快速打破水稻早熟恢復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

（廣西農業科學院桂林分院/桂林市農業科學研究中心，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芽的狀態，是植物本身適應環境和延續生存的一種特性[1]。廣西桂中北稻作區水稻的安全生長期為190～210 d，隨著水稻產業面臨供給側結構性改革的新常態，選育適用的優質早熟水稻品種乃大勢所趨。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程，理論上講，從種質配制開始，第3 年便可選育出1 個穩定且具有雜交優勢的恢復系并配組成功（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 代田間農時安排，生產時間十分緊張，部分新收獲種子處于休眠狀態難以發芽，不利于異地加代繁殖。因此，有必要對打破水稻早熟恢復系休眠性的方法進行研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以水稻早熟恢復系R6307 和中早22 為供試材料。R6307 是桂林市農業科學研究中心以先恢207 為母本、TO463 為父本，通過1 次雜交，連續多代系統選育而成的早熟恢復系[2]。中早22 是由中國水稻研究所采用Z935/中選11 體細胞無性系變異技術處理而育成的高產優質常規早秈品種[3]。試驗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季收獲。

1.2 試驗方法

分別在2018 年春季（3 月25 日）、夏季（7 月22日）、秋季（10 月 22 日）3 個收獲期進行打破休眠的發芽試驗。試驗材料收獲后自然晾曬至含水量12.5%后再進行處理。采用7 種處理方法，藥劑濃度和處理時間參考前人試驗所得的最佳方法[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℃連續脫水48 h；T6，低溫處理，-20℃下處理 24 h，干燥箱中 40℃連續脫水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24 h，統計破口率；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24 h，統計破口率。然后將不同處理種子分別播入育秧盤中，待秧苗長至1 葉1 心時統計成苗率。每個處理設4 次重復，每個重復100 粒種子。

2 結果與分析

2.1 不同處理對發芽率的影響

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；從變異系數看，春季南繁的種子破口率的響應較夏秋兩季種子敏感。從圖1 可以看出，春季和秋季用強氯精（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 個不同季節各個處理的破口率都在78.0%以上。

表1 不同處理方法對恢復系種子破口率的影響 （單位：%）

表2 不同處理方法對種子成苗率的影響 （單位：%）

圖1 不同處理對R6307 破口率的影響

圖2 不同處理對中早22 破口率的影響

2.2 不同處理對成苗率的影響

由表2 可知，T2 和T5 處理可以提高早熟恢復系種子的成苗率，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；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96.5%，比CK 成苗率提高14.0 個百分點。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78.8%，比CK 提高13.3 個百分點。這2 個參試材料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 個百分點。

圖3 不同處理對R6307 成苗率的影響

2.3 不同收獲時期對成苗率的影響

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；從變異系數看，春季南繁種子的成苗率對各處理的響應較夏秋兩季敏感。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，破口后的種子繼續生長，種子成苗率高。春季氣溫回升緩慢，地溫有時偏低，會造成冷害，影響已破口種子的成活，秋季氣溫逐漸降低亦會影響播種后的種子成苗。

3 小結與討論

水稻恢復系材料異地加代、繁種、發芽檢驗都必須考慮其種子休眠及如何打破休眠的問題。前人針對打破水稻種子休眠的方法做了大量研究[4-7]，然而多止步于對種子發芽率的探討，對成苗率影響的相關研究尚未見報道。本試驗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，以實際生產應用為出發點。本試驗中2 個早熟恢復系水稻品種對各個處理的響應程度相當，雙氧水處理水稻早熟恢復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。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，對種子打破休眠表現出一定的抑制作用[8]。赤霉素是種子萌發的內在因素，多項研究表明，赤霉素能打破種子休眠，因為赤霉素可以誘導水解酶（如α-淀粉酶）的合成，并能促進水解酶的分泌[9]。本試驗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較差，成活率較低，莖葉較其他處理更細長，不利于移栽種植。這歸因于赤霉素具有促進莖伸長的生理作用。硝酸鉀能輕度腐蝕稻殼而增強透氣性，提供更多的氧氣，也有助于種子休眠的解除[10-11]，但本試驗中硝酸鉀雖然顯著提高了水稻早熟恢復系種子的破口率，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。低溫處理并不能提高水稻種子的破口率，且僅在夏季進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。

強氯精作為一種水稻種子殺菌劑被廣泛應用，目前市面上銷售的水稻種子包裝內均含有強氯精，用于播種前的種子消毒。本試驗中高溫干燥和強氯精浸種處理在春、夏、秋三季均可以顯著提高2 個品種的種子破口率，快速打破水稻早熟恢復系種子休眠，這與前人研究結果基本一致[2，4]。同時還發現高溫干燥和強氯精浸種處理在春、夏、秋三季均顯著提高這2 個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，在時間和設備條件允許的情況下可以對種子先進行高溫處理再浸泡強氯精，對打破早熟恢復系種子的休眠、提高種子成苗率的效果更佳。