不同葉齡移栽對四倍體水稻T569農藝性狀和產量的影響

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. 孝感市農業科學院，湖北 孝感 432000；3. 湖北大學，湖北 武漢 430062；4. 武漢市農業科學院，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。若發現和掌握多倍體形成的規律，即可在短時間內創造出更多優質的多倍體新物種，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%）。經過蔡得田團隊多年努力，選育出2個水稻多倍體減數分裂穩定性基因（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，結合利用優良基因、多倍體化和現代生物學技術的21世紀水稻育種新戰略；并于2001年提出“利用遠緣雜交和多倍體雙重優勢進行超級稻選育”的新戰略。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培九的產量更高。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優質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新技術，具有2個共性，一是基于堅實科學原理的創新性應用；二是跨學科、領域的集成創新，并非設計、材料、工藝領域的線性創新。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象，選擇育性好、結籽性好的水稻品系非常重要，但需要經歷繁雜漫長的過程。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的產量構成因素和農藝性狀進行分析，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年在海南省農業科學院永發基地進行。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操作規程。每個處理6.67 m2，共160穴。

1.2 調查方法

每處理在收獲前采用對角線法，取3個點進行調查，每個點調查1 m2的有效穗數。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T569四倍體水稻產量構成因素的影響

不同移栽葉齡對T569四倍體水稻產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量分別為7 951.5、5 286.0、6 050.6 kg/hm2，其中5.5葉齡水稻產量比7.5葉齡增加31.42%，比6.5葉齡增加50.43%。水稻單位面積產量受移栽葉齡影響較大。此外，3個處理T569四倍體水稻的產量構成因素呈曲線波動趨勢，每穗粒數、每穗實粒數、結實率、千粒質量和單位面積產量的波動趨勢一致，均表現為5.5葉齡移栽水稻＞7.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻；但有效穗數表現為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T569四倍體水稻的產量構成因素呈曲線波動趨勢，每穗粒數、每穗實粒數、結實率、千粒質量的波動趨勢一致，均表現為5.5葉齡移栽水稻＞7.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻；有效穗數表現為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，T569四倍體水稻產量受移栽葉齡影響較大，表現為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生長期較長，有利于干物質積累，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。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量和主要農藝性狀的影響，結果表明，4.1葉齡移栽水稻的單位面積產量顯著高于5.7葉齡和2.5葉齡移栽水稻的單位面積產量。

3.2 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻生育性狀的影響

本研究發現，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。