不同葉齡移栽對四倍體水稻T569農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

鄭 明 ，宋兆健 ，張獻華 ，，隗志松 ，朱永生 ，蔡得田 ，

（1. 武漢多倍體生物科技有限公司，湖北 武漢 430345；2. 孝感市農(nóng)業(yè)科學院，湖北 孝感 432000；3. 湖北大學，湖北 武漢 430062；4. 武漢市農(nóng)業(yè)科學院，湖北 武漢 430345）

人類賴以生存的栽培作物有二倍體的水稻、玉米、高粱、谷子、大麥、亞洲棉、白菜型油菜等，也有多倍體的小麥、甘薯、馬鈴薯、陸地棉、海島棉、花生、甘藍型和芥菜型油菜等。若發(fā)現(xiàn)和掌握多倍體形成的規(guī)律，即可在短時間內(nèi)創(chuàng)造出更多優(yōu)質(zhì)的多倍體新物種，為人類造福。

20世紀六七十年代，我國科研工作者利用普通小麥（六倍體）與黑麥（二倍體）進行雜交，首次成功培育出了異源八倍體小黑麥新物種。同一時期的多倍體水稻育種卻進展緩慢，原因主要包括2個方面：多倍體水稻誘導頻率低（5%左右）和多倍體水稻結實率低（少于50%）。經(jīng)過蔡得田團隊多年努力，選育出2個水稻多倍體減數(shù)分裂穩(wěn)定性基因（PMeS）品系。該品系水稻不僅自身結實率較高（70%左右），其雜種一代更具有75%以上的高結實率。此外，蔡得田等于1999年提出“綜合利用無融合生殖異源多倍體化和體細胞雜交技術”，論述了以無融合生殖為基礎，結合利用優(yōu)良基因、多倍體化和現(xiàn)代生物學技術的21世紀水稻育種新戰(zhàn)略；并于2001年提出“利用遠緣雜交和多倍體雙重優(yōu)勢進行超級稻選育”的新戰(zhàn)略。2003年湖北大學示范種植水稻四倍體株系1 334 m2，比同一時期超級雜交水稻兩優(yōu)培九的產(chǎn)量更高。進一步從理論上和實踐上證明，遠緣雜交和多倍體化相結合的異源多倍體化是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種的新途徑。此后，蔡得田團隊又進一步進行篩選，得到優(yōu)勢強、結實率高的四倍體水稻，解決了多倍體水稻育種結實率低的問題。

四倍體水稻選育技術是具有顛覆性的創(chuàng)新技術，具有2個共性，一是基于堅實科學原理的創(chuàng)新性應用；二是跨學科、領域的集成創(chuàng)新，并非設計、材料、工藝領域的線性創(chuàng)新。專家們指出，多倍體水稻可能成為繼袁隆平院士的“超級稻”后，又一具有原創(chuàng)性的育種技術新途徑。由于人工獲得的多倍體往往有部分不育的現(xiàn)象，選擇育性好、結籽性好的水稻品系非常重要，但需要經(jīng)歷繁雜漫長的過程。本研究將基本符合育種目標的高結實四倍體水稻T569在海南省進行播種，并于不同葉齡進行移栽試驗，對四倍體水稻T569的產(chǎn)量構成因素和農(nóng)藝性狀進行分析，以期為四倍體水稻T569的田間選育和推廣種植提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料與試驗設計

高結實四倍體水稻T569由武漢多倍體生物科技有限公司提供。試驗于2017年在海南省農(nóng)業(yè)科學院永發(fā)基地進行。試驗保證高結實四倍體水稻T569處于相同播種期、插植密度、水肥管理條件，分別設置5.5葉齡、6.5葉齡、7.5葉齡（對應秧齡分別為20、25、30 d）3個處理進行移栽。于2017年1月12日進行插秧，規(guī)格采用寬窄行，寬行距33.3 cm，窄行距16.7 cm，株距16.7 cm，每穴插2棵苗。水肥管理按照超級稻高產(chǎn)操作規(guī)程。每個處理6.67 m2，共160穴。

1.2 調(diào)查方法

每處理在收獲前采用對角線法，取3個點進行調(diào)查，每個點調(diào)查1 m2的有效穗數(shù)。每個點選取具有代表性的2穴稻，3個點共6穴稻進行考種。計算每個處理6.67 m2的實收產(chǎn)量。

2 結果與分析

2.1 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻全生育期的影響

不同移栽葉齡對T569四倍體水稻全生育期的影響如表1所示。3個處理T569四倍體水稻的全生育期分別為141、142、146 d，6.5葉齡移栽水稻比5.5葉齡移栽水稻的全生育期長1 d，7.5葉齡移栽水稻比6.5葉齡移栽水稻的全生育期長4 d。隨著水稻移栽葉齡增大，T569四倍體水稻的全生育期延長。

表1 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻全生育期、始穗期、播始歷期、移栽至始穗期的影響

2.2 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻始穗期的影響

不同移栽葉齡對T569四倍體水稻始穗期的影響如表1所示。3個處理T569四倍體水稻的始穗期分別為2017年4月16日、2017年4月18日、2017年4月21日，其中6.5葉齡移栽水稻比5.5葉齡移栽水稻的始穗期延遲2 d，7.5葉齡移栽水稻比6.5葉齡移栽水稻的始穗期延遲3 d。隨著移栽葉齡增大，T569四倍體水稻始穗期延遲。

2.3 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻播始歷期、移栽至始穗期的影響

不同葉齡移栽對T569四倍體水稻播始歷期、移栽至始穗期的影響如表1所示。隨著移栽葉齡的增大，T569四倍體水稻播始歷期延遲，但移栽至始穗期變化波動較小。

2.4 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻產(chǎn)量構成因素的影響

不同移栽葉齡對T569四倍體水稻產(chǎn)量構成因素的影響如表2所示。3個處理T569四倍體水稻的單位面積產(chǎn)量分別為7 951.5、5 286.0、6 050.6 kg/hm2，其中5.5葉齡水稻產(chǎn)量比7.5葉齡增加31.42%，比6.5葉齡增加50.43%。水稻單位面積產(chǎn)量受移栽葉齡影響較大。此外，3個處理T569四倍體水稻的產(chǎn)量構成因素呈曲線波動趨勢，每穗粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、結實率、千粒質(zhì)量和單位面積產(chǎn)量的波動趨勢一致，均表現(xiàn)為5.5葉齡移栽水稻＞7.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻；但有效穗數(shù)表現(xiàn)為7.5葉齡移栽水稻＞5.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻。

表2 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻產(chǎn)量構成因素的影響

2.5 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻株高和穗長的影響

不同移栽葉齡對T569四倍體水稻株高和穗長的影響如表3所示。3個處理T569四倍體水稻的株高分別為118.3、118.5、119.0 cm，穗長分別為21.1、21.0、18.7 cm。其中T569四倍體水稻的株高隨移栽葉齡增大而升高，穗長隨移栽葉齡增大而降低。

表3 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻株高和穗長的影響

3 結論與討論

3.1 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻產(chǎn)量構成因素的影響

本研究表明，3個處理T569四倍體水稻的產(chǎn)量構成因素呈曲線波動趨勢，每穗粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、結實率、千粒質(zhì)量的波動趨勢一致，均表現(xiàn)為5.5葉齡移栽水稻＞7.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻；有效穗數(shù)表現(xiàn)為7.5葉齡移栽水稻＞5.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻。此外，T569四倍體水稻產(chǎn)量受移栽葉齡影響較大，表現(xiàn)為5.5葉齡移栽水稻＞7.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻。推測原因可能是在5.5葉齡進行移植，水稻主莖與分蘗在稻田中的營養(yǎng)生長期較長，有利于干物質(zhì)積累，穗粒結構相對較好。在7.5葉齡進行移植，水稻在稻田中生長的分蘗移植后成活的概率高，有利形成有效穗。未來需要進一步擴大葉齡范圍進行移栽試驗來求證。找出T569四倍體水稻最合適的移栽葉齡，保障水稻高產(chǎn)。劉麗華等以沈稻47為試驗材料，研究不同葉齡、秧盤及穴距對水稻產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀的影響，結果表明，4.1葉齡移栽水稻的單位面積產(chǎn)量顯著高于5.7葉齡和2.5葉齡移栽水稻的單位面積產(chǎn)量。

3.2 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻生育性狀的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，隨著移栽葉齡的增加，T569四倍體水稻的始穗期延遲，全生育期增加。此外，隨著移栽葉齡的增加，T569四倍體水稻播始歷期增加。T569四倍體水稻的株高隨移栽葉齡增大而升高，穗長變化趨勢與株高相反。株高（穗長）隨移栽葉齡增大而升高（減少），這種趨勢有沒有臨界值，還有待進一步研究。