水稻兩用核不育系早生快發特性研究

王玉博，郝 明，雷東陽，唐文幫，陳立云

（湖南農業大學農學院，長沙410128）

水稻兩用核不育系早生快發特性研究

王玉博，郝 明，雷東陽，唐文幫，陳立云*

（湖南農業大學農學院，長沙410128）

以Y58S、科8S和創5S為材料，對水稻兩用核不育系的早生快發特性進行了研究。結果表明：科8S、創5S的早生快發特性優于Y58S，表現為生育前期出葉速率和分蘗增加速度快，分蘗發生早，有效穗數多，干物質積累量大；齊穗期單株綠葉數、單株頂3葉葉面積及單株葉面積，科8S、創5S均顯著大于Y58S，有助于群體維持較高的光合速率；科8S、創5S單株庫容量大，單株有效穗數、單株總粒數和千粒重是其產量性狀優勢。科8S、創5S是兩個好的早生快發水稻兩用核不育系，有望選配出高產穩產廣適的雜交水稻新組合。

水稻；兩用核不育系；早生快發

水稻早生快發是指水稻群體前期早分蘗、快分蘗，能夠按照葉蘗同伸的要求，盡可能早地達到理論有效分蘗數［1］。黃耀祥等［2］曾提出水稻“半矮稈叢生快長”超高產株型模式，并以此為理論指導育成了叢桂314、叢蘆51等高產品種，說明水稻前期的早生快發特性是水稻高產品種選育中一個值得關注的性狀。目前，有關水稻早生快發特性相關的報道［3～6］多從栽培因素及分子遺傳的角度進行研究，筆者在對大量水稻種質資源篩選的基礎上，以Y58S、科8S和創5S等3個早生快發特性有顯著差異的水稻兩用核不育系為材料，研究了早生快發特性及其對產量性狀的影響，以期為高產水稻育種和種質篩選提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為Y58S（國家雜交水稻工程技術研究中心提供）、科8S和創5S（湖南農業大學水稻科學研究所提供）等3個水稻兩用核不育系。

1.2 試驗設計

試驗于2013年在湖南農業大學試驗田進行。6月23日播種，7月8日移栽，秧田稀播、勻播，大田插秧規格20 cm×26.4 cm，單本插植，3次重復，隨機區組排列。秧田及大田管理按照常規田間管理進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 葉蘗跟蹤調查

7月1日開始，每4 d進行1次葉齡和分蘗動態記載。秧田期，采用5點取樣方法取樣，每小區取樣30株，分3組進行葉蘗動態調查。移栽后，去除邊行，每小區定點10株進行分蘗動態調查。

1.3.2 干物質積累

播種后的第8、12天，移栽后的第5、11、17和23天，始穗期等為7個不同時期（分別以t1、t2、t3、t4、t5、t6和t7表示）測定干物質積累量。按平均莖蘗法取樣5株（小區邊行不取），按根、葉片和莖鞘分開裝袋，于105℃條件下殺青60 min，再經70℃烘干至恒重。

1.3.3 齊穗期葉面積及光合速率

水稻齊穗期，用LI-6400型便攜式光合儀于晴天10：00在田間測定各品種劍葉的光合速率、氣孔導度、細胞間CO2濃度等，重復3次。測定時光強設定為1 200μmol／（m2·s），氣溫為33℃，CO2濃度為337.4μL／L。葉面積測定按照葉長×寬×0.75計算。

1.3.4 產量因子調查

在水稻黃熟期，采用5點取樣方法，每小區取樣30株，進行產量相關因子調查，包括單株有效穗數、每穗粒數以及單株總粒數，計算單株庫容量。

1.4 數據處理

試驗數據采用Spss19.0軟件進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 葉蘗動態調查

由表1可知，科8S、創5S與Y58S移栽至有效分蘗臨界期［7］的時間基本一致，而移栽至達到有效穗數與有效分蘗臨界期的差值，科8S、創5S較Y58S分別低53.9%和65.7%。在整個秧田期，3個兩用核不育系的葉齡值并無顯著差異。從移栽后5 d到孕穗期，科8S、創5S葉齡值及分蘗數均大于Y58S，并達到了顯著水平；有效分蘗數科8S、創5S比Y58S多11.83%和11.32%，且達到有效分蘗數的天數分別提前4 d和6 d（表2、表3）。

由表2可知，3個兩用核不育系總體趨勢為前期快速生長，中后期緩慢下降；移栽后，三者大田葉齡增加速度差異明顯，從移栽到移栽后30 d，科8S、創5S的葉齡增長速度顯著或極顯著大于Y58S，表現出早發、快發特性［8］。3個兩用核不育系葉齡最大增長值同時出現在7月22～26日，體現了葉齡生長速度的一致性。

由表3可知，科8S、創5S前期分蘗增長快速，后期下降速度相對也較快，為速發速降型群體；Y58S前期分蘗生長相對遲緩，后期緩慢下降，為緩發緩降型群體［9］；在分蘗生長速度增加的時間段內，科8S、創5S的分蘗生長速度大于Y58S，在移栽后的第10～30天，科8S、創5S與Y58S分蘗生長速度達到了顯著或極顯著差異，體現了科8S、創5S的快發特性。3個兩用核不育系的分蘗數高峰都出現在7月26～30日，體現分蘗生長趨勢的一致性。

表1 移栽至有效分蘗臨界期和達到有效分蘗數的時間比較（d）

表2 3個水稻兩用核不育系的葉齡動態變化

表3 3個水稻兩用核不育系的分蘗動態變化

2.2 營養生長期及抽穗期不同部位干物質積累動態比較

由表4可知，在秧田t1、t2期以及移栽初的t3期，科8S、創5S與Y58S地上部干重和地下部干重沒有大的差異；在移栽后的t4、t5、t6期，科8S、創5S地下部干重、莖鞘干重以及葉片干重均大于Y58S，其中，在t6期，科8S、創5S地下部干重分別比Y58S高出32.20%和25.42%，莖鞘干重較Y58S高出52.36%和34.25%，葉片干重比Y58S高出46.71%和26.35%；在抽穗的t7期，科8S、創5S莖鞘干重較Y58S分別高出17.43%、13.56%，葉片干重高于Y58S 23.51%和22.76%。表明前期的早生快發特性有助于水稻營養生長期以及抽穗期干物質積累。

表4 3個水稻兩用核不育系各時期不同部位物質干重比較（g）

2.3 齊穗期葉面積及劍葉光合作用比較

由表5可知，齊穗期科8S、創5S的單株綠葉數、單株頂3葉葉面積以及單株葉面積均顯著大于Y58S，其中單株綠葉數比Y58S多60.7%、67.8%，單株總葉面積較Y58S大52.0%、59.3%，表明前期的早發特性有助于提高水稻單株綠葉數、單株上3葉葉面積以及單株總葉面積。

凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度是詮釋作物光合作用的3個重要參數［10］。從表5還可以看出，科8S、創5S劍葉凈光合速率較Y58S分別低7.5%、13.8%，并達到顯著差異。但由科8S、創5S單株綠葉數、葉面積大于Y58S的優勢，使得科8S、創5S單株冠層光合速率并不低于Y58S。

表5 3個水稻兩用核不育系齊穗期綠葉數、葉面積以及光合作用參數比較

2.4 早生快發特性對產量性狀的影響

由表6可知，科8S、創5S的單株庫容量分別比Y58S高43.41%、42.92%，在庫容量的構成因素中，單株有效穗數、單株總粒數以及千粒重Y58S均顯著小于科8S、創5S。說明科8S、創5S早生快發特性有利于多穗的形成，進而提高單株庫容量。

表6 3個兩用核不育系單株有效穗數、單株穎花數和每穗穎花數比較

3 結論

本試驗研究結果表明，水稻兩用核不育系科8S、創5S早生快發特性強于Y58S，在葉蘗動態上主要表現為：科8S、創5S在營養生長期葉齡值、分蘗數以及葉蘗生長速度均大于Y58S，表現出早發、快發特性。其營養生長期較強的早生快發特性有利于提高齊穗期綠葉數、頂3葉葉面積、單株總葉面積、群體光合速率以及產量性狀（單株有效穗數、單株總粒數和單株庫容量），為選育高產雜交組合奠定了基礎。

科8S、創5S具有良好的早生快發特性和高的庫容量，是兩個好的早生快發水稻種質資源。一般而言，早生快發特性強的不育系，其所配雜交種的早生快發特性也強，因此，科8S、創5S可望能選配出高產穩產廣適的雜交稻新組合。

［1］ 凌啟鴻，張洪程，蔡建中，等.水稻高產群體質量及其優化控制探討［J］.中國農業科學，1993，26（6）：1-11.

［2］ 黃耀祥.半矮稈、早長根深、超高產、特優質中國超級稻生態育種工程［J］.廣東農業科學，2001（3）：2-6.

［3］ 劉 楊，王強盛，丁艷峰，等.氮素和6-BA對水稻分蘗芽發育的影響及其生理機制［J］.作物學報，2009，35（10）：1893-1899.

［4］ 蔣彭炎，洪曉富，馮來定，等.水培條件下氮濃度對水稻氮素吸收和分蘗發生的影響研究［J］.作物學報，1997，23（2）：191-199.

［5］ 凌啟鴻，蘇祖芳，張海泉.水稻成穗率與群體質量關系及其影響因素的研究［J］.作物學報，1995，21（4）：463-469.

［6］ 李學勇，錢 前，李家洋.水稻分蘗的分子機理研究［J］.中國科學院院刊，2003，18（4）：265-269.

［7］ 凌啟鴻，蘇祖芳，張洪程，等.水稻品種不同生育類型的葉齡模式［J］.中國農業科學，1983（1）：9-17.

［8］ 劉桂芳，蔣上志，張國政，等.有機生態液肥對水稻產量的影響及效益分析［J］.湖南農業大學學報（自然科學版），2006，31（4）：373-375.

［9］ 王夫玉，黃丕生.水稻群體莖蘗消長模型及群體分類研究［J］.中國農業科學，1997，30（1）：57-64.

［10］唐湘如，官春云.作物產量和品質的碳氮及脂肪代謝調控的研究進展［J］.湖南農業大學學報（自然科學版），1997，23（1）：93-103.

Character of Early Grow th and Quick Development of Genic Male Sterility Lines

WANGYu-bo，HAOMing，LEIDong-yang，TANGWen-bang，CHENGLi-yun*

（College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

This study used themale sterility lines Y58S，Ke8Sand Chuang5Sas thematerials to study the character of early growth and quick development of genic male sterility lines.The results showed that，the character of early growth and quick development of Ke8S and Chuang 5Swas better than that of Y58S，which behaved in the fast growth of tiller and leaf age.The character ofearly growth and quick developmentbehavewell，tillering early and fast，having enough numberof ultimate effective panicles and higher biomass accumulation；Ke8S and Chuang5Shave the superiority in effective panicles，spikelets per plantand 1000-grain weight than Y58S，which contribute to form large sink size.In the period of full heading date，Ke8S and Chuang5S are well than Y58S in the green leaf number，top three leaves area and leaf area per plant，but lower in Photosynthesis.Ke8Sand Chuang5Sare good germplasm resources，which will have higher opportunity bred new hybrid combination with wide adaptability，high and stable yield.

Rice；Genicmale sterility lines；Early growth and quick development

S511.01

A

1001-5280（2014）04-0341-04 DOI：10.3969／j.issn.1001-5280.2014.04.02

2014 03 19

王玉博（1988-），男，河南漯河人，碩士研究生，Email：wangyulive＠163.com。*通信作者：陳立云，教授，主要從事水稻雜種優勢利用研究，Email：chenliyun996＠163.com。

國家自然科學基金項目（31371714）。