科研产出
湖北光敏核不育水稻在华南的利用研究
《杂交水稻 》 1989
摘要：湖北光敏核不育水稻农垦58(HPGMR以下简称农垦58S)在水稻两系法杂种优势利用上具有重要的应用价值。我们从1983年起,对这一种质资源在华南的育性转换,以及将光敏育性转换基因导入籼稻中的效果和表达进行了研究,为华南地区转育利用农垦58S提供依据。 一、材料与方法 (一)材料:农垦58S及杂交转育的籼型光敏核不育品系。 (二)方法: 1.自然光温条件下育性转换期观察:用隔离群体(1000株以上)进行育性转换跟踪调查。1984—1987年每年3月初播种,4月初移栽,高肥水管理促进不断分蘖抽穗,以便周年取样鉴定育性变化。每次随机取样10个单株,每株5—10朵颖花(当日穗尖露出剑叶鞘3-5厘米),用I-KI染色镜检花粉育性,同时给取样穗挂牌套袋,注明抽穗日期,30天后考察自交结实率。 2.定光恒温诱导育性转换测试:采用盆栽,每盆3株,每处理二次重复。当供试材料二次枝梗分化时入人工气候箱处理23天,见穗期出箱在自然条件下抽穗。出箱后7)X内抽出的单穗取样镜检花粉育性,业给取样穗挂牌标记,30大后考察结实率。各供试材料均留茬再生,以供鉴别。 3.按系谱记载和计数观察,考察杂交后代有性分离情况。育性鉴定以卜 Iii染色镜检和套袋自交结实率为标准,同时观察花药形态和是否开裂。 二、结果与分析 (一)湖北光敏核不育水稻在华南的育性转换。华南地处亚热带,水稻生长季节的最长光照时数,南宁(北纬22’35’)为13/J’时32分( 6月 12日至 7月 1日),比其原产地(何阳沙』湖,30‘10’N)短34分钟左右。农垦585在南宁的育性转换有如下特点: 1.具备两个明显的育性转换期。从图1和表1看出,6月10日前后至6月17日前后,农垦585群体花粉全败育穗率逐日提高,6月20日平均结实率为零,完成可育一不育的转换,其稳定不育期57大。8月24日前后至9月9日前后,群体花粉全败育穗逐日减少, 9月 16日花粉全败育穗率为零,实现不育一可育的转换,进入稳定的可育期。两个育性转换期以早季可育一不育为短,历时约10天左右,晚季不育一可育为期较长,历时约17大左右;育性转换有一个过渡期。 2-.诱导育性转换的光期临界值较小。以往的试验研究表明,光诱导育性转换的敏感期为第二次枝梗及颖花原基分化期至花粉母细胞形成期。查阅南宁气象资料得知,6月20日抽穗的敏感自然光照长为13时22分～13时30分,8月16日抽穗的敏感期自然光照长为13时19分～13时09分。可见,早季自然光照13时22分,晚季自然光照13时09分均可诱导不育。据报道,诱导农垦585育性为不育的临界光强度为50LX,大于50LX的曙光、暮光照射时间还能起到光诱导的作用。因此,南宁早季诱导不育的实际光长为13时52分,晚季为13时34分(南宁的曙、暮光早季 5月20日～ 6月 10日晴天为25～30分钟,晚季 8月 1日～ 8月 15日晴天为20～25分钟),比14小时长光照诱导农垦585不育的报道少8～26分钟。早、晚两季育性转换光期临界值存在差异,我们认为与温度有关,早季是在低温到高温,晚季是在高温气候条件下进行育性转换所致。 3.温度对光诱导育性转换有显著性作用。1984年用人工气候箱进行定光恒温条件诱导育性转换试验结果,初步看出在24 C条件下13小时30分光照不能诱导全不育,平均结实率仍有1.20%I温度为28C,光照13/J\时30分可诱导全不育,其不育株率和不育度均达100%。1988年进一步重复试验结果如表2。 表。2说明,农垦585在日均温26.4t、最高温度27CC,暗期有3小时23t的条件下,14小时长光照不能诱导不育;当温度升高,特别是日均温30t,有3小时34t高温条件时,14小时长光照可诱导全不育,不育花粉率与自然光对照无大差异,不育度达到100%t 11小时短光照的在此种温度条件下,花粉不育率达88.9%,自交结实率只7.4%。南宁夏秋季节温度较高,特别是白天常有34t左右的高温,这可能是农垦585在南宁的育性转换光照时数小于14小时,益有长达57天稳定不育期的重要原因。 (二)湖北光敏核不育水稻在华南的转税效果。1983年以来,我们先后用国内外280个釉稻品种(品系)与农垦585杂交,转育制型光敏核不育系。实践证明,农垦585的育性转换基因能导入釉稻品种中,还能有效地选育出适应本地生态条件及生产需求的优良光敏核不育系。从已育成的8个矮秆制型光敏核不育系来看,它们的群体(1000株以上)不育株率和不育度均达100%,不育花粉率99.5%以上,不育期长而稳定。其中以KS-14的优良性状较为全面,它的不育期从6月初至9月中下旬,早熟矮秆,分首力强,柱头外露率高,在华南南部可早、中、晚季制种,晚季迟播的自交结实率在34%以上,达到繁殖系数的要求(见表3、表4)。 在杂交转育过程中,我们曾对127个组合F。育性作了计数观察记录,尚未发现可育株与不育株分离比例符合一对稳性基因控制的遗传规律。1988年早季,我们将11个杂交组合F。迟播,使幼穗分化处于南宁自然光照最长条件下,调查其育性分离比例,亦不符合3:1遗传规律,某些组合600株群体中未发现光敏不育株(表5)。鉴于转育后代分离出不育株的机率偏小,只有扩大F。群体,才能提高转育效果。 我们对13个杂交组合F。入选不育单株于F。进行不育株率调查,结果发现:在低世代,经镜检花粉鉴定不育度已达到100%的单株,下一代有些株系尚有育性分离(见表6)。 F。入选的98个全不育单株, F。只有35个株系不育率达到100%,占总数的85.71%I从F。株系选取1.09个不育单株,F4仍有55个株系育性发生分离,占50.46%,全不育的只有54个株系,占49.54%。不过,F。不育株率为100%的株系要比F。的多,说明不断地单株选择对提高育性稳定性是有作用的。 (三)不同核背景釉型光敏核不育系的育性表达。1987年,我们发现不同核背景的釉型光敏核不育系,在自然光温条件下育性表达存在着时间差距,以抽穗期为指标,7AC一13于5月27日已表现全不育,不育株率达100%j而7AC。19则要延至6月17日方表现全不育,7AC—15和7AC—17介乎前述两者之间(见表7)。此外,一般早季较早表现全不育的不育系如7AC—13,晚季则从不育转换为可育的时间较晚。 为了探明不同核背景的釉型光敏核不育系育性表达时间差异原因,1988年我们用人工气候箱进行定光恒温盆栽试验,结果见表8。 从表8看出:1.第①至④处理表明,在日平均温度23.6或26.4C、最高温度24或27t条件下,14小时长光照和11小时短光照均不能诱导花粉不育。2.⑤至③处理表明,B平均温度26.gC、最高温度30t,光照时数13小时和14小时诱导花粉败育率仍很低,在6.5～17.5%间,但大部分花药不开裂;当日平均温度为3o oC,最高温度34 CC时,11小时短光照和14小时长光照诱导花粉败育率明显提高。3.在相同光照条件下,较高的温度能促进诱导花粉败育,如同为11小时光照,处理③比处理③花粉败育率显著提高。但不同的光敏核不育系对温度的敏感有差异。4.不同光敏核不育系育性转换对光照反应不一样。如在日均温30t、最高温度34CC条件下,11小时光照能诱导7AC—13和7AC—14全不育,而7AC—31、7AC—18需要14小时光照诱导达到全不育。 综上所述,对不同遗传背景的脚型光敏核不育系,要分别研究它们的育性转换所要求的光温条件。 三、讨论 (-)农垦585在南宁自然条件一卜,具有明显的育性转换期,稳定的不育期长达57天左右,可育期亦在晚季安全生育期内,且育性转换受光温共同制约。在自然条件下,温度是易变因子,因而不同年份、不同地区其育性转换日期、稳定不育期历时天数等可能会有差异,这是实际应用中须加注意的问题。 华南稻区以双季釉稻为主,粳型的农导585在南宁,其育性转换不育期偏迟,植株偏高,不耐热,分菜偏少,开花习性不良,不能直接利用。将其育性转换特性转育到不同核背景的税稻品种(品系)中去,可丰富光敏核不育的遗传内容,能选出育性转换明显、适应本地区光温条件和生产需求的优良利!型光敏核不育系。因而,华南地区利用湖北光敏核不育水稻农垦58,首先应是转育轮型光敏核不育系。 (二)不同核背景的釉型光敏核不育系,它们的育性转换需要的光温条件不尽相同。如7AC一23能够较早( 6月初)地转换为不育,有较长的稳定不育期。有利于制种,但在晚季转换为可育的时期较海可育期抽穗扬花易受寒露风的影响。不利于繁殖种子。因此,税型光敏核不育系的选育,应注意选择育性转换期适度,既利于制种,又利于繁殖种子的品系。此外,还必须注意温度对光诱导不育的作用;那些要求温度高才能促使光诱导不育的品系,可能育性不稳,不育期也狭窄,实用意义不大。 (三)关于农垦585转育制型品系在华南育性稳定性问题。我们在育性稳定以前采用系谱法严格进行花粉育性鉴定和单株选择,转育成KS—14等8个税型光敏核不育系,它们的育性经两年观察和1988年扩大群体鉴定,未发现育性分离和不稳定性。相反,一些株系采甩不恰当的选择方法,过早进行混收,直至高世代仍表现育性不稳,扩大群体出现不育度和不育株率下降,达不到不育系标准。因此,采用正确的选择方法是至关重要的。湖北光敏核不育水稻在华南的利用研究@李丁民$广西农科院水稻研究所 @梁世荣$广西农科院水稻研究所 @褟绮林$广西农科院水稻研究所 @覃惜荫$广西农科院水稻研究所湖北光敏核不育水稻;;育性转换1.紫金山天文台、北京天文馆.天文普及年历(1983),科学出版社.1982:42—46 2.张自国等。光周期条件对湖北光敏感核不育水稻育性转换的影响。中国水稻科学, 1987, 1(3): 3.石明松,晚粳自然两用系选育及应用初报.湖北农业科学,1987.(7):1～3 4.贺浩华等。温度对光照诱导光敏感核不育水稻的发育与育性转变的影响初步研究。武汉大学学报(专刊),1987:87～92 5.卢兴桂等。湖北光周期敏感核不育水稻的研究利用。杂交水稻.1986,(4):6～9
全文链接
请求原文
首页上一页1下一页尾页
