

由表1可知，0SH089和0SH099主莖葉片數(shù)較對照C815S少，抽穗期較對照早，生育期短，0SH089分蘗能力較對照強，0SH099分蘗能力則較對照弱。

表1 供試材料的生育期、葉片數(shù)及分蘗數(shù)

2.2 上3葉及地上部節(jié)間形態(tài)特征

從表2可以看出，各供試材料上3葉長度順序為倒二葉、倒三葉、劍葉，0SH089和0SH099的劍葉分別比對照C815S長1.9 cm和0.9 cm；上3葉的寬度大小順序為劍葉、倒二葉、倒三葉，0SH089和0SH099的上3葉均比對照C815S寬。上3葉的葉面積決定了結(jié)實期單株和群體的受光數(shù)量和光量[1]。葉片受光面積增大，有利于提高光能利用效率，從而提升產(chǎn)量。0SH089和0SH099的劍葉以及倒二葉張開角度均比對照大。綜上所述，0SH089和0SH099上三葉的主要形態(tài)特征為：劍葉具有長、直、寬的特點，倒二葉、倒三葉比劍葉長且窄，劍葉張開角度較小，上三葉形態(tài)特征上與對照差異不大。

表2 供試材料的上3葉形態(tài)特征

從表3的數(shù)據(jù)可知，0SH089和0SH099株高分別比對照C815S矮2.7 cm和4.2 cm，節(jié)間長順序依次為穗頸節(jié)、倒二節(jié)、倒三節(jié)，0SH089和0SH099穗頸節(jié)分別比對照短0.8 cm和0.1 cm，倒二節(jié)分別比對照長1.6 cm和3.7 cm，倒三節(jié)分別比對照短0.4 cm和0.5 cm。0SH089和0SH099在地上部節(jié)間形態(tài)特征上除了倒二節(jié)，其他所有考察項的數(shù)值都比對照要小，在株高上較對照矮，有利于抗倒伏。

表3 供試材料的地上部節(jié)間形態(tài)特征

2.3 穗部性狀

0SH089和0SH099在有效穗數(shù)較對照優(yōu)勢不明顯且穗長較對照短的前提下，總穎花數(shù)和著粒密度大幅度高于對照(表4)，證明其產(chǎn)量潛力非常可觀。

表4 供試材料的穗部性狀

2.4 育性鑒定

育性鑒定結(jié)果表明，兩個新的不育系在不育起點溫度上還存在少許分離。對在23℃水溫處理6 d仍表現(xiàn)完全不育的單株，割后再生已獲得種子帶海南冬繁，有望育成不育起點溫度23℃的不育系。

2.5 日開花動態(tài)

由圖1可知,0SH089午前開花率為56.9%，0SH099午前開花率為55.3%，對照C815S午前開花率為74.5%，兩個供試材料的開花高峰時段明顯較對照晚；0SH099的開花高峰時段為10:30～13:30，較對照更為集中，0SH089的開花高峰時段為10:00～13:30，對照C815S的開花高峰時段為9:30～13:00，顯然，選擇開花高峰時段與供試材料吻合度高的父本配組，容易獲得制種高產(chǎn)。

圖1 供試材料的日開花動態(tài)

2.6 開穎習(xí)性和柱頭性狀

表5的數(shù)據(jù)顯示，0SH089開穎歷期比對照C815S長48.9 min，穎間距為4.47 mm，開穎角度為32.8°，不閉穎率為21.9%，比對照高12%；0SH099開穎歷期為127.2 min，比對照短5.4 min，穎間距為4.69 mm，開穎角度為33.3°,不閉穎率為4.8%。綜上所述，0SH089雖然有很長的開穎歷期，有更多的時間接受外來的花粉，但是其開穎角度小、穎間距小使其在空間上不容易接受外來花粉，加上其不閉穎率太高，容易使穎殼內(nèi)部受雨淋、霉菌感染，影響產(chǎn)量；0SH099開穎習(xí)性基本

表5 供試材料的開穎習(xí)性及不閉穎率

與對照C815S相當(dāng)，其不閉穎率較對照低，在異交特性上占優(yōu)勢。

從表6可以看出，0SH089和0SH099包頸粒率分別為17.7%和13.7%。柱頭外露率的高低，尤其是雙邊外露率的高低，能夠反映不育系異交結(jié)實率的好壞。柱頭外露率高，更加容易接受外來花粉，從而提高異交結(jié)實率，提高雜交制種的產(chǎn)量[2，3]。在雙邊外露率這項指標上，0SH089與對照C815S相當(dāng)，0SH099則略高于對照。盡管0SH089和0SH099包莖粒率均高于對照，但兩者的總外露率分別為49.3%和56.1%，較對照分別高出3%和9.8%，異交特性優(yōu)勢明顯。

表6 供試材料的柱頭外露率及包頸粒率

2.7 異交結(jié)實率

0SH089，0SH099和對照C815S分別與4個恢復(fù)系制種，兩個新不育系與各恢復(fù)系的異交結(jié)實率基本上都高于C815S，只有與92242的異交結(jié)實率略低于對照，0SH089與各恢復(fù)系異交結(jié)實率均值達到了57.3%，較對照高出7.3%，0SH099均值為53.2%，較對照高出3.2%，表明兩個不育系雜交制種的異交結(jié)實特性均較好(表7)。

表7 供試材料的異交結(jié)實率(%)

2.8 稻米品質(zhì)

0SH089出糙率和長寬比均高于對照C815S，堊白度和堊白粒率大幅低于對照，整精米率、直鏈淀粉含量和膠稠度略低于對照(表8)，其中出糙率和整精米率達到國家三級優(yōu)質(zhì)秈稻標準，堊白度達到國家二級優(yōu)質(zhì)秈稻標準，長寬比、堊白粒率和膠稠度達到國家一級優(yōu)質(zhì)秈稻標準。0SH099出糙率、整精米率和長寬比均高于對照，堊白度和堊白粒率大幅低于對照，直鏈淀粉含量和膠稠度略低于對照，其中出糙率達到國家三級優(yōu)質(zhì)秈稻標準，整精米率、堊白粒率、堊白度、長寬比和膠稠度均達到國家一級優(yōu)質(zhì)秈稻標準，優(yōu)勢非常明顯。

表8 供試材料的稻米品質(zhì)

3 小結(jié)與討論

研究結(jié)果表明，0SH089和0SH099的大部分考察項目表現(xiàn)基本相當(dāng)，二者播始歷期均為79 d，較對照C815S短；上3葉形態(tài)特征差異不大，劍葉都具有長、直、寬的特點，光能利用效率高；分蘗多、株型緊湊，株高分別為64.8，63.3 cm，較對照矮，抗倒伏能力強；單株總穎花數(shù)分別為197.3，196.2朵，著粒密度大；異交結(jié)實率方面0SH089優(yōu)于0SH099，且均優(yōu)于對照，產(chǎn)量潛力可觀；稻米品質(zhì)方面兩不育系都很理想，多項指標達到國家一級優(yōu)質(zhì)秈稻標準。

有研究[4～6]表明，不育系的開花習(xí)性與異交結(jié)實率密切相關(guān),直接影響制種的產(chǎn)量和繁種的純度。2個新的兩用核不育系在開花習(xí)性上表現(xiàn)出了一定的差異。0SH099的開花時間較0SH089和對照C815S集中，0SH089開穎歷期長、不閉穎率高，0SH099開穎歷期短、不閉穎率很低，兩者午前花率低于60%，但總體來看，二者異交特性都較好。制種時，選擇開花高峰時段和不育系基本吻合的父本，確定雙親適宜播差期，保證花期相遇，調(diào)節(jié)花時，適時趕粉，能達到制種高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的目的。

[1] 譚長樂，張洪熙，戴正元，等.優(yōu)質(zhì)秈稻揚稻6號庫源、流特性研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36(1)：26-30.

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CharacteristicsofMediumRiceMaleSterileLine0SH089and0SH099

(College of Agronomy，Hunan Agricultural University, Changsha , Hunan 410128, China)

In this study, several agronomical characteristics and grain quality traits of two newly developed PTGMS lines(0SH089 and 0SH099) were observed, the results showed that the growing duration from seeding to heading of 0SH089 and 0SH099 was 79 d, shorter than that of C815S; The flag leaves of the two new PTGMS lines were long, straight and wide which made them get a higher light use efficiency, 0SH089 and 0SH099 characterized with strong tillering ability, compact plant type and strong lodging resistance, the plant height were 64.8 cm and 63.3 cm respectively. The total number of spikelets were 197.3 and 196.2, also with high spikelet density features. A long floral opening duration, high non-closed floral rate and high outcrossing rate was found on 0SH089 which was better than 0SH099, however, for these features, both of the two new PTGMS lines were better than the control line C815S, indicated a considerable potentials for the seed production yield; The grain quality analysis results showed that both of 0SH089 and 0SH099 were very good and a couple of the quality traits meet the national first grade standards of excellent indica rice varieties.

Medium rice; Male sterile line; Fertility appraisal; Outcrossing characteristics

S511.032

A

1001-5280(2012)02-0111-05

10.3969/j.issn.1001-5280.2012.02.02

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