水稻葉色黃化不育系H08S雜交組合產(chǎn)量分析

沈建凱 林秋云 賀治洲

摘 要 H08S是一個帶有葉色黃化標(biāo)記性狀的光溫敏雄性核不育系，具有重要的生產(chǎn)應(yīng)用價值。為探索研究H08S配組特性，對H08S與15個父本測配的組合進(jìn)行產(chǎn)量特性分析發(fā)現(xiàn)，H08S配組的雜交品種產(chǎn)量優(yōu)勢好，增產(chǎn)組合品種率高，值得經(jīng)一步擴(kuò)大測配規(guī)模，選育優(yōu)良的雜交水稻品種（組合）。

關(guān)鍵詞 水稻 ；葉色標(biāo)記 ；光溫敏雄性核不育 ；H08S ；產(chǎn)量

中圖分類號 S511 ；S314 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2019.02.006

Abstract Rice line H08S is a photoperiod-therma-sensitive genic male sterile （PTGMS） line with yellow leaf marker， and has important application value in rice production. The rice line H08S was used to combine with 15 male lines， and its hybrids or combinations were analyzed in terms of yield trait in order to study the mating characteristics of this line. The results showed that the hybrids of H08S had good yield advantage with higher rate of yield increment. It was worthwhile to further expand testing of more combinations to select elite rice hybrids （combinations）.

Keywords rice； leaf color marker； photoperiod-thermo-sensitive genic male sterile line； H08S； yield

中國雜交水稻的成功研制并應(yīng)用與生產(chǎn)是當(dāng)代農(nóng)業(yè)發(fā)展史上的重大事件，水稻單產(chǎn)的大幅度提高，創(chuàng)造了巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。至2013年中國雜交水稻的推廣面積累計達(dá)5.32億hm2，為保障國家糧食安全發(fā)揮了重要作用[1]。以核質(zhì)互作雄性不育系為遺傳工具的三系法雜交水稻（第1代雜交水稻）和以光溫敏核不育系為遺傳工具的兩系法雜交水稻（第2代雜交水稻）的研究相繼成功與應(yīng)用對國家糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)巨大[2]。

三系法雜交水稻是雜交水稻經(jīng)典的方法，優(yōu)點(diǎn)是不育系育性穩(wěn)定，不受環(huán)境的影響，但其不育系選育效率低，而且受恢保關(guān)系制約，配組不自由。這也是三系雜交水稻的面積和產(chǎn)量多年徘徊不前的重要原因。兩系法雜交水稻最大的優(yōu)點(diǎn)是其不育系育性僅受細(xì)胞核基因控制，與細(xì)胞質(zhì)無關(guān)，正常水稻品種均可成為其恢復(fù)系，因而能夠自由配組，且可用培育親本的種質(zhì)資源多，所以，兩系法比三系法更容易培育出產(chǎn)量更高、抗性更好、品質(zhì)更優(yōu)的雜交水稻組合。兩系法雜交水稻也存在著明顯的不足，其不育系的育性不僅受遺傳基因控制，同時還受光溫等生態(tài)因子的調(diào)控[2]，隨著繁殖世代的增加不育系的臨界溫度可能發(fā)生漂變[3]，不育系育性的波動，造成兩系法雜交水稻種子純度下降。

葉色變異作為水稻等理想的形態(tài)學(xué)標(biāo)記，可作為篩選標(biāo)記用于鑒別真假雜種、雜交育種及良種繁種的生產(chǎn)實(shí)踐中。以葉色標(biāo)記不僅能簡化雜交稻純度鑒定，節(jié)約鑒定周期，而且能提高雜交水稻生產(chǎn)的田間純度，對于雜交稻的生產(chǎn)具有重要作用[4-5]。目前，我國已經(jīng)利用葉色突變體選育出了白豐A、玉兔S、全龍A等白化轉(zhuǎn)綠型水稻不育系[6-8]，也有整個生育期表現(xiàn)淡黃葉被成功應(yīng)用的例子[9]。H08S是深08S在海南種植中發(fā)現(xiàn)的一株葉色黃化突變體，并經(jīng)過3年的自交選育、鑒定于2016年育成帶有葉色黃化標(biāo)記性狀的水稻光溫敏雄性核不育系。在生產(chǎn)實(shí)踐中，黃葉性狀可以被明顯且容易識別，所以在H08S種子繁殖、雜交制種生產(chǎn)過程中，可以容易識別并清除H08S群體中的雜株品種，提高親本繁殖種子純度和雜交種子的純度，提高生產(chǎn)效率，降低成本，在提高水稻種子純度和簡便鑒定種子純度上具有重要實(shí)踐意義。筆者選取了02428等15個父本與H08S進(jìn)行配組獲得雜交種子，初步研究了H08S配組的一般特性和配組雜交配組產(chǎn)量特性，為H08S應(yīng)用實(shí)踐初步奠定了基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于屬熱帶氣候的海南省儋州市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所水稻綜合試驗(yàn)基地。試驗(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)含量30.34%，堿解氮91.17 mg/kg，速效磷44.72 mg/kg，速效鉀139.17 mg/kg，pH 5.75。

1.1.2 試驗(yàn)材料

水稻品種雜交水稻特優(yōu)009（對照）和用于與H08S配組的15個父本，均來自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所。15個父本02428是來自江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)院的廣親和粳稻品種，其它父本均為中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所最新選育的秈稻恢復(fù)系，分別為K17BCP003、K17BCP005、K17BCP006、K17BCP008、K17BCP009、H17BSP001、H17BSP002、H17BSP003、H17BSP004、H17BSP005、H17BSP006、H17BSP007、H17BSP008、H17BSP009，生育期為110～125 d。對照品種特優(yōu)009屬秈型三系雜交水稻，早稻全生育期平均125 d左右，。株型適中，葉片較寬大，后期轉(zhuǎn)色較好，株高117.6 cm，每畝有效穗數(shù)17.3萬穗，穗長24.1 cm，每穗總粒數(shù)135.2粒，結(jié)實(shí)率82.2%，千粒重29.6 g。稻瘟病平均抗性6.8級，最高7級；白葉枯病抗性7級。整精米率43.7%，長寬比2.6，堊白粒率96%，堊白度29.7%，膠稠度44 mm，直鏈淀粉含量21.3%。

試驗(yàn)在2017年晚季和2018年早季進(jìn)行。2017年晚季，分3批播種父本種子，間隔6 d播種1批，分2批播種H08S的種子，H08S第1批種子和第2批父本同時播種，第1批父本播種時間7月18日。每批父本種植兩行，中間空留40 cm間距，用于移植母本。待父本和母本都開花時，將母本植株移植10株到兩行父本的中間并隔離，防止外來花粉串粉造成種子不純，每天中午人工趕花粉給H08S授粉，連續(xù)4～5 d。授粉結(jié)束后25 d收獲H08S雜交種子，即為試驗(yàn)所用H08S的15個雜交組合種子。

試驗(yàn)所用肥料為挪威牌復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15），由儋州喜農(nóng)農(nóng)資店提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用間比法，每4個H08S組合種植1個對照品種特優(yōu)009。每個品種種植6行，每行種植8株，每穴插秧苗1粒谷苗，種植規(guī)格20 cm×20 cm，試驗(yàn)四周設(shè)置4行保護(hù)行。

2018年早稻2月27日播種H08S的15個雜交組合種子和對照特優(yōu)009種子。所有種子播種前，將種谷用強(qiáng)氯精浸種消毒后，用清水將種谷洗干凈后催芽，待胚根長至0.5 cm即可播種。秧田秧廂整成微帶龜背型，做到下粗上細(xì)，表層泥漿融合。廂溝、腰溝、圍溝，溝溝相通，排灌暢通。秧苗生長至1葉1心時，每公頃秧田用750 g多效唑兌成1 000倍藥液均勻噴施1次。秧苗生長至4葉1心期，3月25日挑選生長一致的秧苗移栽至試驗(yàn)田。試驗(yàn)田采用一次性全層施肥施用挪威牌復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）750 kg/hm2，其它田間管理同大田水稻常規(guī)生產(chǎn)管理。

1.2.2 數(shù)據(jù)采集方法及分析

水稻成熟期調(diào)查水稻有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重及測產(chǎn)。隨機(jī)中間4行的3株考種，收獲中間4行的其中2行測產(chǎn)，作為株（穴）產(chǎn)量。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計和繪圖使用Excel 2007，數(shù)據(jù)分析使用DPS v7.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 H08S雜交組合產(chǎn)量特性

從表1可以看出，H08S的雜交組合產(chǎn)量表現(xiàn)較好，表現(xiàn)較對照增產(chǎn)的組合有9個，占總組合數(shù)的60%，增產(chǎn)幅度2.63%～49.07%，減產(chǎn)的組合有6個，占總組合數(shù)的40%，減產(chǎn)幅度1.32%～39.82%。較對照增產(chǎn)組合平均單株產(chǎn)量為35.68 g，折算產(chǎn)量為6 369.15 kg/hm2；較對照減產(chǎn)組合平均單株產(chǎn)量25.62 g，折算產(chǎn)量為4 872 kg/hm2。

H08S的15個雜交組合的平均單株產(chǎn)量為32.33 g，折算產(chǎn)量為5 770.35 kg /hm2；而對照特優(yōu)009平均單株產(chǎn)量31.03 g，折算產(chǎn)量為5 539.35 kg/hm2，H08S的雜交組合的平均產(chǎn)量較對照增產(chǎn)4.17%（表2）。可見，H08S的雜交組合綜合優(yōu)勢較強(qiáng)，值得進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模研究，選擇優(yōu)良的雜交組合進(jìn)行豐產(chǎn)性、適應(yīng)性試驗(yàn)，盡早發(fā)揮該品種的效益。

2.2 H08S雜交組合產(chǎn)量構(gòu)成分析

為了研究H08S雜交組合產(chǎn)量構(gòu)成情況，選取H08S/02428組合測定了有效穗、穗長、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、空粒數(shù)、粒長、粒寬、千粒重等指標(biāo)。從表3可以看出，H08S/02428組合有效穗、穗長、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、空粒數(shù)、粒長、粒寬、千粒重分別為7.67個、22.66 cm、181.70粒、93.06%、12.61粒、7.64 mm、3.13 mm、22.90 g，其中穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率高于對照特優(yōu)009，說明H08S的雜交組合可能是大穗高庫容類型的品種，在配組實(shí)踐中應(yīng)注意選擇分蘗能力較好的父本，可能更容易配出高產(chǎn)組合。

3 討論與結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，H08S配組的雜交品種產(chǎn)量優(yōu)勢較好，增產(chǎn)組合品種率高，在配組的15個雜交組合中，表現(xiàn)比對照品種增產(chǎn)的數(shù)量已經(jīng)超過60%，增產(chǎn)5%以上的組合占增產(chǎn)組合品種的66.7%，且15個雜交組合平均產(chǎn)量較對照的增加4.17%，說明H08S的雜交組合優(yōu)勢較強(qiáng)，值得進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模研究，但在實(shí)踐中盡量選擇分蘗性較好米質(zhì)優(yōu)良的父本進(jìn)行配組，選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交水稻新品種。

葉色突變在植物中出現(xiàn)頻率較高，有自發(fā)突變、人工誘發(fā)突變、插入突變和基因沉默突變等，已在水稻、擬南芥、小麥、大麥、玉米、大豆、黃瓜、棉花、馬鈴薯等幾乎所有高等植物中發(fā)現(xiàn)了葉色突變體。植物葉色突變體的主要特點(diǎn)是葉色表現(xiàn)為不正常的綠色，主要表現(xiàn)在苗期，因此通常把苗期的葉色表型作為突變體的分類標(biāo)準(zhǔn)，分為白化、黃化、淺綠、條紋、斑點(diǎn)等主要類型[10]。而后續(xù)研究中又發(fā)現(xiàn)更多不同的葉色變異類型，為此，Awan等[11]進(jìn)一步將葉色突變體細(xì)分為白化、黃化、淺綠、條紋、綠白、白翠、黃綠、綠黃 8 種類型。然而葉色突變體的表型十分豐富，目前沒有一種很完善的分類方法可以區(qū)分所有的葉色突變體。水稻葉色突變體的葉色突變很多受生育進(jìn)程或光溫等環(huán)境因素影響，呈現(xiàn)動態(tài)變化過程，其中最典型的是轉(zhuǎn)綠型葉色突變，即早期生長階段表現(xiàn)出缺綠的表型，在后期生長過程中會逐漸轉(zhuǎn)綠，產(chǎn)生大多數(shù)綠色葉片。目前發(fā)現(xiàn)并報道的水稻轉(zhuǎn)綠型葉色突變體主要有白化轉(zhuǎn)綠、黃化轉(zhuǎn)綠、條紋轉(zhuǎn)綠等類型[12]。已有研究表明，大多數(shù)的葉色突變體葉色變異表型出現(xiàn)時往往伴隨著葉綠體超微結(jié)構(gòu)和光合能力的變化[13]。葉色突變也直接與葉綠體發(fā)育相關(guān)，是研究植物葉綠素合成、代謝、調(diào)控、葉綠體發(fā)育機(jī)制和過程以及光合作用機(jī)理等理想的研究材料[14-16]。因此，研究H08S也是研究水稻葉色變異分子機(jī)理的重要材料。

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