小麥AL型不育細(xì)胞質(zhì)對種子發(fā)芽率和出苗率的影響*

聶迎彬，崔鳳娟，孔德真，桑 偉，劉鵬鵬，徐紅軍，穆培源，韓新年，田笑明*

（新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所/谷物品質(zhì)與遺傳改良兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832000）

利用雜種優(yōu)勢是提高小麥單產(chǎn)的有效途徑之一。我國小麥雜種優(yōu)勢利用研究已有50多年，形成了“多種胞質(zhì)、多種途徑”的利用局面[1]。目前，小麥雜種優(yōu)勢利用的主要途徑包括：三系法、二系法和化學(xué)殺雄法。三系法利用方面，已經(jīng)創(chuàng)制出T型、K型、V型、S型、Q型和AL型等多種細(xì)胞質(zhì)雄性不育系[2]。小麥AL型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系不育胞質(zhì)來源于小麥普通品種輝縣紅[3]，與小麥T型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系相比，無不良細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)[4]。本課題組前期研究表明除穗粒數(shù)、穗粒重和生物產(chǎn)量等，其他性狀表現(xiàn)為正向細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)[5]，但有關(guān)不育胞質(zhì)對種子發(fā)芽率和出苗率的影響目前尚不清楚。為此，本研究以2020—2021年不育系與同型保持系、不育系與恢復(fù)系、恢復(fù)系與恢復(fù)系、保持系與恢復(fù)系的正反交等6個(gè)組合進(jìn)行了室內(nèi)種子發(fā)芽率和田間出苗率的調(diào)查分析，旨在掌握不育胞質(zhì)對種子發(fā)芽率和出苗率的影響，從而為小麥雜交種在生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

利用不育系A(chǔ)L18A（A）、同型保持系新冬18號（B）以及恢復(fù)系99AR144 -1（R）為試驗(yàn)材料，人工套袋組配A/B、A/R、B/B、B/R、R/B和R/R等6個(gè)雜交組合。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

室內(nèi)種子發(fā)芽率試驗(yàn)：精選種子，均勻分成3份后備好發(fā)芽床，用1%的雙氧水殺菌、消毒，清水清洗、浸泡。

田間出苗率試驗(yàn)設(shè)計(jì)：每個(gè)雜交組合田間人工點(diǎn)播種植2行，每行15粒，3次重復(fù)，行長1.5 m，行距0.25 m。

1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

當(dāng)整行有50%的麥苗第一片綠葉從胚芽中伸出地面2～3 cm時(shí)開始調(diào)查記載此行田間出苗株數(shù)。

室內(nèi)發(fā)芽記載標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)幼芽達(dá)到種子長度1/2時(shí)記為發(fā)芽。

采用EXCEL 2016和SPSS 17.0進(jìn)行發(fā)芽率、出苗率的統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同雜交組合的田間出苗率

通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析（表1），6個(gè)雜交組合的田間出苗率為70.00%～94.44%，其中R/R組合的田間出苗率最低，僅為70.00%，比6個(gè)雜交組合的平均值降低了16.92%；B/B 組合的田間出苗率最高，為94.44%。相同親本的正反交組合相比較，母本為常規(guī)品種時(shí)，田間出苗率為84.44%；母本為恢復(fù)系時(shí)，田間出苗率為81.11%。通過方差分析表明：6個(gè)組合之間的田間出苗率差異達(dá)到了顯著水平（表2），其中雙親都是99AR144 -1時(shí)，雜交組合出苗率較低，與新冬18號×新冬18號雜交組合出苗率之間差異達(dá)到顯著水平；當(dāng)AL18A為母本時(shí)，組配出的雜交組合出苗率較高，與新冬18號為母本時(shí)的雜交組合田間出苗率之間差異不顯著（表1）。

表1 不同雜交組合田間出苗率和室內(nèi)發(fā)芽率、發(fā)芽勢 %

表2 6個(gè)雜交組合田間出苗率方差分析

2.2 不同雜交組合的室內(nèi)發(fā)芽率和發(fā)芽勢

通過室內(nèi)觀察比較分析（表1），6個(gè)雜交組合的室內(nèi)發(fā)芽率在81.75%～98.61%，其中R/R組合的室內(nèi)發(fā)芽率最低，僅為81.75%，比6個(gè)雜交組合的平均值降低了7.73%；B/R組合的室內(nèi)發(fā)芽率最高，為98.61%。6個(gè)雜交組合的室內(nèi)發(fā)芽勢在53.94%～98.61%，其中R/B組合的室內(nèi)發(fā)芽勢最低，僅為53.94%，比6個(gè)雜交組合的平均值降低了27.21%；B/R組合的室內(nèi)發(fā)芽勢最高，為98.61%，比6個(gè)雜交組合的平均值高了33.08%?？傮w來看，新冬18號為母本時(shí)，不論父本為常規(guī)普通品種或恢復(fù)系，其雜交種后代均有較高的室內(nèi)發(fā)芽率和發(fā)芽勢，且父本為恢復(fù)系時(shí)室內(nèi)發(fā)芽率和發(fā)芽勢均在6個(gè)組合中最高。通過方差分析表明：6個(gè)雜交組合之間的室內(nèi)發(fā)芽率和室內(nèi)發(fā)芽勢均差異不顯著（表3、表4）。

表3 6個(gè)雜交組合室內(nèi)發(fā)芽率方差分析

表4 6個(gè)雜交組合室內(nèi)發(fā)芽勢方差分析

3 小結(jié)

有關(guān)小麥不育細(xì)胞質(zhì)對農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的影響已有較多研究[6]，且多集中在不育細(xì)胞質(zhì)對雜交種種子的飽滿度、千粒重和穗粒數(shù)等方面的影響。由于目前雜交小麥制種成本較高，限制了小麥雜交種的大面積推廣應(yīng)用。小麥精量穴播不僅降低用種成本[7]，還可以有效發(fā)揮雜交小麥的個(gè)體優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效，但弄清不育胞質(zhì)對小麥雜交種種子發(fā)芽率是否有影響是關(guān)乎雜交小麥精量穴播技術(shù)推廣的前提。

本研究通過對組配的6個(gè)雜交組合進(jìn)行室內(nèi)發(fā)芽率、發(fā)芽勢和田間出苗率的調(diào)查可以看出，不育系為母本時(shí)，所產(chǎn)生的雜交組合室內(nèi)發(fā)芽率和田間出苗率均在85%以上，符合小麥良種發(fā)芽率國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。但恢復(fù)系為母本時(shí)，組配的雜交組合田間出苗率和室內(nèi)發(fā)芽率均低于85%，可能與恢復(fù)系種子有關(guān)，還有待進(jìn)一步研究。