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

（福建省三明市農業科學研究院，福建沙縣365051）

水稻不育系的培育是水稻雜種優勢利用的基礎，不育系的農藝性狀不僅關系雜種后代性狀表現，還決定制種異交結實難易和產量高低，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。

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年在三明市農科院育種基地進行種植，3重復隨機區組設計，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，插植規格按20 cm×20 cm，每個品種種植10行，每行8株，田間管理與當地大田管理相同。

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

1.2.3 開花習性 每個區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天數。

單穗逐日開花動態：每天的開花數占開花總量的百分比。

日開花動態：記錄不育系每天各個時段的開花數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 數據分析

采用Excel、DPS軟件進行數據處理與統計分析。

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 研究不育系日開花動態不僅有利繁殖、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開花習性良好，開花持續時長、盛花期不盡相同，但開花高峰期都只出現1個。其中明1A開花高分期出現在開花后第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 不育系農藝性狀

圖1 單穗逐日開花動態

圖2 日開花動態

2.3.3 日開花動態 實踐表明，父本開花時間相對較早，多數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的花時高峰出現在12：00，明6A的花時高峰出現在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，相關系數分別為：-0.59、-0.95、-0.95、-0.74。可見，在田間一定的溫濕度范圍內，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不育系播始歷期長短安排播種時期外，往往要根據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，多數情況下可與父本同播，可節省用工，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，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群體構建，才易在制種上取得更高產，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。同時不育系穗長和著粒密度也會影響繁殖、制種不育系內部穎花授粉機率，明1A平均穗長最長，而著粒密度小，最有利于內部穎花授粉。明2A平均每穗粒數最多，著粒密度最大，穗內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勢，提高授粉機率，而達到制種增產目的。3個新育成的不育系開花時間比較長，開花規律不一致，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，明6A不育系在開花當天增加趕粉次數，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，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

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。有研究發現，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。