粤泰a田间杂株分类及含杂率的原因分析

粤泰a田间杂株分类及含杂率的原因分析

广东泰a系洪武源中水稻育种系，组合丰富，优势强，大米品质好，所选组合。怀化市种子公司2001年引入粤泰A、B开展提纯技术试验研究,2004年试制出粤泰A原种,在2005年的大田杂交制种试验中,粤泰A含杂率高达11.49%。为了探讨粤泰A含杂率高的原因,笔者于2006和2007年就粤泰A杂株表现、影响、形成途径进行了观测分析。1粤泰a杂株鉴定供试材料为怀化市种子公司2005年试制的粤泰A株系28号、76号、109号、119号,共4个株系,每个株系取4000粒种子,分为2个样品,共得到8个样品,编号分别为A28-1、A28-2、A76-1、A76-2、A109-1、A109-2、A119-1、A119-2;将同年试制的粤泰B株系取等量混匀后得到2个样品,编号分别为B-1、B-2。2006年在湖南靖州种植4个粤泰A株系共8个样品,5月10日播种,5～6叶移栽,栽培管理同常规田间种植鉴定;5月10日和15日分2批播种粤泰B作观察对照,每批栽插100株。杂株的确定标准为单株主茎稻穗的穗颈节高于剑叶叶枕。8月15日统计杂株总数。根据杂株的确定日期及植株形态进一步分类:Ⅰ类杂株确定日期在8月2日及之前,植株形态似粤泰B;Ⅱ类杂株确定日期在8月2日后,植株形态似粤泰B;Ⅲ类杂株确定日期在8月2日后,植株形态与粤泰B能田间辨别。以8月2日作为杂株进一步分类的依据,是因为在5月15日播种的粤泰B播始历期与粤泰A相同,且其单株主茎的穗颈节露出叶鞘顶端的最迟时间是8月2日。由表1可知,8个鉴定样品中,含Ⅰ类杂株样品1个,占样品总数的12.5%;含Ⅲ类杂株样品2个,占样品总数的25%;8个样品全含Ⅱ类杂株。在所有59株杂株中,Ⅰ类杂株1株,占杂株总数的1.69%;Ⅱ类杂株56株,占杂株总数的94.92%;Ⅲ类杂株2株,占杂株总数的3.39%。进一步分析可知,在粤泰A28号、109号、76号、119号株系中,Ⅱ类杂株占总杂株的比重依次为85.7%,81.8%,100%,100%。上述结果表明,Ⅱ类杂株是粤泰A田间杂株的主要类型。2对水稻穗的形态特征影响由于粤泰A中的杂株均为可育株,Ⅰ类杂株所占比例小,Ⅲ类杂株易识别,在此仅将Ⅱ类杂株与作观察对照的粤泰B进行比较。2006年8月5日,从第2批粤泰B样品和粤泰A的Ⅱ类杂株中随机各取15株,对主穗未开颖花进行花粉镜检,统计正常染黑花粉率;从镜检稻株中各随机选取5株相邻种植2行,观察开花时性状差异;8月30日取样室内考种。在田间目测中,未能从株叶穗粒形态方面将两者直接区分,但从表2可知,两者之间仍存在诸多差异:杂株播始历期较对照粤泰B长3d;杂株花药散粉后呈灰白色、短时间内仍为棒状,对照花药散粉后呈雪白色并迅速干瘪;杂株正常染黑花粉率比对照低12个百分点;杂株分蘖数明显多于对照;杂株叶鞘对稻穗的包裹较重,尤以包粒穗率和包颈度表现明显。并由表3可知杂株与粤泰A测交后代表现为可育株,表明Ⅱ类杂株对粤泰A无保持能力。由此可知,Ⅱ类杂株不是典型的粤泰B植株,其性状表现既有典型可育株抽穗不卡颈、散粉结实的部分特点,同时又偏向于典型不育株分蘖力强、叶鞘包裹稻穗重、正常染黑花粉率较低的特点。3杂株测交种对水稻花粉镜检的影响2006年8月5日,从粤泰A的Ⅱ类杂株和粤泰B的镜检稻株中随机各取6株,与另外经过镜检选择的10株粤泰A测交(10株粤泰A的镜检结果均为:典败花粉率90%、圆败花粉率5%、染败花粉率5%)。测交采取布罩和营养桶移栽2种方式隔离,各进行3种方式配组:2株Ⅱ类杂株×2株A(4株混合授粉)、2株B×2株A(4株混合授粉)、1株B和1株Ⅱ类杂株×1株A(3株混合授粉)。8月28日按配组方式分别收取粤泰A测交种子,得到Ⅱ类杂株测交种(测Ⅱ)、粤泰B测交种(测B)、粤泰B和Ⅱ类杂株测交种(测Ⅱ-B)共3个样品。在湖南靖州种植测交后代,5月9日播种,栽培管理和杂株确定标准同2006年种植鉴定。8月5日分别在上述样品中随机选取15穗进行花粉镜检,8月19日统计杂株总数;8月20日将粤泰B测交后代(粤泰A)和Ⅱ类杂株的测交后代(杂株测交种)各割茬20株,留茬高3～4cm,10月5日取再生稻穗进行花粉镜检,粤泰A和杂株测交种各取样5穗和4穗(其余被农户误割喂鱼),并挂标签;10月20日观察再生稻穗的抽穗和结实情况(杂株测交种的再生苗仅剩3穗,另外1穗现白)。正常情况下,典型水稻可育株表现出抽穗不卡颈、花药散粉彻底、正常染黑花粉率高、自交结实率高的特点,而典型的不育株则表现相反。7月30日始穗时,Ⅱ类杂株测交后代在抽穗和结实方面表现出可育株性状,但其正常染黑花粉率仅59.2%,较笔者实践中对可育株观测得到的最低值(70%)低10个百分点以上(表3)。10月3日再生苗始穗时,Ⅱ类杂株测交后代在抽穗和结实方面表现出不育株性状,粤泰A存在1粒实粒可以排除生理极限低温的环境影响(同期或稍后抽穗的丰优299和玉香88的产量达4.5～6.0t/hm2)。杂株测交后代的再生苗正常染黑花粉率为15%,染色花粉率为40%,远高于粤泰A染色花粉率(0.8%)。因此,在不同环境条件下,杂株测交后代表现出不同育性的植株性状,但不能简单归类于典型的不育株或典型可育株。4高温促进质核互作系育性回复综上所述,粤泰A田间主要杂株不是粤泰B,质核互作水稻不育系中形似保持系的杂株来源只有两种途径:保持系的机械混杂和不育系的育性回复,说明粤泰A的育性回复是导致杂株出现的根源,揭示出高温促进质核互作不育系育性回复同样存在于粤泰A中。在粤泰A提纯研究中,育性回复株通过抽穗扬花期的田间除杂鉴定已被清除,但仍存在串粉机会,因为它只有通过散粉后花药的表现才能被识别,所以育性回复株串粉产生的串粉株是粤泰A含杂较高的直接原因。杂株测交种(本试验中的串粉