全 文 ：文章编号 :100028551 (2006) 062497203
零磁空间诱发优质籼稻雄性不育系的选育
虞秋成1 　刘录祥2 　黄宝才1 　张支明1 　徐国沾3
(11 江苏瑞迪生科技有限公司 ,江苏 南京　21001 ;21 中国农业科学院作物科学研究所 , 北京　100081 ;
31 江苏省金坛市农业推广中心 ,江苏 金坛　213200)
摘 　要 :水稻新型不育系玉 - 08A 是经零磁场空间处理后 ,经多年人工及试管离体授粉回交转育选育而
成。生产试验结果表明 ,该不育系不育性稳定 ,不实率达 100 % ,比珍汕 97A 产量增产 5811 % ;制种产量
增产 6216 %。杂交组合玉优一号比对照汕优 63 增产 5 %～8 % ,杂交稻米质经农业部稻米及制品质量
监督检验测试中心检验的 12 项指标中 ,蛋白质、垩白度、透明度等 9 项指标达优质米一级标准 ,综合评
价为优质二级米标准。
关键词 :水稻不育系 ;零磁空间 ;诱变
SELECTION OF HIGH QUALITY MALE STERILITY LINE OF Indica RICE BY
FIELD2FREE MAGNETIC SPACE INDUCEMENT AND ITS CHARACTERS
YU Qiu2cheng1 　LIU Lu2xiang2 　HUANG Bao2cai1 　ZHANG Zhi2ming1 　XU Guo2zhan2
(11Jiangsu Rui2di2sheng Scientific and Technological Ltd. Nanjing , Jiangsu 　210014 ;
21 Institute of Crop Sciences , Chinese Academy of Agricultural Scienses , Beijing 　100081 ; 31Jintan Agricultural Experimental Centre ,Jintan , Jiangsu 　213230)
Abstract :The sterility lines Yu208A was developed through the treatment of free2magnetic field for one year and selection by
back2crossing with its parent in vitro and in the field from 1995 to 2000. The abortive fertility of sterility ( Yu208A) was stable
and free2setting was 100 %. The propagation yield of Yu208A was 5811 % higher than that of Zhensan 97A , and the hybrid
propagation of Yu208A crossing2over with 972066 was 6216 % higher than that of Zhensan 97A crossing2over with Minghui 63
in the same season and the same field. The yield of hybrid ( Yuyou No. 1 , obtained from Yu208A crossing2over with 972066)
was 5 %8 % higher than Zhensan 97A crossing2over with Minghuei 63. The rice quality of hybrid Yuyou No. 1 reaches the
second grade high2quality standard issued by the Ministry of Agriculture.
Key words :rice sterility line ; field2free magnetic space ; induced mutation
收稿日期 :2006201206
基金项目 :国家自然科学基金 (39870192)资助项目
作者简介 :虞秋成 (19532) ,男 ,江苏金坛人 ,研究员 ,主要从事航天和核辐射诱变育种研究。Email :yqc @js001. com. cn　　籼型杂交水稻在我国已推广种植 20 多年并取得了巨大成就 ,但仍存在如细胞质不育源单一化、不育系及杂交稻谷的品质难以满足市场需求等问题。利用空间环境诱发突变与生物技术可以加速优质、抗病、新型细胞质雄性不育种质资源的创新培育 ,以实现籼型杂交水稻细胞质多样化 ,促进我国杂交水稻的优质、稳产、高产可持续发展。我们利用零磁场模拟空间条件处理籼稻三交杂种F1 种子 ,从中选育出一个优质、醇香稳定的细胞质雄 性不育突变系 ,经过连续 7 年回交转育、育性鉴定 ,育成稳定不育系玉208A ,并于 2002 年通过省级成果鉴定。经与多个恢复系配组测交 ,选育出的优质杂交组合玉优一号 2005 年参加了陕西省杂交稻区试 ,目前完成三系配组 ,杂种小区产量评比 ,进入小面积示范试种。本文就零磁空间处理水稻选育雄性不育突变体、不育系转育和选育、不育系育性遗传特性及利用价值等进行了探讨。
794　核 农 学 报　2006 ,20 (6) :497～499Journal of Nuclear Agricultural Sciences
1 　材料与方法
111 　材料
采用农垦 58 等 4 个水稻品种、组辐粳 4 个稳定品
系及早香 9216 (马尾粘Π突 8816ΠΠ香籼 1 号) 和 9305 两
个 F1 的干种子各 2 份 ,分别用于零磁场处理与无处理
作对照。处理材料与对照一起进行田间种植。
112 　方法
11211 　零磁场处理 　零磁空间为采用双层磁屏蔽结
构和线圈补偿方式相结合的大型 26 面体磁屏蔽装置 ,
其直径为 213m ,磁强 20nT , 为地球磁强度的 4 ×10 - 4 ,
处理时间从 1994 年 4 月至 1995 年 4 月 ,为期 1 年。
11212 　花粉育性细胞学观察 　取不育花药 30 个 ,用
碘 - 碘化钾压片观察花粉败育 ,每片观察统计 6 个视
野。随着不育系株群体扩大 ,镜检植株的花药数增多。
11213 　不育系的选育 　采用突变不育株与原亲本作
保持系进行田间和试管离体成对追踪杂交选育、纯化
及连续回转育。试管离体杂交是将不育株稻穗经消毒
后 ,取带有两朵已取雄颖花的第一枝根插入试管培养
基里 ,隔日取保持系当日开花的稻穗经消毒后 ,把花粉
授于试管里已去雄的颖花上 ,15d 后取幼胚进行去分
化和再分化培养来扩大繁殖系数。愈伤组织繁殖是将
生长到适宜时期的愈伤组织 ,加入人工培养的稻瘟病
和白叶枯病病毒素进行胁迫筛选。
11214 　突变不育株遗传分析及农艺性状调查 　连续 3
年套袋自交 ,结合碘 - 碘化钾花粉镜检育性检查自交
结实率。研究突变不育株农艺形态特征、抗病性并进
行品质分析等。
2 　结果与分析
211 　选育经过
1994 年 4 月开始 ,在北京对水稻种子进行零磁场
模拟空间条件处理 ,1 年后播种 ,从[ (玉糯Π马尾粘 F1 )Π
突 8816ΠΠ香籼 1 号的 ] F1 诱变当代中 , 发现 1 植株矮
小、花药呈尖三角型的不育突变株 ,尔后将原亲本作父
本与其进行回交 ,并把不育株稻垛搬回恒温室让其再
生 ,继续观察育性。通过多代连续回交 ,用显微镜镜检
花粉淘汰不育性达不到 100 %碘圆败的植株 ,到 2000
年保持系选育世代为 F9 代 ,农艺性状整齐一致 ;不育
系回交世代为B9 F9 , 不育性稳定 ,不实率达 100 %。暂
定名玉208A ,其选育流程见表 1 :
212 　玉 - 08A 镜检花粉育性
玉 - 08A 花药呈乳白色尖三角形 ,碘 - 碘化钾染
　　　 表 1 　玉208A 不育系选育流程
时间 地点 世代 选育程序
1994204 北京 突 9216[ (玉糯Π马尾粘 F1)Π突 8816ΠΠ香籼 1 号 ]F1 零磁空间处理 1 年
1995205 南京 突 9216 SP1 田间观察
1996203 海南 (突 9216 SP1) BF1′ 温室种植 46 株观察和回交
1996208 南京 (突 9216 SP1) B2F2 试管苗 104 株 ,择优良单株成对测配组合
1997203 海南 (突 9216 SP1) B3F3 育性一致 ,择优 99195 %碘败田间成对回交
1997208 南京 (突 9216 SP1) B4F4 成对回交 ,99195 %碘败
1998203 海南 (突 9216 SP1) B5F4 试管离体杂交
1998208 南京 (突 9216 SP1) B6F6 种 32 小区 ,择区择株回交 ,100 %碘败
1999203 海南 (突 9216 SP1) B7F7 离体试管杂交 ,选择花粉100 %碘败作母本回交
1999208 南京 (突 9216 SP1) B8F8 种 78 小区 ,试制扩繁 ,
2000208 南京 (突 9216 SP1) B9F9 种 82 小区 ,不育系纯度和产量鉴定
色 ,花粉为碘败 ,形状近似不规则椭圆形。1995 年 -
2000 年连续 6 年对玉 - 08A 上千株群体调查 ,不育株
为 100 % ;显微镜镜检花粉败育率 ,受检花粉粒 80016
粒 ,正常花粉 120 粒 ,败育花粉率 99. 85 %(表 2) ;检查套
袋自交单穗 500 穗 ,受检颖花数为 9126. 2 朵 ,无 1 朵颖
花结实 ,套袋自交不实率 100 % (见表 3) 。测试结果表
明 ,玉 - 08A 符合国家制定的不育性标准 (表 2、表 3) 。
表 2 　不育系玉 - 08A 的花粉育性
年份 株数 花药个数 败育花粉数 正常花粉数 不育率 ( %)
1995 1 30 3602 5 99186
1996 9 90 10082 15 99185
1997 20 120 10364 19 99186
1998 50 150 18678 27 99186
1999 50 150 20046 30 99185
2000 50 150 17244 25 99185
表 3 　不育系玉 - 08A 套袋自交育性表现
年份 植株数 颖花数 不实率 ( %)
1996 20 2208 0
1997 50 6012 0
1998 120 14882 0
1999 150 18606 0
2000 160 19845 0
2001 200 24802 0
894 核　农　学　报 20 卷
213 　玉 - 08A 的特性特征
21311 　形态特征 　玉 - 08A 株高 8215cm 左右 ,株型
紧凑 ,分蘖力强 ,平均单株有效穗 1115 个 ,穗长 19～
20cm ,平均每穗颖花数 166 朵 ,叶鞘、稃尖、柱头均为无
色 ,千粒重 25g 左右 ,属大穗多粒型不育系。谷粒较
长 ,谷壳薄 ,出糙率和精米率高 ,垩白较少 (配制杂种垩
白度 015 %) ,半透明 ,色泽好 ,具有醇香味 ,米质明显
优于珍汕 97A、龙特普 A 等不育系。
玉 - 08A 在南京地区 4 月 20～22 日播种 ,7 月 22
日始穗 ,播种至始穗历时 91d 左右 ,但随着播期推迟 ,
生育期相应缩短。5 月上旬播种 ,播始期 86d 左右。
主茎叶片数 15 叶 ,比同期播种的珍汕 97 生育期长 15
～16d ,属中籼型不育系。
21312 　开花习性 　在正常气候条件下 ,玉 - 08A 上午
9 时始花 ,11～12 时盛花 ,比同期初穗的珍汕 97A 盛花
略早 ,且花期集中。该不育系柱头粗壮肥大 ,外露柱头
几乎呈水平线伸展 ,开颖角度 29 度 ,柱头单边外露率
8610 % ,双边外露率 6012 %。自然异交结实率 4615 % ,
小面积制种田人工辅助授粉最高异交结实率 70 %以
上 ,比较容易繁殖制种。
21313 　抗性表现 　经鉴定表明 ,玉 - 08A 对白叶枯
病、稻瘟病的抗性较好 ,连续几年大田不育系小面积繁
殖、制种及杂交种子多点试种均未发现此两种病状。
214 　制种
1999 年 ,以不育系玉 - 08A 与恢复系 97 - 066
(2826Π9226Π泸恢 6 号) 在江苏省金坛市农科所夏季测
配制种 (暂定名玉优一号) 0102hm2 ,父本母本比例为 2
∶12 ,插 3619 万穴基本苗Πhm2 。5 月 16 日浸种 ,6 月 18
日播种 ,父母本调差期 19d ,8 月 18 日始穗 ,抽穗时喷
洒赤霉素“920”22g ,花期相遇较好 ,折合单产 31393tΠ
hm2 。从制种产量和经济效益来看 ,不育系玉 - 08A 是
较为理想的不育系。如能进一步研究高产制种技术还
可提高制种产量。
2000 年 ,在滨海县用玉 - 08A 与恢复系 97 - 066
试制种 015hm2 调差期为 19d ,花期基本相遇 ,折合单产
31459tΠhm2 ,田间 5 点取样考种 ,平均异交结实率为
6219 %。
玉优一号粒型细长 ,长宽比 314∶1。外观、加工、
口味品质较好 ,具有醇香气味。产量高 (亩产 9000kgΠ
hm2 左右 ) 、米质优 (腹白少 ) , 垩白率 8 % , 垩白度
015 % ,蛋白质含量 918 %。经农业部稻米及制品质量
监督检验测试中心检测 ,12 项检测内容 9 项指标达优
质米 1 级标准 ,3 项指标达优质米 2 级标准。2005 年
玉优一号在江苏、安徽、江西、河南、湖北、浙江等省市
示范试种 6167hm2 ,并繁殖了一定面积的不育系和小
面积杂交稻制种 ,2006 年参加了江苏陕西省优质杂交
籼稻区试和生产性试验。
3 　讨论
关于创造作物雄性不育的保持系、恢复系类型 ,国
内外学者进行了很多方法的尝试和研究 , Takashi
Kumashiro 等用 X2射线辐照杀死供体原生质体后 ,再与
受体原生质体融合选育烟草雄性不育系[8 ] 。但有关利
用诱变技术来诱发水稻雄性不育突变 ,并稳定遗传 ,形
成不育系、保持系、恢复系三系配套的报道很少 ,本试
验利用零磁场模拟空间条件处理水稻干种子 1 年 ,后
代出现 1 株叶片窄小、株型偏矮、花药空瘪、花粉畸形 ,
套袋自交不育 ,通过连续与亲本回交 ,选育出一个不育
性稳定、醇香、优质不育系 ,完成了三系配套 ,并在生产
上加以利用 ,说明零磁场模拟空间条件下处理水稻干
种子诱发雄性不育突变是可行的。
从不同被处理水稻材料看 ,利用卫星与高空气球
空间搭载农作物杂合材料进行诱发突变、选择方法及
育种技术的研究和报道很多 ,并取得了很大成就[5 ] 。
在本试验中 ,水稻品种、稳定的品系无论是经零磁场模
拟空间条件处理、核辐射处理还是未经任何处理的对
照 ,后代都未发现有不育株出现 ,而只是在杂合材料
(早香 9216Π马尾粘 F1 )Π突 8816ΠΠ香籼 1 号 F1 经零磁场
模拟空间条件处理的后代中发现 1 株雄性不育 , 表明
在诱发特异有益变异方面 ,杂合材料可能比纯合材料
更为理想。
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