外源GA3、ABA處理對雜交稻親本產量及種子貯藏性的影響

周述波 ，林 偉 ，蕭浪濤

（1.湖南農業大學植物激素與生長發育重點實驗室，湖南 長沙 410128；2.海南瓊州學院生物科學與技術學院，海南 三亞 572022）

雜交水稻制繁種時為了讓父母本花期相遇，生產上經常大量施用赤霉素，而赤霉素的主要生理作用之一就是打破種子休眠[1]。在制繁種過程中若遇陰雨天氣，會經常出現種子在田間穗上發芽這一現象，一般年份發芽率在2%～5%，特殊年份有的高達50%，平均也在7%以上[2-6]。這種穗上發芽在生產上常常導致種子減產和影響種子品質[7]。為了有效地抑制穗芽發生，生產上經常用穗芽抑制劑進行處理。外源生長物質在雜交水稻制繁種過程中使用比較多，品種不同，施用量有差異，對種子的質量與產量也有不同的影響。筆者選用遺傳上發芽差異顯著的兩個親本作為材料，分別用外源GA3、ABA處理，對雜交水稻制繁種時影響水稻親本產量和質量的形態指標及種子的耐貯性進行了研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用兩個生育期接近的雜交水稻親本V20B（易穗上發芽）和金23B（不易穗上發芽）作為試驗材料，由湖南農業大學水稻研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 材料培養 試驗在湖南農業大學水稻研究所試驗田進行，小區面積7.52 m2，每小區插水稻秧苗225穴，密度16.7 cm×20.0 cm。小區按隨機區組排列，重復3次。田間管理與大田生產相同。

1.2.2 材料處理 選取齊穗后7 d，用對雜交種子發芽勢有明顯影響的ABA濃度 70、90、110 mg/L，GA3濃度50、80、110 mg/L噴施水稻，以噴蒸餾水為對照（CK），每小區噴施量為250 mL，保證穗子濕潤，同時有水珠滴下。3次重復，隨機區組排列。

2 結果與分析

2.1 GA3和ABA處理對穗長的影響

不同濃度的GA3和ABA處理對兩個品種水稻穗長的影響如表1所示，GA3處理后對穗長的增長均起了一定的促進作用，其中V20B在濃度為80 mg/L，金23B在濃度為110 mg/L處理時增長效果顯著，這可能與GA3促進細胞伸長所起的作用有關，并對不同品種促進穗長所需濃度有異。而ABA處理對兩個品種水稻穗長的影響不以濃度變化而表現出應有的規律，表明ABA對穗長的影響不大。

表1 GA3和ABA處理對水稻穗長的影響 （cm）

2.2 GA3和ABA處理對全穗籽粒飽滿數的影響

如表2所示，相同生長時間內經GA3與ABA處理，發現GA3對穗籽粒飽滿數影響略低于對照。這可能與GA3為促進型植物生長物質，有延緩衰老的作用有關。同時雜交制種生產上使用GA3達到父母本花期相遇，也延緩了種子的成熟時間。ABA在濃度為70～90 mg/L時，對兩個品種的穗籽粒飽滿數增加有顯著效果，濃度為110 mg/L時，不利于籽粒飽滿，可能與ABA濃度過大導致作物早衰有關。

表2 GA3和ABA處理對水稻全穗籽粒飽滿數的影響（粒）

2.3 GA3和ABA處理對籽粒千粒重的影響

如表3所示，用不同濃度的GA3和ABA處理兩個品種后，GA3處理增強了α-淀粉酶的活性，籽粒千粒重隨GA3濃度升高而減輕。這與GA3的生理作用之一是誘導α-淀粉酶的形成，提高其活性，在籽粒充實過程中若α-淀粉酶活性增強，會不利于淀粉等碳水化合物的積累有關。而ABA濃度不超過90 mg/L時，對兩個品種籽粒千粒重隨其濃度升高而均有增重的作用，只是品種不同，所需濃度有異。其原因可能與一定濃度的外源ABA有促進籽粒胚胎發育、吸引同化物運輸、促進籽粒充實灌漿的作用有關。ABA處理使籽粒庫容增大，源庫比增大，籽粒充實得以加強。

表3 GA3和ABA處理對水稻千粒重的影響 （g）

2.4 GA3和ABA處理對解除種子休眠時間的影響

如表4和表5所示，水稻制種過程中使用外源GA3，在一定程度上對種子的壽命與活力會產生影響。經GA3處理，V20B種子在收后90 d內提高了種子的發芽勢，而對種子的發芽率沒有影響。在收后120 d內，噴施GA3濃度為80 mg/L和110 m g/L時，降低了種子的發芽勢與發芽率，這可能與GA3在種子內殘留而降低種子活力有關。GA3處理金23B提高了種子的發芽勢，并隨濃度增加而發芽勢升高，在收后120 d內對種子活力的降低也有一定影響。由此可知，使用高濃度的GA3會降低種子的耐貯藏性，降低種子的品質。

表4 GA3和ABA處理對解除V20B水稻種子休眠時間的影響 （%）

ABA處理在收后的30 d內對兩品種種子的發芽勢和發芽率有明顯降低作用，并隨濃度增大而效果愈明顯，直至60 d后V20B種子休眠才得以解除，金23B種子的休眠解除要90 d，對發芽率的影響與對照比較基本上沒有差別。

3 討論

雜交水稻制種生產過程中，影響種子產量的主要形態指標有穗長，籽粒飽滿數，千粒重。穗長與產量的相關性分析表明，主穗長與百粒重、平均每穗結實數有低中等相關[8-9]，增加穗長在一定程度上能夠增加產量。劉賢生等[10]報道每穗實粒數、結實率、穗長均與產量達極顯著正相關。陳志強等[11]對廣東優質稻品種及部分新育成的優質品種許多性狀及主成分分析表明，影響其產量主要因素均為穗部性狀，其中穗長就是一個特別重要的因素。很多研究表明，穗長和產量呈一定的正相關。秈粳亞種間雜交組合農藝性關相關性研究表明，穗長與穗粒數、實粒數有顯著的表型相關，穗長與株高和結實率之間具有顯著的遺傳相關性。合適濃度的外源GA3處理的作用，為增加產量提供了可能。本研究中ABA對穗長影響不大，但ABA的生理作用主要是促衰老，隨濃度增大，ABA對籽粒充實起了一定促進作用，這與Dewdney等研究將一定濃度的ABA應用于正在充實的小麥、大麥籽粒，促進同化物向籽粒轉移增加籽粒的飽滿程度相一致。濃度過大會促進植物早衰，縮短碳水化合物和可溶性蛋白積累時間。Jietz發現，用外源ABA處理開花后2周的小麥穗，可促進同化物向籽粒轉運，而用高濃度的ABA處理麥穗時，同化物向籽粒的轉運受抑[12]。

雜交制種中影響產量的主因子為籽粒的飽滿程度與千粒重。本研究發現，單一外源GA3處理對穗長增長能起促進作用，對籽粒飽滿程度和千粒重增加則均有負面影響。外源GA3對解除種子休眠方面起了促進作用，有利于異地育種縮短種子的育種時間，同時也是陰雨天氣導致穗上芽形成的主要外因之一。使用高濃度GA3將會降低種子的耐貯性，從而降低種子的活力和品質。而單一ABA處理能促種子休眠，提高籽粒的充實度和千粒重，有利于雜交制種過程中產量的提高。在制種過程中如何合理使用外源GA3和ABA進行復合調控，有效地提高雜交種子的產量和質量，降低外源植物生長物質的用量與殘留，還有待進一步研究。

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