糯稻三系不育系黔糯1 A的开花习性研究
2019-05-28郝留根张宏伟
郝留根张宏伟
(1.贵州大学农学院,贵阳 550025; 2.贵州省水稻研究所,贵阳 550006)
黔糯1 A是贵州省农业科学院水稻研究所利用引进的国外种质资源进行改良利用选育出的一个糯稻籼型三系不育系,以光身稻中间材料05 H 873(金23 B与光身稻RA 73杂交选育而来)与中9 B杂交,于2008年在贵阳种植F3代,从中选择21个单株与中9 A杂交,对100%不育株与其对应的保持株系进行连续多世代育性筛选和回交转育,于2011年获得了稳定的糯质胚乳B5F1不育系及F9代保持材料。经过测交配组筛选,于2016年通过贵州省农作物品种委员会组织的亲本鉴定,定名为黔糯1 A。同时,与糯稻恢复系糯恢11组配育成的优质杂交糯稻“黔糯优11”于2016年通过贵州省农作物品种审定委员会审定(黔审稻2016011号)。
通过对黔糯1 A的单穗每日开花动态、柱头外露率、开花历期等开花习性的研究,并与生产上广泛应用的蓉18 A进行比较,以期为黔糯1 A的高产繁殖和制种应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料来源及试验地点
黔糯1 A由贵州省水稻研究所提供,蓉18 A由成都市农林科学院作物研究所引进,试验于2018年正季在贵州省水稻研究所试验田进行。
1.2 测定项目与方法
浸种2 d后,置于38 ℃暗培养箱中催芽2 d,播种32 d后按行距20 cm,株距14.5 cm移栽于试验田,分3期种植。每重复种植10行,每行10株,单本定植100株,按常规大田管理。
1.2.1基本形态特征调查
随机选取10株秧苗,待整株抽穗结束后考查各不育系的株高、有效穗、穗长、剑叶长和宽、倒2叶长和宽、倒3叶长和宽等。
1.2.2开花历期
1) 穗开花历期,随机选取3株刚抽穗的单穗,挂牌并做好记录,直至整株抽穗结束即为该不育系的穗开花历期;
2) 群体开花历期,从群体见穗5%到抽穗至群体的80%即为群体开花历期。
1.2.3日开花动态
在天气晴朗时,于调查前1 d随机选取3株材料,每株选取1穗刚抽穗的穗子挂牌,次日从08:00—17:00时,每隔1 h调查1次单穗颖花开花数,每次调查结束后用剪刀剪去已开的颖花,并做好记录,如此循环,直至整穗开花结束。
表3 黔糯1 A与蓉18 A花时分布
材料开花动态时段09:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00黔糯1A开花率(%)4.49.720.425.616.19.67.34.12.8累计开花率(%)14.134.560.176.285.893.197.2100蓉18A开花率(%)1.97.418.223.418.514.77.74.93.3累计开花率(%)9.327.550.969.484.191.896.7100
表1 黔糯1 A的基本特性
不育系播始历期(d)株高(cm)有效穗(穗/穴)主穗总颖花数(粒)穗长(cm)剑叶长度(cm)剑叶宽度(cm)倒2叶长度(cm)倒2叶宽度(cm)倒3叶长度(cm)倒3叶宽度(cm)黔糯1A8375.68.8220.223.441.761.8445.71.4843.221.26蓉18A908510.822525.2235.262.0254.241.4856.461.34
1.2.4柱头外露率和穗部包颈率
不育系的柱头外露和穗部包颈是杂交水稻种子生产中异交的2个关键决定因素[1]。为此,于调查前1 d随机选取5株材料,每株选取1穗刚抽穗的穗子挂牌,次日18:00时记录当日单穗颖花单、双边外露数,并用剪刀剪去已开的颖花,如此循环,直至整穗开花结束。待整穗开花结束后,考查每穗穗部包颈粒数。
2 结果与分析
2.1 基本形态及播始历期
由表1可知,黔糯1 A在贵阳播始历期83 d,株高75.6 cm,穗长23.4 cm,剑叶长41.76 cm、宽1.84 cm,倒2叶长45.7 cm、宽1.48 cm,倒3叶长43.22 cm、宽1.26 cm。总体上,黔糯1 A主要表现为生长势强,生育期、株高适中,穗子长大穗,分蘖数较多,剑叶较长。在黔糯1 A进行繁殖、种子生产过程中,由于剑叶较长且宽,在栽培管理、花期调节过程中应少用和慎用N肥。
2.2 开花历期
开花历期结果表明,在未施用赤霉素的条件下,黔糯1 A单穗始花至终花需5~6 d,群体始花至终花历时9~11 d。蓉18 A单穗始花至终花需7~8 d,群体始花至终花历时10~11 d。相较而言,黔糯1 A比蓉18 A开花集中,但群体始花至终花比蓉18 A少1 d,花期较集中,因此,为了提高黔糯1 A的繁殖与制种产量,其花期预测与调节,及时授粉,保证提高异交结实率显得特别重要。
2.3 日开花动态
由图1可见,在贵阳环境条件下,2个不育系的日开花总体趋势基本一致,其中黔糯1 A睛天在08:00时之后开始零星开花,10:00时已有大量颖花开放,11:00—12:30时之间出现高峰。表3列出了不育系不同时段平均开花百分率,黔糯1 A午前开花比例占总开花的76.2%,蓉18 A午前开花率为69.4%,黔糯1 A午前开花比例比蓉18 A高6.8%。相较而言,黔糯1 A的午前花率更为集中,有利于更多地接受父本授粉,提高受精结实率而获得繁、制种高产。
表2 黔糯1 A与蓉18 A开花历期观察结果
材料单穗始花至终花天数(d)群体始花至终花天数(d)黔糯1A5~69~11蓉18A7~810~11
图1 黔糯1 A与蓉18 A日开花动态
2.4 柱头外露率
由表4可知,黔糯1 A主穗颖花数243.2个,在不施用赤霉素的情况下,黔糯1 A的颖花柱头总外露率为68.5%,其中双边外露率为39.0%,单边外露率为29.5%。与蓉18 A相比较,黔糯1 A总柱头外露率高5.9%,包颈粒率低11.2%,在黔糯1 A繁殖、制种过程中,能更好地接受父本花粉,同时可以施用相对少量的赤霉素解决颖花包颈问题,从而节约成本。
表4 黔糯1 A与蓉18 A柱头外露率情况
材料主穗颖花数(个)双边外露率(%)单边外露率(%)总外露率(%)包颈粒率(%)黔糯1A243.239.029.568.59.7蓉18A22535.027.662.620.9
3 结论与讨论
3.1不育系的开花习性与异交结实率是密切相关的一个重要性状[2]。对黔糯1 A的开花习性研究结果表明: 1) 黔糯1 A开花时间集中在11:00—12:30时,午前开花数量占76.2%; 2) 黔糯1 A柱头总外露率68.5%,有利于接受父本花粉提高受精结实; 3) 黔糯1 A盛花期主要集中在始穗后的2~5 d,单株花期5~6 d,为此要合理安排父本播期,确保能够在盛花期相遇良好,有利于提高黔糯1 A的繁殖和制种产量。
3.2水稻三系不育系的开花习性与温度、湿度等环境因素密切相关[3-5],本试验仅在贵阳(海拔1 140 m)开展,在后续试验中,可从不同环境因素条件下探讨对不育系开花习性的影响,以便获得更加全面可靠的试验结果适用于生产。