快速打破水稻早熟恢復(fù)系種子休眠方法的探討

蔣云偉 趙恒志 黃麗秀 莫千持 范大泳

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院桂林分院/桂林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心，廣西 桂林 541006；第一作者：273565483@qq.com；* 通訊作者：glqs2005@163.com）

種子休眠是指種子具有活力但處于不發(fā)芽的狀態(tài)，是植物本身適應(yīng)環(huán)境和延續(xù)生存的一種特性[1]。廣西桂中北稻作區(qū)水稻的安全生長(zhǎng)期為190～210 d，隨著水稻產(chǎn)業(yè)面臨供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的新常態(tài)，選育適用的優(yōu)質(zhì)早熟水稻品種乃大勢(shì)所趨。1 年3 代育種方式（如“桂林-桂林-海南”）大大加快了水稻育種進(jìn)程，理論上講，從種質(zhì)配制開始，第3 年便可選育出1 個(gè)穩(wěn)定且具有雜交優(yōu)勢(shì)的恢復(fù)系并配組成功（通常按照1 年2 代的育種方式需4 年以上）。但受制于1 年種植3 代田間農(nóng)時(shí)安排，生產(chǎn)時(shí)間十分緊張，部分新收獲種子處于休眠狀態(tài)難以發(fā)芽，不利于異地加代繁殖。因此，有必要對(duì)打破水稻早熟恢復(fù)系休眠性的方法進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以水稻早熟恢復(fù)系R6307 和中早22 為供試材料。R6307 是桂林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心以先恢207 為母本、TO463 為父本，通過1 次雜交，連續(xù)多代系統(tǒng)選育而成的早熟恢復(fù)系[2]。中早22 是由中國水稻研究所采用Z935/中選11 體細(xì)胞無性系變異技術(shù)處理而育成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)常規(guī)早秈品種[3]。試驗(yàn)材料春季種子由海南南繁基地收獲，夏、秋季種子由廣西桂林雁山育種基地當(dāng)季收獲。

1.2 試驗(yàn)方法

分別在2018 年春季（3 月25 日）、夏季（7 月22日）、秋季（10 月 22 日）3 個(gè)收獲期進(jìn)行打破休眠的發(fā)芽試驗(yàn)。試驗(yàn)材料收獲后自然晾曬至含水量12.5%后再進(jìn)行處理。采用7 種處理方法，藥劑濃度和處理時(shí)間參考前人試驗(yàn)所得的最佳方法[2-5]：T1，5%雙氧水（H2O2） 溶液浸種 24 h；T2，200 倍強(qiáng)氯精溶液浸種 24 h；T3，0.1%赤霉素溶液浸種 24 h；T4，1%硝酸鉀溶液浸種24 h；T5，高溫干燥處理，干燥箱中40℃連續(xù)脫水48 h；T6，低溫處理，-20℃下處理 24 h，干燥箱中 40℃連續(xù)脫水24 h；CK，清水浸種24 h。T1～T4 處理浸種后用清水洗凈，然后再在30℃清水中浸種24 h，后于30℃光照智能恒溫箱中培養(yǎng)24 h，統(tǒng)計(jì)破口率；T5 和T6 處理后在30℃清水中浸種24 h，于30℃光照智能恒溫箱中培養(yǎng)24 h，統(tǒng)計(jì)破口率。然后將不同處理種子分別播入育秧盤中，待秧苗長(zhǎng)至1 葉1 心時(shí)統(tǒng)計(jì)成苗率。每個(gè)處理設(shè)4 次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)100 粒種子。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)發(fā)芽率的影響

由表1 可知，R6037 春、夏、秋三季的種子在清水浸種處理（CK）下的破口率分別為89.0%、88.3%和84.8%，中早22 分別為87.0%、86.0%和82.0%，說明R6307 和中早22 的休眠性較淺；從變異系數(shù)看，春季南繁的種子破口率的響應(yīng)較夏秋兩季種子敏感。從圖1 可以看出，春季和秋季用強(qiáng)氯精（T2）、赤霉素（T3）和硝酸鉀（T4）浸種可以提高R6307 種子的破口率，夏季用強(qiáng)氯精和赤霉素浸種也可以提高R6307 種子的破口率。從圖2 可以看出，春季和秋季用強(qiáng)氯精、赤霉素、硝酸鉀浸種和高溫干燥處理（T5）均可以提高中早22 種子的破口率，夏季用強(qiáng)氯精、赤霉素浸種和高溫干燥處理也可以提高中早22 種子的破口率。參試材料在3 個(gè)不同季節(jié)各個(gè)處理的破口率都在78.0%以上。

表1 不同處理方法對(duì)恢復(fù)系種子破口率的影響 （單位：%）

表2 不同處理方法對(duì)種子成苗率的影響 （單位：%）

圖1 不同處理對(duì)R6307 破口率的影響

圖2 不同處理對(duì)中早22 破口率的影響

2.2 不同處理對(duì)成苗率的影響

由表2 可知，T2 和T5 處理可以提高早熟恢復(fù)系種子的成苗率，較其他處理有顯著差異性。從圖3 和圖4 可以看出，R6307 和中早22 成苗率變化幅度相當(dāng)；在夏季，T2、T4、T5 和 T6 處理均可提高種子成苗率，其中T2 處理的R6307 成苗率高達(dá)96.5%，比CK 成苗率提高14.0 個(gè)百分點(diǎn)。在春季和秋季，T2 和T5 處理可提高種子成苗率，其中春季T2 處理的 R6307 成苗率高達(dá)78.8%，比CK 提高13.3 個(gè)百分點(diǎn)。這2 個(gè)參試材料T1和T3 處理的成苗率均低于CK；在春季和秋季，T4 和T6 處理的成苗率也低于CK，在春季R6307 種子T1 處理的成苗率僅為46.5%，比CK 降低19.0 個(gè)百分點(diǎn)。

圖3 不同處理對(duì)R6307 成苗率的影響

2.3 不同收獲時(shí)期對(duì)成苗率的影響

由表2 可知，參試材料夏季南繁的種子成苗率最高，秋季次之，春季最低；從變異系數(shù)看，春季南繁種子的成苗率對(duì)各處理的響應(yīng)較夏秋兩季敏感。從表1 的破口率和表2 的成苗率可以看出，部分處理后的種子破口后在育秧盤中播種不能正常成苗。夏季溫度高，破口后的種子繼續(xù)生長(zhǎng)，種子成苗率高。春季氣溫回升緩慢，地溫有時(shí)偏低，會(huì)造成冷害，影響已破口種子的成活，秋季氣溫逐漸降低亦會(huì)影響播種后的種子成苗。

3 小結(jié)與討論

水稻恢復(fù)系材料異地加代、繁種、發(fā)芽檢驗(yàn)都必須考慮其種子休眠及如何打破休眠的問題。前人針對(duì)打破水稻種子休眠的方法做了大量研究[4-7]，然而多止步于對(duì)種子發(fā)芽率的探討，對(duì)成苗率影響的相關(guān)研究尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)不僅旨在快速打破水稻種子休眠，也要探討其播種后的存活率，以實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)。本試驗(yàn)中2 個(gè)早熟恢復(fù)系水稻品種對(duì)各個(gè)處理的響應(yīng)程度相當(dāng)，雙氧水處理水稻早熟恢復(fù)系種子后破口率和成苗率都不理想。這可能與雙氧水濃度有關(guān)。研究表明，用1%～3%濃度的雙氧水浸種打破種子休眠效果好，隨著雙氧水濃度增加，對(duì)種子打破休眠表現(xiàn)出一定的抑制作用[8]。赤霉素是種子萌發(fā)的內(nèi)在因素，多項(xiàng)研究表明，赤霉素能打破種子休眠，因?yàn)槌嗝顾乜梢哉T導(dǎo)水解酶（如α-淀粉酶）的合成，并能促進(jìn)水解酶的分泌[9]。本試驗(yàn)中赤霉素處理顯著提高了種子的破口率，但在播種后幼苗生長(zhǎng)較差，成活率較低，莖葉較其他處理更細(xì)長(zhǎng)，不利于移栽種植。這歸因于赤霉素具有促進(jìn)莖伸長(zhǎng)的生理作用。硝酸鉀能輕度腐蝕稻殼而增強(qiáng)透氣性，提供更多的氧氣，也有助于種子休眠的解除[10-11]，但本試驗(yàn)中硝酸鉀雖然顯著提高了水稻早熟恢復(fù)系種子的破口率，但在春季和秋季均顯著降低了水稻成苗率，影響水稻后期生長(zhǎng)。低溫處理并不能提高水稻種子的破口率，且僅在夏季進(jìn)行低溫保存可顯著提高種子成苗率，春、秋兩季低溫處理使水稻成苗率顯著下降。

強(qiáng)氯精作為一種水稻種子殺菌劑被廣泛應(yīng)用，目前市面上銷售的水稻種子包裝內(nèi)均含有強(qiáng)氯精，用于播種前的種子消毒。本試驗(yàn)中高溫干燥和強(qiáng)氯精浸種處理在春、夏、秋三季均可以顯著提高2 個(gè)品種的種子破口率，快速打破水稻早熟恢復(fù)系種子休眠，這與前人研究結(jié)果基本一致[2，4]。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)高溫干燥和強(qiáng)氯精浸種處理在春、夏、秋三季均顯著提高這2 個(gè)參試水稻種子的成苗率。主要原因可能是高溫干燥能增加種殼的透氣性，促進(jìn)種子新陳代謝，從而打破由于種殼透性引起的休眠[12-13]。因此，在時(shí)間和設(shè)備條件允許的情況下可以對(duì)種子先進(jìn)行高溫處理再浸泡強(qiáng)氯精，對(duì)打破早熟恢復(fù)系種子的休眠、提高種子成苗率的效果更佳。