快速打破水稻早熟恢复系种子休眠方法的探讨

蒋云伟 赵恒志 黄丽秀 莫千持 范大泳

（广西农业科学院桂林分院/桂林市农业科学研究中心，广西 桂林 541006；第一作者：273565483@qq.com；* 通讯作者：glqs2005@163.com）

种子休眠是指种子具有活力但处于不发芽的状态，是植物本身适应环境和延续生存的一种特性[1]。广西桂中北稻作区水稻的安全生长期为190～210 d，随着水稻产业面临供给侧结构性改革的新常态，选育适用的优质早熟水稻品种乃大势所趋。1 年3 代育种方式（如“桂林-桂林-海南”）大大加快了水稻育种进程，理论上讲，从种质配制开始，第3 年便可选育出1 个稳定且具有杂交优势的恢复系并配组成功（通常按照1 年2 代的育种方式需4 年以上）。但受制于1 年种植3 代田间农时安排，生产时间十分紧张，部分新收获种子处于休眠状态难以发芽，不利于异地加代繁殖。因此，有必要对打破水稻早熟恢复系休眠性的方法进行研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以水稻早熟恢复系R6307 和中早22 为供试材料。R6307 是桂林市农业科学研究中心以先恢207 为母本、TO463 为父本，通过1 次杂交，连续多代系统选育而成的早熟恢复系[2]。中早22 是由中国水稻研究所采用Z935/中选11 体细胞无性系变异技术处理而育成的高产优质常规早籼品种[3]。试验材料春季种子由海南南繁基地收获，夏、秋季种子由广西桂林雁山育种基地当季收获。

1.2 试验方法

分别在2018 年春季（3 月25 日）、夏季（7 月22日）、秋季（10 月 22 日）3 个收获期进行打破休眠的发芽试验。试验材料收获后自然晾晒至含水量12.5%后再进行处理。采用7 种处理方法，药剂浓度和处理时间参考前人试验所得的最佳方法[2-5]：T1，5%双氧水（H2O2） 溶液浸种 24 h；T2，200 倍强氯精溶液浸种 24 h；T3，0.1%赤霉素溶液浸种 24 h；T4，1%硝酸钾溶液浸种24 h；T5，高温干燥处理，干燥箱中40℃连续脱水48 h；T6，低温处理，-20℃下处理 24 h，干燥箱中 40℃连续脱水24 h；CK，清水浸种24 h。T1～T4 处理浸种后用清水洗净，然后再在30℃清水中浸种24 h，后于30℃光照智能恒温箱中培养24 h，统计破口率；T5 和T6 处理后在30℃清水中浸种24 h，于30℃光照智能恒温箱中培养24 h，统计破口率。然后将不同处理种子分别播入育秧盘中，待秧苗长至1 叶1 心时统计成苗率。每个处理设4 次重复，每个重复100 粒种子。

2 结果与分析

2.1 不同处理对发芽率的影响

由表1 可知，R6037 春、夏、秋三季的种子在清水浸种处理（CK）下的破口率分别为89.0%、88.3%和84.8%，中早22 分别为87.0%、86.0%和82.0%，说明R6307 和中早22 的休眠性较浅；从变异系数看，春季南繁的种子破口率的响应较夏秋两季种子敏感。从图1 可以看出，春季和秋季用强氯精（T2）、赤霉素（T3）和硝酸钾（T4）浸种可以提高R6307 种子的破口率，夏季用强氯精和赤霉素浸种也可以提高R6307 种子的破口率。从图2 可以看出，春季和秋季用强氯精、赤霉素、硝酸钾浸种和高温干燥处理（T5）均可以提高中早22 种子的破口率，夏季用强氯精、赤霉素浸种和高温干燥处理也可以提高中早22 种子的破口率。参试材料在3 个不同季节各个处理的破口率都在78.0%以上。

表1 不同处理方法对恢复系种子破口率的影响 （单位：%）

表2 不同处理方法对种子成苗率的影响 （单位：%）

图1 不同处理对R6307 破口率的影响

图2 不同处理对中早22 破口率的影响

2.2 不同处理对成苗率的影响

由表2 可知，T2 和T5 处理可以提高早熟恢复系种子的成苗率，较其他处理有显著差异性。从图3 和图4 可以看出，R6307 和中早22 成苗率变化幅度相当；在夏季，T2、T4、T5 和 T6 处理均可提高种子成苗率，其中T2 处理的R6307 成苗率高达96.5%，比CK 成苗率提高14.0 个百分点。在春季和秋季，T2 和T5 处理可提高种子成苗率，其中春季T2 处理的 R6307 成苗率高达78.8%，比CK 提高13.3 个百分点。这2 个参试材料T1和T3 处理的成苗率均低于CK；在春季和秋季，T4 和T6 处理的成苗率也低于CK，在春季R6307 种子T1 处理的成苗率仅为46.5%，比CK 降低19.0 个百分点。

图3 不同处理对R6307 成苗率的影响

2.3 不同收获时期对成苗率的影响

由表2 可知，参试材料夏季南繁的种子成苗率最高，秋季次之，春季最低；从变异系数看，春季南繁种子的成苗率对各处理的响应较夏秋两季敏感。从表1 的破口率和表2 的成苗率可以看出，部分处理后的种子破口后在育秧盘中播种不能正常成苗。夏季温度高，破口后的种子继续生长，种子成苗率高。春季气温回升缓慢，地温有时偏低，会造成冷害，影响已破口种子的成活，秋季气温逐渐降低亦会影响播种后的种子成苗。

3 小结与讨论

水稻恢复系材料异地加代、繁种、发芽检验都必须考虑其种子休眠及如何打破休眠的问题。前人针对打破水稻种子休眠的方法做了大量研究[4-7]，然而多止步于对种子发芽率的探讨，对成苗率影响的相关研究尚未见报道。本试验不仅旨在快速打破水稻种子休眠，也要探讨其播种后的存活率，以实际生产应用为出发点。本试验中2 个早熟恢复系水稻品种对各个处理的响应程度相当，双氧水处理水稻早熟恢复系种子后破口率和成苗率都不理想。这可能与双氧水浓度有关。研究表明，用1%～3%浓度的双氧水浸种打破种子休眠效果好，随着双氧水浓度增加，对种子打破休眠表现出一定的抑制作用[8]。赤霉素是种子萌发的内在因素，多项研究表明，赤霉素能打破种子休眠，因为赤霉素可以诱导水解酶（如α-淀粉酶）的合成，并能促进水解酶的分泌[9]。本试验中赤霉素处理显著提高了种子的破口率，但在播种后幼苗生长较差，成活率较低，茎叶较其他处理更细长，不利于移栽种植。这归因于赤霉素具有促进茎伸长的生理作用。硝酸钾能轻度腐蚀稻壳而增强透气性，提供更多的氧气，也有助于种子休眠的解除[10-11]，但本试验中硝酸钾虽然显著提高了水稻早熟恢复系种子的破口率，但在春季和秋季均显著降低了水稻成苗率，影响水稻后期生长。低温处理并不能提高水稻种子的破口率，且仅在夏季进行低温保存可显著提高种子成苗率，春、秋两季低温处理使水稻成苗率显著下降。

强氯精作为一种水稻种子杀菌剂被广泛应用，目前市面上销售的水稻种子包装内均含有强氯精，用于播种前的种子消毒。本试验中高温干燥和强氯精浸种处理在春、夏、秋三季均可以显著提高2 个品种的种子破口率，快速打破水稻早熟恢复系种子休眠，这与前人研究结果基本一致[2，4]。同时还发现高温干燥和强氯精浸种处理在春、夏、秋三季均显著提高这2 个参试水稻种子的成苗率。主要原因可能是高温干燥能增加种壳的透气性，促进种子新陈代谢，从而打破由于种壳透性引起的休眠[12-13]。因此，在时间和设备条件允许的情况下可以对种子先进行高温处理再浸泡强氯精，对打破早熟恢复系种子的休眠、提高种子成苗率的效果更佳。