全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 学 报 ,
以 君 廿 月
釉型温敏核不育水稻叶绿素突变体的诱变
及其初步研究
夏英武 刘贵付 舒庆尧 蒋荣花 谢嘉华
浙江农业大学原子核农业科学研究所 杭州
用 了 射 线辐 照 耘型温敏 核 不育 表 , 获得 了一 批 常 见的叶绿 素 突变休 。
代按 苗计 , 叶绿素总突变频率 为 , 其 中只有 炜可 以 存活 并遗传 , 从 中
筛选 出 个综合性状优 良的粕 型温敏核不育叶绿素 突变 来 经鉴定 , 这些叶绿素突
变受基因控 制 比较稳定 , 有的 只 在 苗期表达 并逐渐转 为正常 , 有的 则在全生育期表
达 。 与 相 比 , 农 艺性 状都有 不 同程度 变化 , 但 温敏 不 育特性塞本 不受影响 。 遗传
分析表明 , 所 有 的 突变体 与亲本正反 交 时 , 杂种 , 均为绿 色植株 , 杂种 群体 中 , 正
常绿 色株 与对应 叶绿素突变株分 离比值符合 。 证 明这 类突变是 由 对隐性细胞
核基 因所控制 。
关键词 耘 型温敏核 不育水稻 叶 绿素 突变休 隐性遗传
目 舀
自 年石 明松发现并鉴定 出湖北光 周期敏感核不育水稻 农垦 以来川 ,
通过诱发突变获得了一些温敏不育 系 , 引起 日本和国际水稻研究所的重视 。 目前 , 两
系杂交水稻在基础研究 、 不育系选育和新组合测配等方面均取得很大进展川 。 在两系杂交稻
中 , 釉型不育系的选育是重点 。迄今选育的釉型核不育系多属温敏型 , 由于 自然气温变化 , 两系
杂交稻的制种纯度无法保证 , 给两系杂交稻的发展带来了困难 。 叶绿素突变体不仅在高等植物
光合作用 、 叶绿素生物合成 、结构与功能以及细胞器的移植 、 细胞融合 、遗传转化等基础研究中
具有重要意义〔, 一 〕, 而且可以作为标志性状在杂种优势利用中应用〔‘一 ’〕, 它带有明显的标记性
状 , 在苗期就可通过人工去除或因其竞争力弱而 自然死亡 , 从而保证杂种 的纯度 。 本试验以
釉型温敏不育 系为材料 , 通过 射线辐射诱变 , 筛选出苗期带有黄化或白化等标记性状的釉型
温敏核不育系 , 并对其作了初步研究 。
材 料 与 方 法
种子的产生 年 月在浙江农科院原子能所用‘。 射线辐照安徽广德县农科所
育成的釉稻 沁 , 温敏核不育系 干种子 , 剂量为 , 剂量率为
。 刃
。
月底将 种子种于浙江萧 山市农科所试验 田 。 月混收 种子 。
此文于 年 月 日收到 。
本研究由浙江省“ ”攻关项 目资助
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 学 报 卷
材料的处理和收获 年 月 , 在海南三亚市荔枝沟稀直播 种子 ,
。
月下旬 , 当苗长至二叶一心时 , 将各类叶绿素突变株移出并种在一起 , 每隔 天用 的维
生素 , 处理 次 , 直至抽穗期长出 个分孽 。 年 月 , 按单株收获存活突变株种子 。
, 突变体的再鉴定和测定 工 年 月 , 将收获的突变株种子每份约 粒播于浙农大
试验 田 , 观察其与对照 的差异 , 选留叶色变化明显的突变株移栽大田 。 月中旬 , 将其剪
颖并与 等常规稻杂交 , 另将对应的剩余种子于 月中旬再次播种 , 移栽 。 月中下旬 , 将其
与 正反交 , 月下旬收获 种子和杂交种子
特征特性观察和遗传分析 年 月 , 将收获的 种子和杂种 播于海南三亚市 ,
年 月单本移栽 , 至 月 , 部分突变体套袋 自交 , 收获 , 种子 , 部分稻穗人工去雄 , 继续与
、 及突变体之间杂交获得 , 并收获突变体与 等 杂种
。
年在安徽省农科院试验 田 , 从 月下旬至 月初 , 每隔 天分期播种突变系 , 月中旬
播种杂种 、 , 观察各突变系的叶色变化 , 分析突变体的遗传规律及温敏不育特性 。
结 果 与 分 析
一 叶绿素突变体的种类及突变频率
在‘ 射线辐照 的 群体中 , 出现了多种类型的叶绿素突变株 。 按苗计 , 叶绿素
总的突变频率为 表 其中 , 白化突变频率最高 , 为 。 , 严重黄化 金黄 、深黄 、黄
化 浅绿 色至淡黄 和 失绿 叶肉白化 、 叶脉为绿 突变频率基本相似 。 此外还 出现一些条斑 、 紫
色等突变 上述突变体大部分在其后的生长中死亡 。 至 年 月 , 共存活 株 , 占苗期突
变体的 写 , 约占总苗数的
。
表 各种类型叶绿素突变体的突变频率
白化苗 严重黄化苗 黄化苗 失 绿 其它 多数
’
植株数
习
突变频率
选取有代表性的点 个 , 共考察 株 一
二 株系叶绿素突变体的再鉴定
收获的 个突变株 , 于 年 月中旬播种 , 发现只有 个株系与对照在叶色上有明显
差异 。 这可能是由于初选不严 , 或与温度等环境条件有关 。 个突变株系中 , 有的个体表现一
致 , 有的出现分离现象 。 黄化株系内很少分离 , 白化和失绿株系 内分离出正常绿色苗 。 考虑到
在海南种植 时没有严格隔离 , 可能存在串粉 , 因此移栽时只保 留了叶绿素突变体 , 剔除了正
常绿苗 。 试验时将突变苗一半继续用 维生素 隔 天喷 次 , 另一半让其 自然生长 。 结
果发现 , 除 株系外 , 其余突变体对 处理不敏感 , 不喷 , 也能正常生长结实 。 但 用
处理后才能维持生长到开花 , 并结少量种子 。
三 叶绿素突变体特征的初步观察
入选的叶绿素突变体在叶色 、农艺性状 、 生育期等方面也出现了变化 表 。 突变体的叶色
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
期 袖型温敏核不育水稻 叶绿素突变体的诱变及其初步研 究
表 叶绿紊突变体的叶色特征及主要农艺性状
叶 色 特 征
「
娜数
每德总位
一
压 ,
琳
千位里 全生育期
苗期 白化 , 夭左右开始转绿 约 天全部转绿
卜
, 民
全生育期中等黄 化
吕 琳
苗期严重黄化 , 比 天左右开始转绿 , 约 天全部转绿
夕 亡
一 , 七 吕
王
, 。
几印廿‘恤均‘全生育期淡黄色
戈
全生育期淡贾 色
】 一 钾
全生 , 期谈黄色
叼
亏
工
苗期 日 化 , 夭左右 开始转 绿 , 约 天全部转绿
卜 , ‘之 引 , , ,
,
,
,
全生育期金黄 色
即 吧 旧
苗期 白化 , 夭左右开始转绿 , 约 天全部转绿
比 沁 , ,
,
一 耐 日 胜 , 一
苗期 白化 天左右开始转绿 , 约 夭全部转 绿
反 沁 ,
, 一 加 目 溉 ‘ 】
苗期白化 , 夭左右开始转 , 约 天全部转绿
反 沁
, , 记 , 目 , 玉
。 。 工 。
苗期严重黄 化 , 比 天开始转绿 , 天左右全部转绿
,
,
, 坛
盆‘ ,
幼叶严宜黄化 , 中老叶紫色
一 , 一
全生育期绿 色
代即 钾
年 月播于合肥市 每个株 系考种 株 , 取平均值 。
, ‘ 。 ,
, 吧
。
呈淡黄色
、 金黄 色 、 白化状 , 此外还 出现 个幼叶深黄 、 中老叶紫色的突变体 。 有的突变性
状在全生育期稳定表达 , 有的则 只在苗期表达 , 生长到一定时期表现为正常绿色 , 如 、 、
等 这些突变体的株高 、每穗总粒数和每株穗数变化较大 , 千粒重除 较低外 , 其余相
对稳定 。 全生育期对照为 天 , 苗期白化或黄化而后期转绿的为 天 , 延长较少 表现
黄化的 , 除 比对照缩短 天外 , 其余均延长 天不等
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 学 报
四 突变性状的环境稳定性
在 年分期播种 播期 试验中 , 叶绿素突变体叶色在每期里均表现相同 ,
表明这些叶绿素突变体是受基因控制的 , 而不受温度的影响 。 但有些材料在转绿过程中 , 转绿
的快慢及转绿的起始时间则与温度有关 。 气温高时 , 转绿快 , 转绿的起始时间也提前
表 突变体与正常株正反交 分离情况
杂交组合 植株总致
其对应突变性 绿色与突变体
绿色植株数 状的植株致 株数比傲
限
盯
云
弓
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
,
。
。
注 选取 个有代表性材料数据列入表中 、 , , ,
五 遗传分析
叶绿素突变体与 正反交时 , 无论叶绿素突 变体作母本 , 还是作父本 , 其杂种 均呈
绿色 , 表明这些叶绿素突变体属细胞核隐性突变 , 而不是细胞质突变
按单株收获正反交 , 植株的种子 , 充分混匀 , 种子萌发后 , 于 年 月 日播于大 田 ,
观察 秧苗的分离情况 。 结果表明 , 所有组合的叶色完全按孟德尔式分离 , 如 和
的 群体中 , 绿色秧苗与白化秧苗的比例分别为 和 , 分离比例均
接近 , 表明这些叶绿素突变体均为 对隐性核基因控制 表
讨 论
目前釉型温敏核不育系在基础研究 、 不育系选育和测配等方面均取得了很大进展 , 但由
于育性易受温度影响 , 杂种纯度难以保证 , 而携带隐性标记基因的釉型温敏核不育系在制种时
出现的一些 自交种子 , 因其杂种 , 表现为绿色 , 可在苗期人工去除或因竞争力弱而 自然死亡 ,
从而保证了杂种 , 的纯度 。 因此 , 利用标记性状可以较好地解决釉型两系杂交稻的杂种纯度
问题 , 可望为釉型两系杂交稻应用于生产提供一个新途径 。
用 射线辐照釉型温敏核不育系 , 可直接诱发标记性状 , 且简便 、 经济 , 它可克服 回交转
育时工作量大
、 繁锁 、 转育时间长
、 成本高及不育性和标记性状两者难以同时稳定等缺点
。
在番茄和大麦中 , 试图用 、 营养缺陷型突变作为标记性状用于杂种生产 , 以
排除 自交的母本种子 。 本研究也选到 个对 有反应的突变体 , 预示在水稻中可能存在
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
‘之‘ 月 己 之‘ 口己 入
一 己 ‘ ‘
,
维生素缺陷型突变 , 值得进一步研究 。
连 年 , 对照和各类突变体分期播种的结果表 明 , 所有材料都保持了与对照相似的温
敏不育特性 , 详细结果将另文报道 。
参 考 文 献
石 明松 对尤照长度敏感的隐性雄性不育水稻的发现与初步研究 中国农业科学 , ,
卢兴桂 张 自国 , , 两系法杂交稻 育种现状 中国水稻科学 , ,
胡 忠 彭丽 萍 , 蔡永华一个黄绿色的水稻 细胞核突变体 遗传学报
, ,
许棍奎 , 邻玫康 化学诱变剂 处理春小麦获得 的一个黄绿 色突变系的遗传分析 吉林农业大学学 报 ,
王 彩莲 人工诱发植物叶绿素突变分析 核农学通报 , , “
张天真 , 潘家驹一个有芽黄标记性状的棉花 雄性不育系的遗传鉴定 中 国农业科学
, ,
于佰双 , 王 培英 大豆叶绿索缺失突变体的鉴定和利用 核农学通报 , ”
, 一 〕
一
, ’ 比 ‘ , ‘ 夕 ·
一 ‘ 一
石
,
,
一 ,
,
一 ,
,