水稻雄性不育系扦插繁殖成活规律研究

李红艳，孙亚楠

（河南质量工程职业学院，河南 平顶山 467000）

利用雄性不育系是水稻杂种优势的一条主要途径，杂种优势大小不仅与特定基因型亲本的配组密切相关，也与亲本的纯度密切相关。水稻细胞质雄性不育系在繁殖过程中，随着不育系与保持系回交世代数的提高，雄性不育系会出现微量或少量花粉，进而影响杂交种子的纯度。多年生无性繁殖可以减少有性繁殖世代数，避开有性繁殖基因重组，避免杂合基因型单株的分离。如果保持群体稳定的低不育临界温度水平，使水稻雄性不育系安全越冬，实现多年生栽培，将不育系的繁殖固定于较低的世代，将减少生物学混杂，确保其纯度在水稻杂种优势利用中具有重要的理论和实际意义。鉴于此，研究了水稻雄性不育系茎节扦插成活率、花粉育性、自交结实等，以期为水稻无性繁殖提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻雄性不育系2个：四A、科A。

1.2 试验方法

将水稻雄性不育系进行茎节扦插繁殖。具体为分别剪取2个不育系的倒二节和倒三节，各节位又分为带萌发腋芽和不带萌发腋芽两种情况，共剪取8类茎节，即：四A倒二节带萌发腋芽、四A倒二节不带萌发腋芽、四A倒三节带萌发腋芽、四A倒三节不带萌发腋芽、科A倒二节带萌发腋芽、科A倒二节不带萌发腋芽、科A倒三节带萌发腋芽、科A倒三节不带萌发腋芽。此8类茎节均剪取青枝腊秆、无病虫害、健康粗壮、整齐一致的不育系茎节各50个，每个样本总长约11 cm，节位上部7 cm，下部4 cm。放入清水中保湿，然后分区块扦插。茎节垂直扦插到整理过的秧田，秧田要求平整湿润，节部没入泥中，管理同当地大田。2016年8月5日扦插，8月19日移栽。11 d后选取成活的茎节扦插繁殖材料移栽到大田中，单茎栽培，行距20 cm，株距17 cm。为更好地描述水稻雄性不育系茎节扦插繁殖花粉育性及套袋自交结实等，与水稻雄性不育系种子繁殖的材料进行了对比。水稻雄性不育系种子繁殖材料的管理同当地大田。

从不育系茎节扦插繁殖成活的8个处理中，依据其成活率等，各选出科A、四A表现最优的扦插方式，在其成熟之后进行越冬处理。

1.3 测定指标与方法

成活率：从水稻雄性不育系茎节扦插的第二天开始，连续11 d观察记录，调查出芽、存活情况，计算成活率。

植株形态：在植株分蘖期间，目测不育系植株形态，包括株型、长势、叶色、叶姿、群体整齐度。

花粉育性及自交结实：至抽穗开花前套袋，每个不育系套5株，每株一袋，每袋一穗，20 d后逐袋统计各穗总粒数和实粒数，计算各自的自交结实率，观察花药颜色和花药形状。

2 结果与分析

2.1 水稻雄性不育系茎节扦插繁殖成活比较

带萌成活的标准：带萌发腋芽扦插的材料其腋芽仍存活；不带萌成活的标准：不带萌发腋芽扦插的材料有腋芽萌发。水稻雄性不育系茎节扦插繁殖成活株数及成活率见表1。

表 1 水稻雄性不育系茎节扦插后不同天数繁殖成活株数及成活率

不同节位、不同雄性不育系材料带萌发腋芽的其扦插成活株数和成活率不同。四A倒二节带萌发腋芽和四A倒三节带萌发腋芽进行扦插，其存活株数分别为50株、47株，存活率分别为100%、94%；科A倒二节带萌发腋芽和科A倒三节带萌发腋芽进行扦插，其存活株数分别为47株、50株，存活率分别为94%、100%。

不同节位、不同雄性不育系材料不带萌发腋芽的其扦插成活株数和成活率也不同。四A倒二节不带萌发腋芽和四A倒三节不带萌发腋芽进行扦插，其存活株数分别为6株、20株，存活率分别为12%、40%；科A倒二节带萌发腋芽和科A倒三节带萌发腋芽进行扦插，其存活株数分别为14株、36株，存活率分别为28%、72%。

2.2 水稻雄性不育系茎节扦插繁殖与种子繁殖材料植株形态特征比较

综合考虑水稻雄性不育系茎节扦插繁殖成活率及农艺性状，选定四A倒二节带萌发腋芽、科A倒三节带萌发腋芽扦插繁殖的植株与常规种子繁殖的植株进行植株形态特征比较分析，结果见表2。

从株型方面看，扦插繁殖植株，包括科A和四A，其株型均表现为紧束，而与其对应的种子繁殖植株，其株型表现为适中；从长势方面看，扦插繁殖植株，包括科A和四A其植株均比较繁茂，而与其对应种子繁殖植株，其长势中等；从叶色方面看，扦插繁殖植株，比与其对应的种子繁殖植株颜色浓绿。从叶姿方面看，扦插繁殖植株叶片叶姿表现为挺直，与其对应的种子繁殖植株叶姿则表现为中等或挺直；从群体整齐度看，扦插繁殖材料总体整齐度不如与其对应的种子繁殖的材料。

表2 水稻雄性不育系茎节扦插繁殖与种子繁殖植株形态特征

2.3 水稻雄性不育系茎节扦插繁殖与种子繁殖材料花粉育性及套袋自交结实比较

水稻雄性不育系茎节扦插繁殖与种子繁殖材料花粉育性及套袋自交结实率结果见表3。水稻雄性不育系茎节扦插繁殖与种子繁殖材料植株在花药颜色和花药形状上没有区别，田间套袋自交结实率都为0，说明不同繁殖方式不会改变雄性不育材料的育性。

表3 水稻雄性不育系茎节扦插繁殖与种子繁殖植株花粉育性和套袋自交结实率 %

3 结论与讨论

不管哪种节位、哪种雄性不育系材料，其带萌发腋芽扦插成活株数及成活率均高于不带萌发腋芽。茎节扦插繁殖材料从茎节处生出新根，需要消耗茎节自身的养分。带萌发腋芽的茎节扦插材料因为带有少许叶片，能更好地吸收光能，合成生长需要的物质，供应给茎节用以萌发新根，因此，带萌发腋芽的扦插材料其成活率较不带萌发腋芽的高。另外，不带萌发腋芽扦插时，不管四A还是科A，其倒三节扦插比倒二节扦插成活率高，但原因有待进一步研究。

从株型方面看，扦插繁殖植株，其株型均表现为紧束，而与其对应的种子繁殖植株，其株型表现为适中。可能跟扦插繁殖植株株高较矮，种子繁殖植株株高较高有关；从长势方面看，扦插繁殖植株，其植株均比较繁茂，而与其对应种子繁殖植株，其长势中等。可能是扦插繁殖植株分蘖能力优于种子繁殖植株；从叶色方面看，扦插繁殖植株，比与其对应的种子繁殖植株颜色浓绿。可能是扦插繁殖植株提前进入营养生长、生殖生长，在同一时期内需要吸收更多的光能转化为必要的能量及时提供给植物生长发育，而这个过程需要大量的叶色体来转化，因此，叶片看起来更浓绿；从叶姿方面看，扦插繁殖植株叶片叶姿表现为挺直，与其对应的种子繁殖植株叶姿则表现为中等或挺直；从群体整齐度看，扦插繁殖材料总体整齐度不如与其对应的种子繁殖的材料。