水稻新育三系不育系特征特性觀察與分析

鄧則勤，黃顯波，林成豹，唐江霞，梁水金，葉仰東

（福建省三明市農(nóng)業(yè)科學研究院，福建沙縣365051）

水稻不育系的培育是水稻雜種優(yōu)勢利用的基礎，不育系的農(nóng)藝性狀不僅關系雜種后代性狀表現(xiàn)，還決定制種異交結實難易和產(chǎn)量高低，特別是不育系開花習性與繁殖、制種密切相關［1］。試驗以天豐A為對照，進行明1A（閩審稻20180032）、明2A（閩審稻20180033）、明6A的生育期，農(nóng)藝性狀和開花習性進行觀察和比較分析，為其繁殖、制種提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為秈型三系不育系明1A，明2A、明6A（元豐A改良系）、天豐A（CK）。

1.2 試驗方法

供試不育系于2018年在三明市農(nóng)科院育種基地進行種植，3重復隨機區(qū)組設計，7月3日播第1期，其中明1A、明2A只播1期，明6A、天豐A分3期，每隔8 d播1期。6葉左右移栽，插植規(guī)格按20 cm×20 cm，每個品種種植10行，每行8株，田間管理與當?shù)卮筇锕芾硐嗤?/p>

1.2.1 生育期 記錄各不育系的始穗期、見穗始花期，播始歷期。

1.2.2 農(nóng)藝性狀 每區(qū)組隨機選取5個單株，每隔3 d觀察1次主莖葉齡，直至主莖葉片全展，統(tǒng)計主莖葉片數(shù)。在開花結束后每區(qū)組隨機選取3個單株考察株高、有效穗數(shù)、穗長、穗粒數(shù)、劍葉長度與寬度。

1.2.3 開花習性 每個區(qū)組選擇始穗期相同的5穗主穗或大分蘗穗進行觀察，從早上08：00到下午16：00，期間每隔1 h觀察1次，并記錄每小時的開花數(shù)并剪去已開放的穎花，直到開花結束。具體觀察項目如下。

單穗開花歷期：各穗從第1朵穎花開放到開花結束的持續(xù)天數(shù)。

單穗逐日開花動態(tài)：每天的開花數(shù)占開花總量的百分比。

日開花動態(tài)：記錄不育系每天各個時段的開花數(shù)并計算每個時間段的平均開花量和每日開花總量。

1.2.4 柱頭外露率和張穎角度 在4個不育系開花結束后，各選取5穗主穗，觀察已開放的穎花的柱頭外露情況及其張穎角度。

1.2.5 開花期間的溫濕度 在開花期間用溫濕度計測定并記錄每天每個時段的溫度和濕度。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel、DPS軟件進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 生育期

從表1可得知，4個不育系在7月3日播種時，平均播始歷期在68.0～84.3 d。其中明6A播始歷期最短，比天豐A短6.4 d；明2A播始歷期最長為84.3 d，比天豐A長10 d，主要是明2A基本營養(yǎng)生長期長導致。當4個不育系在9月20日前后始穗時，見穗始花期由長至短依次為明1A、明2A、明6A、天豐A。

表1 供試不育系的生育期

2.2 農(nóng)藝性狀

制種想要準確撐握好“九二〇”適宜用法用量通常是要考慮不育系植株高度，既要達到有效解除包頸，又要防止植株過高影響授粉態(tài)勢。由表2可知，明2A平均株高最高，明2A和明1A株高極顯著高于天豐A，明6A平均株高與天豐A相當。明1A平均有效穗數(shù)最多，極顯著高于其它3個不育系，屬于多穗類型不育系。明1A平均穗長極顯著高于明6A及天豐A，而著粒密度最小。明2A平均葉寬顯著高于明1A，極顯著高于天豐A、明6A，明1A平均葉寬顯著高于天豐A、明6A。明1A與明2A平均葉長極顯著高于明6A與天豐A，明1A與明2A、明6A與天豐A平均葉長差異不顯著。田間觀察結果，明1A和明2A長勢較為旺盛，主要體現(xiàn)在單株分蘗較多葉片寬大，且植株較為壯實。明6A和天豐A株高較矮、有效分蘗相對較少，葉片較小。

2.3 開花習性

2.3.1 開花歷期 由圖1可知，明1A和明6A單穗開花歷期為7 d，明2A與天豐A的單穗開花歷期為8 d。

2.3.2 單穗逐日開花動態(tài) 研究不育系日開花動態(tài)不僅有利繁殖、制種時確定父本播種時期，確保父母本開花高峰期相遇，還利于準確掌握開花高峰，及時趕粉，提高效率［2］。由圖1可知，供試不育系的單穗持續(xù)開花習性良好，開花持續(xù)時長、盛花期不盡相同，但開花高峰期都只出現(xiàn)1個。其中明1A開花高分期出現(xiàn)在開花后第3天，開花量上升的速率相比明2A要快，開花百分率達到35.17%，之后逐漸下降，第5天仍有14.93%。明2A開花高峰期出現(xiàn)在第4天，開花百分率達到31.73%，開花百分率下降速度相較于其他3個材料更慢。明6A和天豐A都在開花當日達到開花高峰期，并且開花百分率分別高達46.28%和40.37%，開花百分率都在開花第2天后迅速下降。

表2 不育系農(nóng)藝性狀

圖1 單穗逐日開花動態(tài)

圖2 日開花動態(tài)

2.3.3 日開花動態(tài) 實踐表明，父本開花時間相對較早，多數(shù)情況下主要集中在午前開花，因此不育系在午前開的花可當天進行授粉，異交結實高，午前開花總量的高低也反應一個不育系制種獲取高產(chǎn)的難易。由圖2可知，4個不育系的的午前開花總量都在62%以上，其中明2A和明6A的午前開花總量顯著高于明1A和天豐A，分別達到84.1%、81.82%。明2A、明1A和天豐A的花時高峰出現(xiàn)在12：00，明6A的花時高峰出現(xiàn)在13：00，明2A在開花高峰期開花量最大，高達42.38%。而其他3個不育系的開花量相對較低。

2.4 柱頭外露率和張穎角度

柱頭外露率是反應不育系異交結實率的一個非常重要的指標。從表3可以看出4個不育系的柱頭外露率都在76%以上，柱頭外露率由大至小分別為明6A（85.4%）、天豐 A（80.9%）、明1A（77.5%）、明2A（76.6%），4個不育系的單邊外露率都高于其雙邊外露率，在三系雜交制種中，不育系的柱頭外露率越高，越有利于接受外界花粉，提高異交結實率從而提高制種產(chǎn)量。張穎角度由大到小分別為：明6A（34.7°）、天豐A（33.8°）、明1A（33.7°）、明2A（33.2°）,張穎角度都比較大利于授粉，4個不育系都具有較好的異交特性。

表3 三系不育系的柱頭外露率和張穎角度

2.5 溫度、相對濕度對水稻開花量的影響

4個不育系的開花高峰期均在午前，由圖3和圖4可知：開花時的日每時平均溫度為27.8～33.6℃，日每時平均相對濕度為84%～64.2%。隨著溫度的升高，相對濕度降低，至13：00時相對濕度降到最低（64.2%）。取13：00前的溫濕度和開花量使用CORREL函數(shù)作相關性分析，由表4可知：明1A、明2A、天豐A和明6A的午前每時開花量與溫度呈極顯著正相關，相關系數(shù)分別為：0.57、0.92、0.90、0.67。與濕度呈極顯著負相關，相關系數(shù)分別為：-0.59、-0.95、-0.95、-0.74?？梢?，在田間一定的溫濕度范圍內(nèi)，不育系的開花量隨溫度的上升而增加，隨濕度降低而增加。

圖3 每時平均溫度

圖4 每時平均相對濕度

3 結論與討論

3個新育成不育系在7月3日播種的播始歷期在68.0～84.3 d。同期始穗時從見穗到始花在1～3 d，因此在繁殖、制種過程中除了依據(jù)不育系播始歷期長短安排播種時期外，往往要根據(jù)見穗始花期長短準確推算父本播種時期，最大限度增加授粉機率，提高效率。明2A生育期最長，在制種上，多數(shù)情況下可與父本同播，可節(jié)省用工，提高制種效率，同時注意控制“九二〇”用量，才能把株高控制在理想范圍內(nèi)，防止植株偏高。明6A生育期短，有效分蘗相對較少，但其柱頭外露率最高，其生長勢較小而通過提高柱頭外露率，可適當補償有效分蘗與穎花數(shù)較少不足，是這個不育系進行制種的一個有利性狀。而充分了解不育系分蘗強弱關系到制種時相應插植密度和高產(chǎn)群體構建，才易在制種上取得更高產(chǎn)，明1A分蘗力最強，有效穗多，顯著高于其它三者，繁殖制種上可適當減小其插植密度，增加群體通透性，有利于高產(chǎn)。同時不育系穗長和著粒密度也會影響繁殖、制種不育系內(nèi)部穎花授粉機率，明1A平均穗長最長，而著粒密度小，最有利于內(nèi)部穎花授粉。明2A平均每穗粒數(shù)最多，著粒密度最大，穗內(nèi)部穎花授粉機率相對較小。明1A和明2A具有較大劍葉長與寬，雖可增大葉面積，利于光合作用，但制種過程中會因葉片阻擋降低穗部授粉機率，影響異交結實，因此，繁殖、制種上可采取適當割葉等措施來改善群體受粉態(tài)勢，提高授粉機率，而達到制種增產(chǎn)目的。3個新育成的不育系開花時間比較長，開花規(guī)律不一致，開花高峰期集中在12：00—13：00，午前開花百分率高，屬于制種易獲高產(chǎn)不育系。其中明1A和明2A的開花量在到達開花高峰期快速下降，下降速率高于天豐A，所以明1A不育系在開花3 d后適當增加趕粉次數(shù)，明6A不育系在開花當天增加趕粉次數(shù)，都是進一步提高異交結實率的有利措施，能達到事半功倍效果。明6A的盛花期就在始花當天開花百分比高達40.37%，在始花當天需及時趕粉，錯過了就難以獲得高產(chǎn)，再來補救也只能事倍功半。

表4 不育系的午前開花率及與溫濕度的相關系數(shù)

4個三系不育系的午前開花量與溫度呈極顯著正相關，與濕度呈極顯著負相關。有研究發(fā)現(xiàn)，高溫高濕會降低父本的花粉量和柱頭活力，從而影響水稻的授粉結實［3］。高溫也極有可能會促使母本早花，使其錯過父本的開花期而影響制種，因此異常天氣通常會破壞水稻品種的開花規(guī)律，在制種過程中就要多考慮異常天氣的影響而采取相應措施。