水稻不育系外露柱頭存活率測定及提高措施

摘要：以一系列水稻（Oryza sativa L.）不育系為材料，利用延遲授粉法與逐日受精率估算法測定其外露柱頭存活率，2種方法測定的外露柱頭存活率趨勢一致，此外，還發現可以用柱頭顏色來定性判斷柱頭是否存活，以推算柱頭存活率。提高外露柱頭存活率的措施：始花前和開花中期每公頃分別噴施赤霉素40、30 g，或者于始花前和開花中期每公頃分別噴施同等用量的廣增素“802”250 g或尿素3.5 kg，3種措施均需在始穗前每公頃噴施硼素1.5 kg，其中以噴施赤霉素效果最為明顯。田間濕度不大時噴施清水也能增加柱頭存活率。

關鍵詞：水稻（Oryza sativa L.）；不育系；外露柱頭存活率；測定方法；提高措施

中圖分類號：S511；S143.8 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）03-0514-04

雜交水稻（Oryza sativa L.）制種母本的柱頭外露率高低直接影響制種產量的高低。柱頭外露穎花在開花當天及其后的3 d內都具有較強的受精能力，有花粉供給時柱頭外露率在60%以上則結實率一般不低于60%。因此，提高母本柱頭外露率是雜交稻制種高產的關鍵之一[1-4]。而外露柱頭的存活時間是決定外露柱頭授粉成功的首要因素，延長外露柱頭的存活率能夠利用父本的非及時花粉。柱頭外露率提高異交能力主要是柱頭存活率的協同作用[3]。所以外露柱頭的存活率與柱頭外露率二者密切相關，相輔相成。國內外文獻在提高水稻不育系的柱頭外露率方面報道較多[5-8]，而在提高水稻不育系外露柱頭的存活率方面報道很少[9，10]。筆者通過不同方法對水稻不育系外露柱頭存活率進行測定，并觀察各物質對柱頭存活率的影響，以尋找提高外露柱頭存活率的措施，從而為制種研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

所用水稻材料為珍汕97A、新香A/77、培矮64S/288、優ⅠA/77、汕A/77、優ⅠA/63。

所用試劑為赤霉素（別名“920”，國藥集團化學試劑有限公司）；葉面肥廣增素“802”（別名“802”，桂林花信植物組培苗有限公司）；硼酸（含量99.9%，成都華耀化工有限公司）；尿素（廣西河池化工股份有限公司）。

1.2 試驗方法及設計

試驗設置在廣西宜州市河池學院試驗田，其中外露柱頭存活率的測定及3種物質對外露柱頭存活率的影響試驗于2011年8月進行，日均氣溫25.6～26.4 ℃，白天相對濕度 79.5%～91.2%；清水對柱頭存活率的影響試驗于2010年7月和2011年8月進行。

1.2.1 3種外露柱頭存活率的測定方法比較

1）延遲授粉法。所用材料為珍汕97A。父本開花時隔離，標記每天開的母本穎花，然后在同一天使標記的穎花接受父本花粉。授粉的次日下午觀測各日的受精率。外露柱頭存活率以受精率來反映，受精與否以子房是否膨大來判別。試驗設高地下水位和較低地下水位田塊2種處理，分別于開花后0、2、3、4、5 d授粉并測定外露柱頭存活率，計算公式（下同）為：某天外露柱頭存活率=（開花后某天柱頭面積-受精柱頭面積）/（開花時柱頭面積-受精柱頭面積）×100%。

2）逐日受精率估算法。在父本盛花始期，標記母本同一天開花的柱頭外露穎花，第六天采回后逐個觀察，根據子房受精后逐日形態的顯著區別可以判斷自然狀況下逐日的受精率，從而推斷各材料開花后1、2、3、4、5 d外露柱頭的存活率。

3）柱頭顏色估計法。通過觀察柱頭顏色來推斷外露柱頭是否存活。

1.2.2 各物質對外露柱頭存活率的影響 所用材料為珍汕97A，試驗設置如下：

1）3種物質的使用對外露柱頭存活率的影響。試驗設4個處理，各處理分別為：①赤霉素處理：于始花前和開花中期分別噴施赤霉素40 g/hm2和30 g/hm2；②廣增素“802”處理：于始花前和開花中期分別噴施同等用量的廣增素“802”250 g/hm2；③尿素處理：于始花前和開花中期分別噴施同等用量的尿素3.5 kg/hm2；④對照（CK）：未作任何處理。各處理于始穗前均噴施硼酸1.5 kg/hm2。每個處理面積為20 m2，3次重復。采用延遲授粉法測定外露柱頭存活率，處理結果取平均值。

2）3種物質不同使用時間對外露柱頭存活率的影響。3種物質的用量同“1.2.2”，噴施時間分為開花當天和開花后第三天噴施2種處理，以未作處理的珍汕97A作對照，于開花后第五天調查外露柱頭存活率。其他處理同“1.2.2”。

3）硼酸使用時間與使用量對外露柱頭存活率的影響。在2個田塊中進行硼酸噴施處理，由于2田塊田間差異較大，故按照2個處理來進行試驗，其中處理1與處理2處理方式相同，均于始穗前及開花當天噴施硼酸1.5 kg/hm2，其中處理1以始穗前噴施硼酸1.5 kg/hm2為對照（CK1），處理2以未作任何處理的珍汕97A為對照（CK2），以觀察硼酸使用時間及使用量對外露柱頭存活率的影響。

1.2.3 噴施清水對柱頭存活率的影響 所用材料為珍汕97A，在父本散粉前后多次對母本進行噴施清水處理，每天上下午各一次，用量2 L/hm2，直到父本花期完畢，用未作處理的珍汕97A作對照。開花時間分別為2010年7月7日和2011年8月5日，于開花后授粉并統計受精率。由于以上多個試驗中，同一材料在同一處理的實測柱頭存活率始終與受精率成正相關關系，即柱頭存活率越高，受精率越高，所以本處理未計算柱頭存活率，而直接以噴施清水對受精率的影響來表示對柱頭存活率的影響。

2 結果與分析

2.1 外露柱頭的存活率

2.1.1 延遲授粉法 表1是利用延遲授粉法測定外露柱頭存活率的結果，為了獲得更精確的結果，還需要觀測子房未膨大的柱頭，看其是否授粉，從而排除未授粉對受精率的影響，獲得更真實的外露柱頭受精能力，即柱頭存活率。由表1可知，開花當天柱頭存活率為100.0%，開花后3～5 d的柱頭存活率急劇下降，開花后5 d時沒有柱頭存活，其中高地下水位的柱頭存活率比低地下水位的低。

2.1.2 逐日受精率估算法 由于每天父本開花散粉只有2 h，日間相隔22 h，因此，逐日子房形態有顯著區別。未受精的子房長1.3～1.4 mm，正好相當于XSP -16A顯微鏡10×物鏡的視野直徑。受精后每日伸長0.9～1.5 mm，直到達到頂部，顏色由綠色變為淺綠色；3 d時子房長到穎殼1/2以上，明顯彎曲；5～6 d時到達頂部后子房伸直，腹部膨大，壓之有白漿；6～7 d時寬度增加接近成熟米粒，胚部膨大。這一過程因材料不同而有差異。從表2可以看出，母本受精主要在開花當天和次日，柱頭存活率在開花后3 d時急劇下降，與表1的測定結果趨勢一致。但是優ⅠA/77開花后當天的柱頭存活率低于次日，其原因是與花時相遇率的制約有關。優ⅠA/63實質上屬于花期不遇，測試母本開花當天父本剛進入開花期，花粉量很少，所以其柱頭存活率與其他材料間的趨勢存在差異。

2.1.3 柱頭顏色估計法 如果只是定性判斷柱頭是否具有活力，則可由柱頭顏色直接估計，死亡的柱頭顏色變深，白色柱頭變黃，而白色說明柱頭存在活力。在開花后的3～5 d觀察柱頭顏色可以定性地判斷柱頭是否存活。

2.1.4 3種測定方法的比較 雖然柱頭存活率測定所用材料不同，但是用延遲授粉法與逐日受精率估算法測定的外露柱頭存活率變化趨勢一致，多數品種在晴天均是開花當日、次日柱頭存活率較高，開花后3 d開始急劇下降，4～5 d以后基本上喪失活力。但在不同品種、氣候條件和栽培條件下，其柱頭存活率有顯著的差異。其中延遲授粉法直接反映出柱頭活力，結果最可靠，用逐日受精率估算法操作簡便，由柱頭顏色估計法只能定性判斷。

2.2 各物質對外露柱頭存活率的影響

2.2.1 3種物質的使用對外露柱頭存活率的影響 以對照開花次日的外露柱頭存活率作為處理開花次日的外露柱頭存活率，從而估計各處理的柱頭存活率。表3是3種物質對柱頭存活率的影響試驗結果，由表3可以看出，3種物質均明顯提高了柱頭存活率，各處理的柱頭存活率為赤霉素（“920”）>廣增素802>尿素>CK。

2.2.2 3種物質不同使用時間對外露柱頭存活率的影響 由上述結果可知，柱頭存活率越高，受精率也越高，故此處用受精率反映柱頭存活率。表4是3種物質不同使用時間對柱頭存活率的影響，由表4可以看出，3種物質開花當天噴施的效果均比開花后3 d時噴施的效果好，所以建議噴施時間在開花當天噴施。

2.2.3 硼酸使用時間與使用量對外露柱頭存活率的影響 由表5可知，兩個處理硼酸的使用對提高柱頭存活率的效果不同，處理1無效，處理2效果顯著。處理1與CK1差異不明顯，說明硼酸的使用量增加對提高柱頭存活率的影響不顯著；處理2與CK2柱頭存活率差異明顯，說明硼酸的使用對提高柱頭存活率的影響顯著。由以上結果可知硼酸的作用時間長，且增量不增效。

2.3 噴施清水對柱頭存活率的影響

在試驗過程中，筆者發現陰雨天氣對柱頭保持活力有利，因此在父本散粉前后多次對母本進行噴水試驗，以探討清水是否對柱頭存活率有提高作用。2010年試驗期間溫度較高而濕度較低，于開花后第五天觀測受精率；2011年試驗期間溫度較低、濕度較大，調查了開花后6 d內的受精情況，取平均值。對兩年數據的受精率調查結果進行χ2檢驗，結果如表6所示。由表6可知，2010、2011年兩年噴施清水的母本非外露柱頭受精率與CK相比分別達顯著和極顯著水平；2010年噴施清水的母本外露柱頭受精率與CK相比差異達極顯著水平，2011年無顯著差異。這一方面是因為母本花前噴施清水對花時有調節作用，更重要是延長了漿片的活性，并增加了開花后2、3 d受精后的閉穎數目。由于2011年的花后閉穎數目較之2010年多，所以兩種柱頭狀態受精率的差異比2010年小得多。

3 結論

根據以上試驗結果，為了延長柱頭存活率，建議在始穗前噴施硼酸1.5 kg/hm2 ，克服缺硼素帶來的柱頭、花粉活力降低。赤霉素“920”、廣增素“802”、尿素3種物質對母本柱頭存活率的提高均有明顯效果，其中以噴施赤霉素“920”效果最為顯著。上述物質噴施后大約有5 d的有效期。母本花期過早的可考慮噴施3次，以提高柱頭存活率。同時還得出，在晴朗天氣條件下，在父本散粉前后對母本噴施清水可不同程度提高受精率。

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