温光对两系不育系育性的影响

1、温光对水稻两系不育系育性影响的研究 2004-09-20 ·作者： ·来源： 吴毓 王培华 杨德（重庆市作物研究所 重庆永川 402160）摘要：对籼型水稻两用系2005S、2006S及2028S进行田间分播，并在抽穗后对其进行每周一次的花粉镜检及两次套袋，从镜检及套袋中测得7-8月的镜检花粉败育度和考种后所得到的套袋自交结实率结果，利用当地的气象资料结合花粉败育度及套袋自交结实率作出简要分析，结合光、温敏不育系人工气候箱处理鉴定结果对籼型水稻两用系2005S、2006S及2028S进行结果分析；结合以上条件对鉴定结果进一步分析得出结论：说明2005S、2006S及2028

2、S在日长达到不育条件下，可育上限温度在2324，而且在温度达到或超过可育上限温度后，2006S和2028S对日长的变化较为敏感，缩短日长后2006S和2028S会出现少许可育；而2005S对日长反应不甚敏感，将日长缩短后仍然表现出完全不育。关键词：水稻两用系、温度、日长、育性 两系法杂交水稻育种是继三系法育种后的又一个水稻育种途径，其最基本的遗传工具是光、温敏核不育系。其特征是在一定的光、温条件诱导下可以实现由雄性不育转为雄性可育或由雄性可育到雄性不育的育性转换。由于新育成的不育系具有不同的遗传背景，因此，在同一光、温条件下，往往表现出不同的育性转换特征，为探索日长与温度对育性变化的单因素影响

3、规律，以2005S、2006S及2028S为实验材料，用田间分期播种的方法获得套袋自交结实率的资料，通过对花粉不育度及自交结实率资料的分析，测出日长及温度对2005S、2006S及2028S育性变化的影响。结合人工气候箱内的处理鉴定结果，研究出两系不育系的适应范围。1材料与方法1.1. 试验材料田间编号：1号、2号、3号；材料对应名称：2005S1-5、2006S1-6、2028S2-2；供种单位：重庆市作物研究所。1.2. 试验方法：本试验设置在重庆市作物研究所科技示范园区（永川双竹基地），海拔297米，土质为壤土，前茬为冬水田。对水稻两用不育系品种2005S、2006S及2028S进行田间

4、分期播种，分别于21/3、1/4、11/4、21/4号播于田间，每期各栽2040株，让其在自然条件下生长发育，在78月份水稻抽穗扬花时对各分期播种植株作花粉镜检，每周一次，每次取各分播材料110株，对其中部分小花用碘液进行染色，调查其花粉不育度；对各分播材料的未露雌、雄蕊植株进行套袋，每周2次，每次510袋，25天后取袋，考察其自交结实率。结合永川地区气象资料以及人工气候箱处理鉴定结果考察出光照及温度对水稻两用不育系品种2005S、2006S及2028S育性的影响。2 结果与分析2.1 实验结果2.1.1 光敏核不育系在自然生长条件下所得鉴定结果（包括花粉镜检结果和套袋自交考种结果）表(1)花

5、粉镜检结果 田间编号播期（日/月）单株数总粒数镜检花粉类型（粒）不育度（%）镜检日期（日/月）正常染败圆败碘败1号21/31500120047999.82/721/3315002102148499.869/721/363000020299810016/71/42100011099899.910/71/4420000100199010017/71/452500300247999.921/711/431500280149099.8628/711/4735004121348499.882/811/46300005029951008/821/442000210199799.8526/721/45250

6、04101248599.848/821/4784000610399399.8316/82号21/331500050149510010/721/342000254198999.917/721/3525001201247899.8621/71/4420000200198010013/71/484000450399199.920/71/473500512349399.852/811/494500270449099.9317/711/4525000200248010023/711/463000410299599.865/821/4420004300196699.88/821/4315004100148

7、699.7316/83号21/31050004200497699.9210/721/373500101349899.9717/721/342000020199810024/71/452500110249899.967/81/4630000100299010010/81/442000300199799.8519/811/484000200399899.9531/711/463000144299199.967/811/421000020199810016/821/494500110449899.9727/721/44200005019951007/821/463000880298499.7319/

8、8表（2）套袋自交考种结果 编号播期（日/月）单株数平均总粒数（粒）平均结实数（粒）平均结实率（%）套袋日期（日/月）考种日期（日/月）1号21/372290010/72/81/442540017/79/811/4819810.5124/716/821/41026510.381/820/82号21/3215910.637/72/81/4828610.3817/719/811/4124641.6324/79/83号21/3424162.4910/72/81/4822920.8717/79/811/41117210.5824/716/821/41025610.391/820/82.1.2. 光、温

9、敏不育系人工气候箱处理鉴定结果表（3）光、温敏不育系人工气候箱处理鉴定结果 材料名称处理时间（小时）处理温度（）花粉败育率(%)套袋自交结实率(%)2005S14.524100014.52398.511.2122810002006S14.52499.36014.52394.174.2122897.661.12028S14.52499.86014.52398.530.9122894.713.62.2 实验结果分析2.2.1 1号(2005S1-5)由镜检结果可以看出：21/3、1/4及11/4号所播的1号品种其不育度变化均不大；而21/4号所播的1号品种的不育度呈下降趋势，但变化都不明显。这可能

10、是由于2005S的可育上限温度比较低的缘故。但7月初的气温达到了25以上，已经超过了其可育上限温度，因此，在各次镜检中变化都不大。在套袋自交结实率中，21/3和1/4号所播的1号品种由于抽穗较11/4和21/4号播的早，所以套袋后所处的时期为温度最高的一段时期，因此其套袋自交不实率达到100%，即完全不育，育性无太大变化。其21/3和1/4号所播的花粉镜检结果显示出高度不育（平均不育率为99.89%和99.93%）；且11/4和21/4号播的植株平均结实率（0.51%和0.38%）和花粉镜检结果（平均不育度为99.91%和99.84%）也同样显示出高度不育。从结果分析上可以初步得出：2005S

11、的不育底限温度较低，并且受日长的影响不明显。2.2.2. 2号(2006S1-6)从花粉镜检结果可以观察出：21/3和1/4号播的2号品种在7月份的镜检结果中显示其不育度是比较稳定的，但从8月上旬开始，不育度就呈缓慢下降趋势；11/4和21/4也均在8月上旬开始出现不育度缓慢降低的情况；但总的来看，2号品种不育度下降的幅度不大，由于不育度有呈下降趋势，这说明2号品种对温度的变化是非常敏感的，微弱的温度变化就可使2号品种的不育度发生变化。而从套袋自交结实率考种结果可以看出，11/4号播的2号品种的套袋自交结实率比其他几次播的均高。这是因为11/4号播的2号品种抽穗时间较晚，在第一次套袋时，由于抽

12、穗植株只有一株，仅对该株进行自交套袋，而引起该株结实率较高的原因主要是世代较低导致育性不稳定而引起的。从镜检结果和套袋自交结实率考种结果来看，2号的几个播期都表现出高度不育（平均不育度分别为：99.95%、99.91%、99.93%、99.77%）除了由于世代较低导致育性不稳定而引起的少量可育外，其它的均表现出高度不育。综上分析可以说明；2号品种对温度的反应是十分敏感的，且对光照的反应也表现出一定的敏感性。2.2.3 3号（2028S2-2）从花粉镜检结果可以看出：21/3和1/4号播下的3号品种由于抽穗较早，而育性受光、温影响较大；又由于该地区处于北纬29°22，每年7-8两月为温

13、度最高的两个月，且入夏后从7月初到8月底一直持续高温，受高温的影响育性并未发生转变。从7月份的镜检结果可得：随温度的逐渐升高，不育度也逐渐升高，最后逐渐趋于稳定，即几乎达到完全不育（此时的花粉不育度超过99.7%）,这种状态可持续到8月底。而11/4和21/4号所播的两期品种由于抽穗较晚，在抽穗扬花时，温度已超过了2028S的可育向不育转变的临界温度，因此在几次镜检中，其不育度并未出现太大的变化，表现出高度不育。而其间出现的个别单株有少量可育现象是由于株间育性分离所致。从分播的套袋自交结实率考种结果可以看出，在抽穗扬花期，最早套袋的21/3所播植株的平均结实率（2.49%）比同株后期套袋植株的

14、平均结实率（0.87%、0.58%、0.39%）高出许多，因此不难发现，3号品种的不育上限温度较高。从镜检的结果与套袋自交结实率考种结果对比看，3号品种的4个播期其镜检结果均表现出高度不育（其平均不育度分别为：99.96%、99.93%、99.97%、99.90%），而从套袋自交结实率考种结果中显示出21/3和1/4号的套袋平均结实率较高。这表明2028S品种的不育上限温度比较高，并且其不育度还受到光照的影响。2.2.4 2005S、2006S、2028S人工气候箱处理鉴定结果分析2.2.4.1 2005S在日长均为14.5小时处理，23时花粉败育率98.51%，出现了1.49%的可育，且套袋

15、自交也出现了1.2%的结实；在24时花粉败育率100%，套袋自交结实率为0，达到完全不育，因此2005S的可育上限温度大约是在2324之间，当温度高于24时出现完全不育。在日长为12小时，温度28时，2005S仍处于完全不育，由于可育日长12小时，温度24时2005S是一定不育的；当温度23，日长12小时，2005S仍会出现可育，至于2005S的可育向不育转换是否受日长的影响还需要进一步研究，但可以初步认为2005S受日长影响不是很明显。2.2.4.2 2006S在日长均为14.5小时处理，24时花粉败育率为99.36%，套袋自交结实率为0；而在相同的日长照射下，23时花粉败育率为94.17%

16、，出现了5.83%的可育，且套袋自交结实率为4.2%，说明在此条件下，2006S部分可育，在2324之间，不育度差异较大。也说明随着温度的逐渐升高，2006S的育性也在由可育向不育转变。将日长缩短到12小时，温度升高到28时，根据结果可得：由于温度在24时已经几乎达到完全不育，因此在理论上，14小时28处理，花粉败育率和套袋自交空杆率为100%，而将日长缩短到12小时后，花粉败育率为97.66%，出现了2.34%的可育，且出现了1.1%的结实，这说明随着光照的缩短，在温度达到或超过不育上限温度的条件下，2006S的育性是不育向可育转变的。2.2.4.3 2028S在日长均为14.5小时处理，2

17、4时花粉败育率为99.86%，套袋自交结实率为0，几乎达到完全不育；23时的花粉败育率为98.53%，自交结实率为0.9%。说明在此条件下，2028S有极少部分可育，而在2324之间，不育度差异不大。将日长缩短到12小时，温度升高到28进行处理时，其花粉败育率为94.71%，表现出5.29%的可育，此条件下的自交结实率为3.6%，这说明2028S受光照的影响非常明显，缩短日长其不育度就会降低，出现部分可育。3 结论本文对两系不育系的育性进行了初步研究分析，从分析结果可以看出：2005S、2006S及2028S的可育上限温度为2324，且不育度随温度的升高而升高。3份不育系材料在自然条件下均出现了可育现象，这可能与当时当地的气候温度有关（由于降雨导致气温下降，从而使其育性出现少量可育）。人工气候箱由于不受降雨的影响，从人工气候箱处理鉴定结果可以看出，2005S几乎不受日长的影响或是日长在12小时以上仍为不育。2006S和2028S在受温度影响的同时还受光照的影响，在温度达到或超过可育上限温度后，缩短光照，仍能使二者的育性向可育转变，虽然没有温度影响大，但光照的影响仍不能忽视，尤其在7月份连雨天气容易造成光照不足而使其出现可育植株，因此仍需注意。 参考文献：1.袁隆平。选育水稻