外源GA3、ABA处理对杂交稻亲本产量及种子贮藏性的影响

周述波 ，林 伟 ，萧浪涛

（1.湖南农业大学植物激素与生长发育重点实验室，湖南 长沙 410128；2.海南琼州学院生物科学与技术学院，海南 三亚 572022）

杂交水稻制繁种时为了让父母本花期相遇，生产上经常大量施用赤霉素，而赤霉素的主要生理作用之一就是打破种子休眠[1]。在制繁种过程中若遇阴雨天气，会经常出现种子在田间穗上发芽这一现象，一般年份发芽率在2%～5%，特殊年份有的高达50%，平均也在7%以上[2-6]。这种穗上发芽在生产上常常导致种子减产和影响种子品质[7]。为了有效地抑制穗芽发生，生产上经常用穗芽抑制剂进行处理。外源生长物质在杂交水稻制繁种过程中使用比较多，品种不同，施用量有差异，对种子的质量与产量也有不同的影响。笔者选用遗传上发芽差异显著的两个亲本作为材料，分别用外源GA3、ABA处理，对杂交水稻制繁种时影响水稻亲本产量和质量的形态指标及种子的耐贮性进行了研究。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选用两个生育期接近的杂交水稻亲本V20B（易穗上发芽）和金23B（不易穗上发芽）作为试验材料，由湖南农业大学水稻研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 材料培养 试验在湖南农业大学水稻研究所试验田进行，小区面积7.52 m2，每小区插水稻秧苗225穴，密度16.7 cm×20.0 cm。小区按随机区组排列，重复3次。田间管理与大田生产相同。

1.2.2 材料处理 选取齐穗后7 d，用对杂交种子发芽势有明显影响的ABA浓度 70、90、110 mg/L，GA3浓度50、80、110 mg/L喷施水稻，以喷蒸馏水为对照（CK），每小区喷施量为250 mL，保证穗子湿润，同时有水珠滴下。3次重复，随机区组排列。

2 结果与分析

2.1 GA3和ABA处理对穗长的影响

不同浓度的GA3和ABA处理对两个品种水稻穗长的影响如表1所示，GA3处理后对穗长的增长均起了一定的促进作用，其中V20B在浓度为80 mg/L，金23B在浓度为110 mg/L处理时增长效果显著，这可能与GA3促进细胞伸长所起的作用有关，并对不同品种促进穗长所需浓度有异。而ABA处理对两个品种水稻穗长的影响不以浓度变化而表现出应有的规律，表明ABA对穗长的影响不大。

表1 GA3和ABA处理对水稻穗长的影响 （cm）

2.2 GA3和ABA处理对全穗籽粒饱满数的影响

如表2所示，相同生长时间内经GA3与ABA处理，发现GA3对穗籽粒饱满数影响略低于对照。这可能与GA3为促进型植物生长物质，有延缓衰老的作用有关。同时杂交制种生产上使用GA3达到父母本花期相遇，也延缓了种子的成熟时间。ABA在浓度为70～90 mg/L时，对两个品种的穗籽粒饱满数增加有显著效果，浓度为110 mg/L时，不利于籽粒饱满，可能与ABA浓度过大导致作物早衰有关。

表2 GA3和ABA处理对水稻全穗籽粒饱满数的影响（粒）

2.3 GA3和ABA处理对籽粒千粒重的影响

如表3所示，用不同浓度的GA3和ABA处理两个品种后，GA3处理增强了α-淀粉酶的活性，籽粒千粒重随GA3浓度升高而减轻。这与GA3的生理作用之一是诱导α-淀粉酶的形成，提高其活性，在籽粒充实过程中若α-淀粉酶活性增强，会不利于淀粉等碳水化合物的积累有关。而ABA浓度不超过90 mg/L时，对两个品种籽粒千粒重随其浓度升高而均有增重的作用，只是品种不同，所需浓度有异。其原因可能与一定浓度的外源ABA有促进籽粒胚胎发育、吸引同化物运输、促进籽粒充实灌浆的作用有关。ABA处理使籽粒库容增大，源库比增大，籽粒充实得以加强。

表3 GA3和ABA处理对水稻千粒重的影响 （g）

2.4 GA3和ABA处理对解除种子休眠时间的影响

如表4和表5所示，水稻制种过程中使用外源GA3，在一定程度上对种子的寿命与活力会产生影响。经GA3处理，V20B种子在收后90 d内提高了种子的发芽势，而对种子的发芽率没有影响。在收后120 d内，喷施GA3浓度为80 mg/L和110 m g/L时，降低了种子的发芽势与发芽率，这可能与GA3在种子内残留而降低种子活力有关。GA3处理金23B提高了种子的发芽势，并随浓度增加而发芽势升高，在收后120 d内对种子活力的降低也有一定影响。由此可知，使用高浓度的GA3会降低种子的耐贮藏性，降低种子的品质。

表4 GA3和ABA处理对解除V20B水稻种子休眠时间的影响 （%）

ABA处理在收后的30 d内对两品种种子的发芽势和发芽率有明显降低作用，并随浓度增大而效果愈明显，直至60 d后V20B种子休眠才得以解除，金23B种子的休眠解除要90 d，对发芽率的影响与对照比较基本上没有差别。

3 讨论

杂交水稻制种生产过程中，影响种子产量的主要形态指标有穗长，籽粒饱满数，千粒重。穗长与产量的相关性分析表明，主穗长与百粒重、平均每穗结实数有低中等相关[8-9]，增加穗长在一定程度上能够增加产量。刘贤生等[10]报道每穗实粒数、结实率、穗长均与产量达极显著正相关。陈志强等[11]对广东优质稻品种及部分新育成的优质品种许多性状及主成分分析表明，影响其产量主要因素均为穗部性状，其中穗长就是一个特别重要的因素。很多研究表明，穗长和产量呈一定的正相关。籼粳亚种间杂交组合农艺性关相关性研究表明，穗长与穗粒数、实粒数有显著的表型相关，穗长与株高和结实率之间具有显著的遗传相关性。合适浓度的外源GA3处理的作用，为增加产量提供了可能。本研究中ABA对穗长影响不大，但ABA的生理作用主要是促衰老，随浓度增大，ABA对籽粒充实起了一定促进作用，这与Dewdney等研究将一定浓度的ABA应用于正在充实的小麦、大麦籽粒，促进同化物向籽粒转移增加籽粒的饱满程度相一致。浓度过大会促进植物早衰，缩短碳水化合物和可溶性蛋白积累时间。Jietz发现，用外源ABA处理开花后2周的小麦穗，可促进同化物向籽粒转运，而用高浓度的ABA处理麦穗时，同化物向籽粒的转运受抑[12]。

杂交制种中影响产量的主因子为籽粒的饱满程度与千粒重。本研究发现，单一外源GA3处理对穗长增长能起促进作用，对籽粒饱满程度和千粒重增加则均有负面影响。外源GA3对解除种子休眠方面起了促进作用，有利于异地育种缩短种子的育种时间，同时也是阴雨天气导致穗上芽形成的主要外因之一。使用高浓度GA3将会降低种子的耐贮性，从而降低种子的活力和品质。而单一ABA处理能促种子休眠，提高籽粒的充实度和千粒重，有利于杂交制种过程中产量的提高。在制种过程中如何合理使用外源GA3和ABA进行复合调控，有效地提高杂交种子的产量和质量，降低外源植物生长物质的用量与残留，还有待进一步研究。

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