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核 农 学 报 , 一
己
环境诱导雄性不育 窄早突变体
育性转换特性研究
沈毓渭 蔡其华 高明尉
浙江农业大学原子核农业科学研究所 杭州 引
用 尹。 。了 射线处理耘稻 品 种 窄早 干 种子 , 在 和 中获得 了数个育性
受环境 因素调 节的突变体 。 对其中 份 突变体进行生态箱鉴定 和 田 间鉴定表明 , 其育
性 转换受温度控制 , 在 日 长 为 时 , 临界 日 平 均温度 约为
‘
低 于 可 诱
导雄性 不育 , 高于 ℃则恢复部分 可 育 。 此 突变休 的育性 转换特征 不 同于 已 有的光
温 敏 不育 来 。
关键词 私稻 辐照 突变体 环晚 因子 育性 转换
前 言
目前 , 国 内通过鉴定的水稻光 温 敏不育系大多以农垦 为不育基因供体 , 这些不育 系
有明显的光温互作效应 , 难以大面积用于杂交水稻生产仁‘
· ’ 。 因此 , 选育新质源的光 温 敏不育
系十分重要 通过诱变方法选育光 温 敏不育系不失为一种有效途径 , 日美水稻育种 已利用该
法选育出育性较稳定的光 温 敏不系 ‘ 〕。 近年来 , 我们利用‘。 射线辐照杂交釉稻恢复系 ,
获得了具有明显育性转换特性的 窄早不育突变体 现就其育性转换特性作扼要报道
材 料 与 方 法
处理 年和 年 , 用 ‘ 射线辐照杂交釉稻 恢复系
窄早干种子 , 当年 月 日种植 , , 群体约 株 , 次年 月 日种植 , 约 个单株 , 从中
选择熟期较早 、其它农艺性状优 良的单株 年 月 日种植 、 群体 , 选择自然结实率
在 以下的不育株 , 月底割茬再生 , 月中旬收获结实种子 。 年和 年春季 月
日播种 种植 、 , 秋季再生 , 观察其育性转换 。 选得具有明显育性转换特征的不育株
年送中国水稻所生态箱观察 , 并于本校农场分期播种作育性调查 。
生态箱试验 设 、 , , 和 ,
。 个 日长及 ℃
、 ℃和
,
℃ 个 日平均温度 , 日最高温度和最低温度分别为 ℃
℃ 、 ℃ 。
’
和 ℃ ℃ 。 光周期处理为 自然光补加 日光灯光源 , 温度 由计算机按一般
日 温度变化状况在最高温度和最低温度之间调节 , 相对湿度 闭 。 试验材料播于 田间 , 于
叶期移入不同光温组合的生态箱 内生长直至成熟
。
每处理 巧 个单株 。 植株始穗时 , 每株选
此文于 年 月 日收到
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环境诱导雄性不育 窄早突变体育性转换特性研究
穗上部当天刚开放的 朵小花 , 用卡诺固定液固定 , 供花粉育性镜检 。 根据对 几一 的染色
反应以及发育状态 , 将花粉分为典败 、 圆败 、半染 浅染和黑染 类 。 将取样穗及 个生育期
相差较小的分葵穗套袋 , 成熟时考查 自交结实率 。
年同时在本校农场进行 田间鉴定 , 从 月 日起分期播种 , 每 天 期 。 见穗 日起每
夭随机选择 个主茎穗套袋 , 成熟时考查套袋 自交结实率 。 同时 比较 窄早雄性不育突变体和
窄早农艺性状的异同以及开花习性 。
结 果
一 窄早雄性不育突变体的选育
年早季 月下旬 , 在 窄早 群体中发现了 株不育株 , 同时在 株系中发现了
株不育株 。 不育株与正常株同在 月中旬抽穗 , 但不育株花药瘦小
、
淡黄色
、 不结实 。 不育株
于 月底割稻桩 , 移植于晚季田中 , 月底陆续抽穗
。 根据主茎和分桑结实率前低后高的原则 ,
选 留 株 , 株 。 年继续观察育性转换 , 在 和 ‘ 群体中分别选出 株和 株不育
株 , 不育期 田间 自然结实率在 左右 秋季再生株结实率在 写左右 而亲本 窄早在早晚
两季的结实率均在 以上 。 年 月 日继续种植选留株系 , 月 日始穗 , 选高度不育
的 株 , , 移栽于盆钵继续观察育性 。 月中旬 , 这些植株陆续分莫 , 在无外来花粉源的情况下
出现结实 , 且结实率逐步提高 。 年春在海南繁育 , 结实率在 左右 表 。
表 窄早不育突变体的主要农艺性状
材料
乙 株高 单株戴数
移总拉数
,
一
可育期 自然结实率 叶片数 住头外阵率
不育突变体
窄早
山
括号内数据为 年 月海南田 间 自然结实串
, ‘ 盯 语
二 育性转换特性观察
年 , 将所选 株不育突变株之一送中国水稻所生态箱鉴定 , 并在本校农场进行 田间育
性鉴定 生态箱鉴定结果如表 所示 。 在 和 的 日长下 , 窄早雄性不育突变体的
育性随温度上升而提高 , 在 日平均温度 ℃时 , 结实率在 左右 黑 染花粉率为
, 当温度为 ℃时 , 结实率达到 黑染花粉率为 纬 肠 。 在温度升至
℃时 , 结实率虽为 左右 , 但黑染花粉达 左右 。 说明高温条件下 , 窄早突变体结实
率低 , 不是高温对雄性器官的直接影响所致 , 也许还存在其它原因 。事实上 , 高温也影响植株生
长和幼穗分化 , 在上述两种 日长下 , 它的每穗颖花数仅为在其它两种温度下生长植株的 左
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核 农 学 报
右 , 当 日长为 时 , 窄早雄性不育突变体的结实率在 种温度条件下均较低 , 特别是当
日平均温度为
’
时 , 窄早不育突变体的套袋结实率为零 , 且每穗颖花数只有 朵 。表明
高温长 日条件对 窄早不育突变体的育性和植株发育有严重影响 。 田间鉴定结果表明 , 窄
早雄性不育突变体 月 日起播种 , 从 月 日始穗至 月 日表现为完全不育 , 月 日后
逐渐转为可育 , 套袋结实率上升为 , 自然结实率在 左右 表 , 图 。 育性转换时间明
显早于 已有的光 温 不育系 初步分析表明 , 此一时期内 , 窄早雄性不育突变体的不育性与
幼穗分化期的低温有关 月 日 月 日的 日平均温度只有 天高于 ℃
, 图 年 月杭州地区 日平均气温以
及 窄早雄性不育突变体的育性变化
· 一 日照 时数 萝
一 一 一 ℃温度线 ℃
— 日平均温度 丫
。
·
—
·套袋结实率
︸
盆︸﹄劫鱿芍习二晚二云干苏好窍盈
︺︸分二侧‘﹂奋李老三
·
侧理刃
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︷︸上一二沙超一
、 月 已 了 月 丫
三 窄早不育突变体的农艺性状
窄早是近年广泛种植的威优 的恢复系 , 具有 良好的株叶态 、 丰产性和配合力 。 窄
早不育突变体除了育性变化以外 , 具有与 窄早基本相同的特性 , 虽不育期株高略矮 , 但无包
颈现象 , 柱头外露率高 表 。 不育期的 窄早突变体与珍汕 、 所配杂种的表现与汕
优 和威优 相似 表 这也说明 , 不育期 窄早不育突变体的雌性器官是正常的 。
讨 论
本试验初步表明 , 在一定的 日长范围 内 , 温度是 窄早不育突变体育性转
换的主导 因子 , 其临界 日平均温度约在 ℃左右 , 低于 ℃可诱导突变体不育 , 高于 ℃可逆
转突变体的育性 。 在高温 特别是长 日高温 条件 , 窄早不育突变体的营养生长和生殖生长
受到影 啊 , 这可能与 窄早本身对高温 特别是长 日高温 的适应能力差有关 看来 窄早不
育突变体的育性转换特性不同于现有的温敏不育系 ’
· 一 ’ , 它们大都在高温 ℃以上 条件
下不育 , 低温
’
以下 条件下可育
。
周庭波曾报道高温诱导可育 , 低温诱导不育的温敏不育
系 , 但其临界温度在 ℃ , 高于 窄早不育突变体的临界温度川 。 因此 , 窄早雄性不育
突变体可能是一种新类型的温敏不育系 。
在生态箱鉴定中 , 当 日长范围在 旧 平均温度在 ℃时
, 以及在 田间诱导不育
条件下 窄早雄性不育突变体套袋 自交结实率为 。时 , 仍能观察到 左右的黑染花粉 , 这
与现有釉型胞质或核不育系的育性表现不同 。 曾对生长在不育期的 窄早不育突变体的花粉
作过发芽试验 , 结果发现 , 窄早雄性不育突变体的花粉即使在 的蔗糖溶液 中 , 仅
便全部破裂 , 而 窄早却在 后仍有约 完好 数据另作报道 。 至少表明 窄早
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期 环境诱导雄性不育 窄早突变体育性转换特性研究
表 窄早不育突变体对生态箱中不同日长与温度的育性反应
各类花粉比例
光沮处理组合
压
一
沈
比幻
砚察植株孜 每移颖花数 每租实位孜 套袋自文结实率
韶司 司
口 吠 犯 尽 ’ 典败 目败 浅染 半染 黑染
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亡
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℃
℃
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,
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表 ‘窄早不育突变体所配杂种的表现
组合 分找 每
祖总较效 每祖实较效 结实率
头
千拉 单株产 播一抽天数
工 企
,
突变体 珍汕
士 士 士 士 。
突变体 士 士 士 士 。
珍汕 窄早
窄早
人
卜
士 士 士 士
士 士 士 士
雄性不育突变体花粉粒的脆弱性 , 它影响花粉的授精能力 。 因此 , 对花粉育性来说 , 淀粉充实是
必需的 , 细胞结构的发育成熟也是至关重要的
窄早雄性不育突变体具有与 窄早相似的农艺性状 。 其不育期的柱头外露率可达 。
左右 。 窄早雄性不育突变体在 月底或 月初播种 , 月上中旬抽穗 , 不育期可达 月之久
。
因此 , 窄早雄性不育突变体在两系法杂种优势的利用上 , 可能具有一定的价值 。 研究正在进
行中 。
中国水稻所孙宗修
、
程式华先生帮助进行生态箱鉴定 , 谨表谢意
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月 盯 以 心 月‘
,
参 考 文 献
袁隆平 选育水稻光 温 敏核 不育系的技术策略 杂交水稻 , ,
孙 宗修 , 熊振 民 , 阂绍楷等 温度敏感型雄性不育水稻的鉴定 中国水稻科学 ,
程式华 , 孙宗修 , 阂绍楷等 光敏不育水稻的光温反应研究 光敏核不育水稻在杭州 , 自然条件下的育性表现
中国水稻科学 , , ‘
程式华 孙宗修 , 斯华敏 人工控制条件下水稻光 温 敏不育系育性转换的整齐度分析 中国水稻 科学 , ,
周庭波 水稻 正 向和反向光温度敏不育系对光温感应的比较观察 湖南农业科学 , , 〔
唐锡华 陶余敏 , 潘国祯等 釉稻光 温 敏核不育 系抽移和结实对光周期和 温度的反应特性 植物生理学报 , ,
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