五个野生稻种质的生殖特性分析

张忠仙

摘 要 对5个野生稻品种的结实率、花粉类型、可育花粉率及裂药性进行研究。结果发现，两种套袋方法对野生稻品种结实率的影响存在一定差异，其中元江普通野生稻存在极显著差异（P<0.01），IRGC8056（P-104）存在显著差异（P<0.05）；5个野生稻品种的花粉类型和可育花粉率也不相同，西双版纳药用野生稻花粉类型以圆败为主，元江普通野生稻花粉类型以正常为主，尼泊尔多年生普通野生稻花粉类型正常、染败、圆败各占1/3，IRGC 8056花粉类型以染败为主，IRGC 105143花粉类型以圆败为主，元江普通野生稻的可育花粉率平均为80.04%，别的品种可育花粉率很低或出现败育；5个野生稻品种的裂药指数也有所不同，裂药指数高的达4.8，低的只有2.6。

关鍵词 野生稻；生殖特性；结实率；花粉育性；裂药性

中图分类号：S511 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）06--02

野生稻共有20个种，中国迄今发现的野生稻主要有3种：普通野生稻、药用野生稻和疣粒野生稻[1]。它有很多优良特性，如特强的耐寒性、高的抗病虫性、优质蛋白质含量高等，是我国水稻育种研究的重要物质基础。利用野生稻作亲本，将它们的优良习性引入栽培稻，广泛用于水稻常规育种和杂交育种中，是世界水稻科研工作者进行水稻抗病虫害抗性和不良环境耐受性育种的努力方向，这将对世界不良土壤的开发利用，促进世界稻谷生产的发展和农业科学的进步发挥重要作用。本课题从生殖特性方面研究国际水稻所引进的普通野生稻、尼泊尔多年生普通野生稻、元江普通野生稻、西双版纳药用野生稻，分析比较它们间的差异，从而发掘有利的野生稻种质资源，为合理利用野生稻的种质资源奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

国际水稻所引进的普通野生稻（IRGC 8056、IRGC 105143）、尼泊尔多年生普通野生稻、元江普通野生稻和西双版纳药用野生稻，共计5份。

1.2 方法

1.2.1 结实率调查

方法1：用硫酸纸纸袋对野生稻套袋，进行单株隔离授粉，成熟时考种，统计结实率。方法2：用尼龙网袋套住单株，让野生稻处于开放状态授粉。成熟时考种，统计结实率。

1.2.2 花粉育性的观察

在抽穗时，取花药伸到顶部的颖花放入到卡诺固定液中固定保存，观察时取出，用50%乙醇冲洗2次，复水后，取花药中的花粉用2%I2-KI溶液染色，在普通光学显微镜下用10×16倍镜观察，并计算可育和败育花粉的百分率。

1.2.3 裂药性

在开花后20 min左右，参照张志胜等[2]的方法，用放大镜观察花药的裂开情况，按照5级分类法计算裂药指数。

2 结果与分析

2.1 野生稻结实率的研究

从表1可看出两种套袋方法所得结实率存在明显差异，普通野生稻方法2所得的结实率明显高于方法1，而药用野生稻方法2所得的结实率低于方法1。普通野生稻中元江普通野生稻对两种套袋方法所得的结实率存在极显著差异（P<0.01），IRGC 8056对两种套袋方法所得结实率存在显著差异（P<0.05）。从结实率变异系数看方法2（除尼泊尔多年生普通野生稻外），其他的变异系数均小于方法1。说明套袋或套袋的质量与结实率关系很大，影响结实率高低，导致单株之间差异大；而开放型套袋对结实率影响较小，单株间差异不明显。

2.2 野生稻花粉育性研究

2.2.1 不同野生稻花粉类型研究

从图1可看出，西双版纳药用野生稻花粉类型主要以圆败为主，占92.03%，典败占7.97%，而正常和染败花粉粒则为0；尼泊尔多年生普通野生稻花粉类型正常、染败、圆败各占1/3，其中正常的花粉粒占35.56%，染败占32.91%，圆败占31.27%，典败为0.25%；元江普通野生稻花粉类型以正常花粉粒为主，占85.99%，其次是圆败占11.3%，染败为1.59%，典败为1.11%；IRGC 8056以染败花粉为主，占52.52%，正常的花粉粒为30.43%，圆败为16.51%，典败仅占0.54%；IRGC 105143以圆败为主，占63.47%，其次是典败占33.51%，正常的花粉粒为2.69%，染败为0.34%。说明各野生稻花粉类型各异，表现多样。

2.2.2 不同野生稻可育花粉率的研究

对不同野生稻可育花粉率的研究得，元江普通野生稻可育花粉率最高，平均为80.04%，变幅为73.20%～95.60%，且变异系数小为6.15%，说明元江普通野生稻单株间可育花粉率差异较小，单株稳定。IRGC 8056可育花粉率平均为26.89%，最高为53.57%，最低为11.24%，变异系数为45.21%，说明IRGC 8056单株间有差异。IRGC 105143可育花粉率平均为2.07%，最高为41.03%，最低为0，变异系数高达364.24%，说明IRGC 105143单株间差异较大，可育花粉率表现复杂的多样性。尼泊尔多年生普通野生稻可育花粉率平均为31.33%，变异系数为90.85%，变幅在0～96.67%，说明尼泊尔多年生普通野生稻单株间差异较大。西双版纳药用野生稻可育花粉率为零，表现败育。

图1 花粉育性类型

2.3 野生稻裂药性研究

从表2可以看出，药用野生稻的平均裂药指数为4.8，变异系数为9.32%，且变幅在4～5；尼泊尔多年生野生稻的平均裂药指数为4.2，变异系数为10.65%，变幅早4～5；IRGC 8056平均裂药指数为4.4，变异系数为12.45%，变幅也在4～5，说明这3个品种裂药正常（裂药指数在4.0～5.0以上）；而元江普通野生稻的裂药指数为2.6，变异系数为21.07%，且变幅只在2～3；IRGC 105143的平均裂药指数为2.8，变异系数为15.97%，变幅也在2～3；说明这两个品种散粉差。

3 结论与讨论

结实率是反映植物是否正常繁衍后代的重要指标。本文采用2种方法（尼龙袋、硫酸纸袋）对5种野生稻结实率进行研究得，多数野生稻结实率偏低，如果通过种子繁殖可能存在一定障碍；发现纸袋套袋明显低于尼龙网开放套袋，说明野生稻自交结实能力低，而异交结实力强。变异系数的大小，反映植物是否稳定的依据，本文从结实率、花粉可育度的变异系数研究中发现，各品种表现不同变异系数，说明各野生稻品种单株差异大，表现复杂的多样性。

从花粉类型研究可知，花粉类型各野生稻存在差异，即使是含有AA基因组的普通野生稻间花粉类型也表现出多样性。西双版纳药用野生稻花粉类型以圆败为主，元江普通野生稻以正常为主，尼泊尔多年生普通野生稻花粉类型正常、染败、圆败各占1/3，IRGC 8056以染败为主，IRGC 105143以圆败为主。

野生稻裂药性研究表明，各野生稻间裂药性存在差异，表现复杂的多样性，结合裂药性与结实率、花粉育性研究发现，裂药性大的，花粉可育度、结实率变异也大，是由于裂药性大有利于异交，使野生稻间、野生稻与栽培稻间的串粉概率增大，从而导致变异增大。

西双版纳药用野生稻花粉类型以圆败为主，占92.03%，而正常花粉粒和染败花粉粒则为0，从花粉角度考虑为败育类型，但套袋结实率为42.44%，开放结实率37.79%，存在明显的不符，是否为串粉或取样的问题有待于研究。

参考文献

[1]广东农林学院农学系.我国野生稻的种类及其地理分布[J].遗传学报，1975，2（1）：31-36.

[2]张志胜，冯九焕，卢永根，等.水稻台中65与其花粉不育近等基因系的杂种F1的裂药性研究[J].热带亚热带植物学报，2004，12（6）：521-527.

（责任编辑：刘昀）