水稻光溫敏核不育系福龍S2的育性觀察

彭玉林，蘭華雄，徐淑英，左生力，馬益虎，蘇國(guó)藩

(福建省龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 363000)

用兩系法培育雜交稻是水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用的一個(gè)重要途徑，光溫敏核不育系是培育兩系雜交稻的主要遺傳工具，隨著雜交稻兩系法技術(shù)的日趨成熟，利用光溫敏核不育系配制的兩系雜交稻組合，已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[1]。福龍S2是龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的水稻光溫敏核不育系，于2006年11月通過(guò)福建省科技成果鑒定[2]，2009年獲得植物新品種權(quán) (品種權(quán)號(hào)20090399.6)。筆者所在課題組利用福龍S2與優(yōu)質(zhì)抗病的龍恢863、龍恢3381、龍恢 1031、龍恢 29、龍恢 6387、龍恢163、龍恢36等恢復(fù)系配組育成了多個(gè)兩系雜交稻新組合:福龍兩優(yōu)863、福龍兩優(yōu)3381、福龍兩優(yōu)1031、福龍兩優(yōu) 29、福龍兩優(yōu) 6387、福龍兩優(yōu)2163、福龍兩優(yōu)236等，這些組合 (品種)在品比試驗(yàn)、示范種植中均表現(xiàn)稻米品質(zhì)優(yōu)良、產(chǎn)量高、抗病性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，其中福龍兩優(yōu)863、福龍兩優(yōu)29分別于2011年和2014年通過(guò)福建省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定;福龍兩優(yōu)3381、福龍兩優(yōu)1031于2012年通過(guò)海南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定;福龍兩優(yōu)6387參加2015年福建省水稻生產(chǎn)試驗(yàn);福龍兩優(yōu)2163、福龍兩優(yōu)263參加2015年福建省水稻區(qū)試?yán)m(xù)試組。隨著福龍S2所配制的強(qiáng)優(yōu)勢(shì)新品種推廣應(yīng)用面積的逐年擴(kuò)大，對(duì)福龍S2的特征特性，尤其是開(kāi)花習(xí)性進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查研究顯得十分必要。本試驗(yàn)期望通過(guò)對(duì)福龍S2的育性和特征特性研究，為福龍S2大面積高純度繁殖及其所配制新組合的大面積制種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試不育系品種為水稻光溫敏核不育系福龍S2，以培矮64S為對(duì)照 (CK)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田設(shè)在龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所赤水基地內(nèi)，地力均勻、肥力中等、排灌方便。試驗(yàn)設(shè)16個(gè)處理，3次重復(fù)。福龍S2和培矮64S均于2014年3月5日至5月14日分期播種，每隔10 d播種1期，共8期。小區(qū)面積13.33 m2，均采用單本插，每期移栽約200株，插植密度20 cm×25 cm。田間管理按一般大田生產(chǎn)。

1.3調(diào)查內(nèi)容與方法

1.3.1播始?xì)v期與主莖葉數(shù)調(diào)查 觀察不同處理的始穗期，計(jì)算播始?xì)v期。每小區(qū)定點(diǎn)10叢，標(biāo)記主莖葉齡，每3～5 d記載1次，直至劍葉抽出為止。

1.3.2花時(shí)調(diào)查 在盛花期每小區(qū)選擇生長(zhǎng)正常的植株10叢進(jìn)行調(diào)查，從上午8:30開(kāi)始，每小時(shí)觀察1次，記錄該時(shí)段的開(kāi)花數(shù)，直至17:30結(jié)束，統(tǒng)計(jì)各個(gè)花時(shí)的開(kāi)花數(shù)。記載單穗從見(jiàn)穗至抽完的天數(shù)、單穗從開(kāi)始開(kāi)花至開(kāi)花完畢的天數(shù)、單株從見(jiàn)穗至抽完的天數(shù)、單株從開(kāi)始開(kāi)花至開(kāi)花完畢的天數(shù)[3]。

1.3.3株頭外露率調(diào)查 每小區(qū)隨機(jī)抽取100個(gè)已經(jīng)全部抽穗開(kāi)花的穗子，在實(shí)驗(yàn)室分穗統(tǒng)計(jì)柱頭雙邊外露穎花數(shù)、單邊外露穎花數(shù)和不外露穎花數(shù)，計(jì)算雙邊外露率、單邊外露率和總外露率。

1.3.4柱頭活力測(cè)定 于7月中下旬，每小區(qū)隨機(jī)抽取10叢，剪去已開(kāi)過(guò)和未開(kāi)過(guò)的所有穎花，留下當(dāng)天正在開(kāi)放的穎花，然后分穗套袋，次日上午水稻開(kāi)花前再剪去柱頭不外露的穎花，分別于開(kāi)花后24 h、48 h、72 h授以常規(guī)秈稻同品種新鮮足量花粉，掛牌標(biāo)記，20 d后取回室內(nèi)分別考查結(jié)實(shí)率，以此來(lái)判斷柱頭活力[4]。

1.3.5花粉敗育特征及自交結(jié)實(shí)率觀察 抽穗期每小區(qū)隨機(jī)取50個(gè)已部分開(kāi)花的稻穗，每穗分上中下各選取2朵即將開(kāi)放的穎花，每朵穎花取2～3枚花藥，放入滴有1%碘—碘化鉀溶液的載玻片上混合搗碎后進(jìn)行鏡檢，每個(gè)鏡片觀察3～5個(gè)視野，計(jì)算可染花粉粒與敗育度;始穗期每小區(qū)各套袋50穗，25 d后觀察套袋自交結(jié)實(shí)情況[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1播始天數(shù)與主莖葉數(shù)

從表1看出，同一品種不同播種期間的播始?xì)v期差異不顯著，同一播種期不同品種間的播始?xì)v期差異極顯著，福龍 S2播始?xì)v期86～89 d、平均為87.5 d，培矮64S播始?xì)v期79～82 d、平均為80.2 d，福龍S2播始?xì)v期比培矮64S長(zhǎng)7～8 d;兩個(gè)不育系品種的播始?xì)v期均隨著播種期的延后而縮短，但變化不明顯;福龍S2主莖葉片數(shù)15.0～16.5葉(平均15.8葉)，比培矮64S多1.5～2.0葉。

表1 福龍S2與對(duì)照培矮64S不同播種期生育特性比較

2.2開(kāi)花習(xí)性

據(jù)田間觀察，福龍S2群體抽穗整齊，開(kāi)花習(xí)性好，單穗抽穗第2 d頂部少量穎花開(kāi)花，到第4 d進(jìn)入高峰期，盛花歷期4～5 d，之后花期持續(xù)8～9 d。從花時(shí)分布情況 (圖1)看，在晴天穎花8:30開(kāi)始開(kāi)放，開(kāi)花高峰期在10:30～11:30，午前花率高達(dá)70%以上，與培矮64S相當(dāng)。由此可見(jiàn)，福龍S2與培矮64S一樣，花時(shí)早且比較集中，午前花比例高，這有利于繁殖制種獲得高產(chǎn)。

圖1 福龍S2與對(duì)照培矮64S的花時(shí)分布

2.3柱頭外露率

不育系柱頭外露率是不育系異交特性最重要的指標(biāo)之一。從表2可以看出，福龍S2與培矮64S相比，總的柱頭外露率沒(méi)有顯著差異，其中福龍S2為79.80%，較培矮64S低4.40個(gè)百分點(diǎn)。但是福龍S2與培矮64S的雙邊外露率與單邊外露率都存在極顯著差異，其中福龍S2的雙邊外露率為27.89%，比培矮64S低36.95個(gè)百分點(diǎn);單邊外露率為51.91%，比培矮64S高32.55個(gè)百分點(diǎn)。福龍S2的柱頭外露以單邊外露為主，培矮64S的柱頭外露以雙邊外露為主，兩個(gè)品種均具有較高的柱頭外露率。

表2 福龍S2與對(duì)照培矮64S柱頭外露率比較(單位:%)

2.4柱頭活力

田間調(diào)查結(jié)果(表3)表明，福龍S2開(kāi)花后柱頭活力強(qiáng)，隨著開(kāi)花時(shí)間延長(zhǎng)，柱頭活力降低，但下降速度比較緩慢。在父本花粉充足的條件下，24 h授粉結(jié)實(shí)率為67.20%，48 h為56.03%，72 h為46.86%;而培矮64S開(kāi)花后柱頭活力下降速度比較快，72 h降到23.16%。福龍 S2比培矮64S具有更好的異交結(jié)實(shí)特性，能獲得較高的制種產(chǎn)量。

表3 福龍S2與對(duì)照培矮64S異交結(jié)實(shí)率比較(單位:%)

2.5花粉敗育特性與自交結(jié)實(shí)率

田間調(diào)查及取樣鏡檢結(jié)果 (表4)表明，不同播種期顯著影響水稻光溫敏核不育系花粉的育性，即隨播種期的延遲，福龍S2與培矮64S的花粉不育率逐漸升高，套袋自交結(jié)實(shí)率逐漸降低。福龍S2和培矮64S分別從第Ⅳ期和第Ⅴ期開(kāi)始花粉不育率驟升和套袋自交結(jié)實(shí)率驟降。說(shuō)明福龍S2與培矮64S都有一個(gè)明顯的育性轉(zhuǎn)換期，即:福龍S2從第Ⅵ期 (始穗期為7月20日)開(kāi)始，花粉不育率為99.99%，接近100%;套袋自交結(jié)實(shí)率為0.01%，接近0;而培矮64S則從第Ⅶ期 (始穗期為7月21日)開(kāi)始，花粉不育率為99.99%，接近100%;套袋自交結(jié)實(shí)率為0.01%，接近0。由此可知，福龍S2的穩(wěn)定不育期從7月20日開(kāi)始，而培矮64S的穩(wěn)定不育期從7月21日開(kāi)始，福龍S2的穩(wěn)定不育期較對(duì)照培矮64S早1 d。在育性轉(zhuǎn)換期之前的育性則不穩(wěn)定。

表4 福龍S2與對(duì)照培矮64S不同播種期花粉敗育性與套袋自交率比較

經(jīng)生物統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，不同播種期對(duì)鏡檢花粉不育率有著極顯著的影響，品種間差異不顯著;不同播種期對(duì)套袋自交結(jié)實(shí)率也有著極顯著的影響，品種間差異不顯著，福龍S2的套袋自交結(jié)實(shí)率與培矮64S相當(dāng)。說(shuō)明福龍S2與培矮64S一樣，其育性對(duì)光溫條件要求比較嚴(yán)格。

3 小結(jié)與討論

3.1福龍S2主莖葉片數(shù)16葉左右，多于培矮64S。在龍巖市的播始期比培矮64S長(zhǎng)7～8 d，在制種安排播差期時(shí)，要以當(dāng)?shù)夭ナ細(xì)v期的數(shù)據(jù)為依據(jù)，以便選擇最佳抽穗揚(yáng)花期，確保父母本盛花期相遇，獲得高產(chǎn)。

3.2福龍S2花期集中，柱頭外株率高，柱頭活性強(qiáng)，異交結(jié)實(shí)率高，其各項(xiàng)育種指標(biāo)較為理想，但繁殖制種應(yīng)注意盛花期避開(kāi)高溫，且九二○首次噴施時(shí)母本抽穗比例應(yīng)控制在8%以內(nèi)。

3.3福龍S2在龍巖稻區(qū)的穩(wěn)定不育期從7月20日開(kāi)始，但是每年的溫度變化有所不同，前后會(huì)有1～2 d的差距，符合國(guó)家“863”計(jì)劃制定的優(yōu)良水稻光溫敏核不育系的穩(wěn)定不育期的標(biāo)準(zhǔn)[6]。

3.4田間調(diào)查及取樣鏡檢結(jié)果表明，花粉和穎花的育性受不同播種期影響顯著，不同播種期對(duì)花粉不育率有著極顯著的影響，品種間差異不顯著;不同播種期對(duì)套袋自交結(jié)實(shí)率也有著極顯著的影響，品種間差異不顯著，福龍S2的套袋自交結(jié)實(shí)率與對(duì)照培矮64S相當(dāng)，其可育性對(duì)光溫條件要求比較嚴(yán)格。

3.5福龍S2是中熟型優(yōu)質(zhì)不育系，已經(jīng)配組出一批優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的兩系稻新組合，應(yīng)加大其測(cè)交配組篩選力度，可望在改進(jìn)中晚稻品質(zhì)上取得突破。

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