水稻雄性不育系扦插繁殖成活規(guī)律研究

李紅艷，孫亞楠

（河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院，河南 平頂山 467000）

利用雄性不育系是水稻雜種優(yōu)勢的一條主要途徑，雜種優(yōu)勢大小不僅與特定基因型親本的配組密切相關(guān)，也與親本的純度密切相關(guān)。水稻細胞質(zhì)雄性不育系在繁殖過程中，隨著不育系與保持系回交世代數(shù)的提高，雄性不育系會出現(xiàn)微量或少量花粉，進而影響雜交種子的純度。多年生無性繁殖可以減少有性繁殖世代數(shù)，避開有性繁殖基因重組，避免雜合基因型單株的分離。如果保持群體穩(wěn)定的低不育臨界溫度水平，使水稻雄性不育系安全越冬，實現(xiàn)多年生栽培，將不育系的繁殖固定于較低的世代，將減少生物學(xué)混雜，確保其純度在水稻雜種優(yōu)勢利用中具有重要的理論和實際意義。鑒于此，研究了水稻雄性不育系莖節(jié)扦插成活率、花粉育性、自交結(jié)實等，以期為水稻無性繁殖提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試水稻雄性不育系2個：四A、科A。

1.2 試驗方法

將水稻雄性不育系進行莖節(jié)扦插繁殖。具體為分別剪取2個不育系的倒二節(jié)和倒三節(jié)，各節(jié)位又分為帶萌發(fā)腋芽和不帶萌發(fā)腋芽兩種情況，共剪取8類莖節(jié)，即：四A倒二節(jié)帶萌發(fā)腋芽、四A倒二節(jié)不帶萌發(fā)腋芽、四A倒三節(jié)帶萌發(fā)腋芽、四A倒三節(jié)不帶萌發(fā)腋芽、科A倒二節(jié)帶萌發(fā)腋芽、科A倒二節(jié)不帶萌發(fā)腋芽、科A倒三節(jié)帶萌發(fā)腋芽、科A倒三節(jié)不帶萌發(fā)腋芽。此8類莖節(jié)均剪取青枝臘稈、無病蟲害、健康粗壯、整齊一致的不育系莖節(jié)各50個，每個樣本總長約11 cm，節(jié)位上部7 cm，下部4 cm。放入清水中保濕，然后分區(qū)塊扦插。莖節(jié)垂直扦插到整理過的秧田，秧田要求平整濕潤，節(jié)部沒入泥中，管理同當?shù)卮筇铩?016年8月5日扦插，8月19日移栽。11 d后選取成活的莖節(jié)扦插繁殖材料移栽到大田中，單莖栽培，行距20 cm，株距17 cm。為更好地描述水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖花粉育性及套袋自交結(jié)實等，與水稻雄性不育系種子繁殖的材料進行了對比。水稻雄性不育系種子繁殖材料的管理同當?shù)卮筇铩?/p>

從不育系莖節(jié)扦插繁殖成活的8個處理中，依據(jù)其成活率等，各選出科A、四A表現(xiàn)最優(yōu)的扦插方式，在其成熟之后進行越冬處理。

1.3 測定指標與方法

成活率：從水稻雄性不育系莖節(jié)扦插的第二天開始，連續(xù)11 d觀察記錄，調(diào)查出芽、存活情況，計算成活率。

植株形態(tài)：在植株分蘗期間，目測不育系植株形態(tài)，包括株型、長勢、葉色、葉姿、群體整齊度。

花粉育性及自交結(jié)實：至抽穗開花前套袋，每個不育系套5株，每株一袋，每袋一穗，20 d后逐袋統(tǒng)計各穗總粒數(shù)和實粒數(shù)，計算各自的自交結(jié)實率，觀察花藥顏色和花藥形狀。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖成活比較

帶萌成活的標準：帶萌發(fā)腋芽扦插的材料其腋芽仍存活；不帶萌成活的標準：不帶萌發(fā)腋芽扦插的材料有腋芽萌發(fā)。水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖成活株數(shù)及成活率見表1。

表 1 水稻雄性不育系莖節(jié)扦插后不同天數(shù)繁殖成活株數(shù)及成活率

不同節(jié)位、不同雄性不育系材料帶萌發(fā)腋芽的其扦插成活株數(shù)和成活率不同。四A倒二節(jié)帶萌發(fā)腋芽和四A倒三節(jié)帶萌發(fā)腋芽進行扦插，其存活株數(shù)分別為50株、47株，存活率分別為100%、94%；科A倒二節(jié)帶萌發(fā)腋芽和科A倒三節(jié)帶萌發(fā)腋芽進行扦插，其存活株數(shù)分別為47株、50株，存活率分別為94%、100%。

不同節(jié)位、不同雄性不育系材料不帶萌發(fā)腋芽的其扦插成活株數(shù)和成活率也不同。四A倒二節(jié)不帶萌發(fā)腋芽和四A倒三節(jié)不帶萌發(fā)腋芽進行扦插，其存活株數(shù)分別為6株、20株，存活率分別為12%、40%；科A倒二節(jié)帶萌發(fā)腋芽和科A倒三節(jié)帶萌發(fā)腋芽進行扦插，其存活株數(shù)分別為14株、36株，存活率分別為28%、72%。

2.2 水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖與種子繁殖材料植株形態(tài)特征比較

綜合考慮水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖成活率及農(nóng)藝性狀，選定四A倒二節(jié)帶萌發(fā)腋芽、科A倒三節(jié)帶萌發(fā)腋芽扦插繁殖的植株與常規(guī)種子繁殖的植株進行植株形態(tài)特征比較分析，結(jié)果見表2。

從株型方面看，扦插繁殖植株，包括科A和四A，其株型均表現(xiàn)為緊束，而與其對應(yīng)的種子繁殖植株，其株型表現(xiàn)為適中；從長勢方面看，扦插繁殖植株，包括科A和四A其植株均比較繁茂，而與其對應(yīng)種子繁殖植株，其長勢中等；從葉色方面看，扦插繁殖植株，比與其對應(yīng)的種子繁殖植株顏色濃綠。從葉姿方面看，扦插繁殖植株葉片葉姿表現(xiàn)為挺直，與其對應(yīng)的種子繁殖植株葉姿則表現(xiàn)為中等或挺直；從群體整齊度看，扦插繁殖材料總體整齊度不如與其對應(yīng)的種子繁殖的材料。

表2 水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖與種子繁殖植株形態(tài)特征

2.3 水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖與種子繁殖材料花粉育性及套袋自交結(jié)實比較

水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖與種子繁殖材料花粉育性及套袋自交結(jié)實率結(jié)果見表3。水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖與種子繁殖材料植株在花藥顏色和花藥形狀上沒有區(qū)別，田間套袋自交結(jié)實率都為0，說明不同繁殖方式不會改變雄性不育材料的育性。

表3 水稻雄性不育系莖節(jié)扦插繁殖與種子繁殖植株花粉育性和套袋自交結(jié)實率 %

3 結(jié)論與討論

不管哪種節(jié)位、哪種雄性不育系材料，其帶萌發(fā)腋芽扦插成活株數(shù)及成活率均高于不帶萌發(fā)腋芽。莖節(jié)扦插繁殖材料從莖節(jié)處生出新根，需要消耗莖節(jié)自身的養(yǎng)分。帶萌發(fā)腋芽的莖節(jié)扦插材料因為帶有少許葉片，能更好地吸收光能，合成生長需要的物質(zhì)，供應(yīng)給莖節(jié)用以萌發(fā)新根，因此，帶萌發(fā)腋芽的扦插材料其成活率較不帶萌發(fā)腋芽的高。另外，不帶萌發(fā)腋芽扦插時，不管四A還是科A，其倒三節(jié)扦插比倒二節(jié)扦插成活率高，但原因有待進一步研究。

從株型方面看，扦插繁殖植株，其株型均表現(xiàn)為緊束，而與其對應(yīng)的種子繁殖植株，其株型表現(xiàn)為適中?？赡芨げ宸敝持仓曛旮咻^矮，種子繁殖植株株高較高有關(guān)；從長勢方面看，扦插繁殖植株，其植株均比較繁茂，而與其對應(yīng)種子繁殖植株，其長勢中等?？赡苁乔げ宸敝持仓攴痔Y能力優(yōu)于種子繁殖植株；從葉色方面看，扦插繁殖植株，比與其對應(yīng)的種子繁殖植株顏色濃綠?？赡苁乔げ宸敝持仓晏崆斑M入營養(yǎng)生長、生殖生長，在同一時期內(nèi)需要吸收更多的光能轉(zhuǎn)化為必要的能量及時提供給植物生長發(fā)育，而這個過程需要大量的葉色體來轉(zhuǎn)化，因此，葉片看起來更濃綠；從葉姿方面看，扦插繁殖植株葉片葉姿表現(xiàn)為挺直，與其對應(yīng)的種子繁殖植株葉姿則表現(xiàn)為中等或挺直；從群體整齊度看，扦插繁殖材料總體整齊度不如與其對應(yīng)的種子繁殖的材料。