全 文 ：文章编号 :100028551 (2003) 042245204
籼稻巨胚不育系龙特浦 geA 的选育
章清杞　杨艳荔　李　毓　梁康迳　杨仁催
(福建农林大学作物遗传育种研究所 ,福建 福州　350002)
摘　要 :通过辐射诱变获得籼稻保持系龙特浦 B 巨胚隐性单基因突变体 (龙特浦
geB) ,为龙特浦 B 的巨胚同型系 ,主要农艺性状无明显差异 ,但绝对胚重和相对胚重
分别由原龙特浦 B 的 0163mg 和 2178 %提高到 1115mg 和 6107 % ,从而糙米粗脂肪含
量由 2150 %提高到 5106 % ,蛋白质由 9100 %提高到 9160 % ,各种氨基酸含量的相对
值也相应提高 5145 %～30136 % ;用龙特浦 geB 回交龙特浦 A 育成巨胚不育系龙特浦
geA ,其与龙特浦 A 的主要农艺性状、雄性育性特征及构成产量配合力无明显差异。
关键词 : 籼稻 ; 巨胚不育系 ; 龙特浦 geA ; 诱变 ; 选育
收稿日期 :2002210219
基金项目 :福建省科技厅资助项目 (982Z293)
作者简介 :章清杞 (1973～) ,男 ,福建仙游人 ,博士研究生 ,助理研究员 ,从事作物遗传育种研究。
优质米育种已成为水稻育种的一个重要方向。近半个世纪以来 ,育种工作者以提高胚乳
蛋白作为育种目标以提高稻米品质 ,但成效甚微。糙米种胚蛋白质含量是胚乳的 2～3 倍 ,且
富含维生素B2 [1 ] 。日本在 80 年代初首先出现含胚精米 ,受到消费者欢迎。由于一般稻米胚重
占米粒重比例很小 ,其营养成分提高并不明显。1981 年日本利用化学诱变首次获得水稻巨胚
突变体[2 ] 。之后韩国也育成了巨胚品系 1137。中国水稻研究所通过杂交于 1997 年育成巨胚
品种巨胚 1 号[3 ] 。但到目前为止 ,国内外育成的巨胚稻均为粳稻。福建农林大学作物遗传育
种研究所通过直接辐射诱变籼稻不育系的保持系获得胚重大大提高的巨胚隐性突变 B 系 ,再
与原不育系回交 ,进而转育成相应的巨胚不育系。利用此法还可获得巨胚 R 系 ,进而组配成
高产优质的巨胚杂交稻。现将水稻籼型巨胚不育系龙特浦 geA 的选育及其特性报道如下。
1 　选育经过
1997 年 11 月 ,用 350Gy 60 Coγ射线处理龙特浦 B (简称 TB)干种子 (M1 ) ,当年 12 月海南种
植 M1 ,丛插密植。1998 年 4 月中旬混收 M1 植株上的种子 ,同月 M2 种植于福州福建农林大学
实验农场 ,丛插 ,群体约为 5 万丛。7 月混收 M2 植株上种子 ,去糙 ,选择胚明显大于对照的糙
米 ,得 10 粒胚明显增大的 TB 种子。编号并种植所选的大胚 TB ,同时种植 TB 对照 ,成熟期对
10 个株系大胚 TB 进行脱壳鉴定 ,确定 3 号株系为巨胚突变系 ,其他株系无巨胚表现。该巨胚
突变系定名为龙特浦 geB (简称 TgeB) 。等位性测验和遗传分析表明 ,TgeB 巨胚性状由隐性单
基因控制 ,与 1137 巨胚基因等位。1999 年 3 月在福州种植所选到的 TgeB 突变系 ,同时播种龙
542　核 农 学 报　2003 ,17 (4) :245～248Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
特浦 A(简称 TA) ;抽穗期用 TgeB 与 TA 杂交 ,得 F1 种子 ;7 月在福州种植 TgeB 和 F1 种子 ,抽穗
时回交得B1 F1 种子 ,成熟后收种 ,脱壳鉴定选择得巨胚龙特浦A(简称 TgeA)种子 127 粒。1999
年 11 月于海南繁殖 TgeA 种子 ,并对 TgeA 进行育性和农艺性状观察 ,选择不育度高且农艺性
状优异的单株成对繁殖 TgeA。
2 　主要特征特性
211 　TgeB农艺性状分析
TgeB 与 TB 的主要农艺性状见表 1。从表 1 可知 ,TgeB 与 TB 在大部分性状上差异不显著 ,
与 TB 相比 ,TgeB 千粒重显著减少 ,比 TB (28140g)减少了 4140g。千粒重的减少使 TgeB 的单株
产量也相应减少 ,比 TB 对照减少了 4150g。TgeB 糙米的绝对胚重和相对胚重分别极显著、显
著大于 TB (表 2) ,绝对胚重提高了 0152mg ;相对胚重由 TB 的 2178 %提高到 6107 % ,从而使
TgeB 的蛋白质、粗脂肪及各种氨基酸含量大大提高。蛋白质含量提高了 6170 % ,达显著水平 ;
粗脂肪含量提高了 102140 % ,达极显著水平。测定的 17 种氨基酸含量中有 16 种提高了 ,其中
谷氨酸提高了 12192 % ,丝氨酸 10190 % ,精氨酸 10161 % ,蛋氨酸 11183 % ,半胱氨酸 30136 %。
人体必需氨基酸中蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、精氨酸含量分别提高了 11183 %、
5199 %、5145 %、5194 %和 10161 %。可见 ,TgeB 的营养成分比 TB 有了显著的提高。
表 1 　TgeB与 TB的农艺性状及谷粒性状比较 (福州 ,2000)
Table 1 　Comparison of agronomic and spikelets characteristics between TgeB
and TB (Fuzhou ,2000)
品种
variety
株高
plant
height
(cm)
穗长
panicle
length
(cm)
有效穗
production
panicle
(cm)
剑叶长
length of
flag leaves
(cm)
倒一节长
first
internode
(cm)
穗粒数
No. of
panicle
结实率
seed
setting
( %)
千粒重
10002grain
weight
(g)
单株产量
yield
per hill
(g)
谷粒长
grain
length
(mm)
谷粒宽
grain
width
(mm)
TgeB 101150a 20154a 8121a 38152a 35178a 13214a 92133a 24100b 22110b 8123a 3125a
TB(CK) 101170a 20198a 8129a 38137a 36110a 13512a 92187a 28140a 26160a 8123a 3125a
注 :数字后附不同字母表示差异显著 ,下同。
Note :Different letters indicate significant difference , the same as the following.
表 2 　TgeB与 TB的胚性状及蛋白质、脂肪、氨基酸含量[ 4] (福州 ,1999)
Table 2 　The traits and content of embryo ,protein ,fat and amino acids of TgeB and TB (Fuzhou ,1999)
品种
variety
绝对胚重
AEW
(mg)
相对胚重
REW
( %)
蛋白质
protein
( %)
粗脂肪
fat
( %)
谷氨酸
Glu
( %)
丝氨酸
Ser
( %)
精氨酸
Arg
( %)
蛋氨酸
Met
( %)
亮氨酸
Leu
( %)
异亮氨酸
Ile
( %)
赖氨酸
Lys
( %)
半胱氨酸
Cys
( %)
TgeB 1115A 6107a 9160a 5106A 11425 3 01356 3 01709 3 01208 3 01389 01406 01589 3 01146
TB(CK) 0163B 2178b 9100b 2150B 11262 01321 01641 01186 01367 01385 01556 01112
注 : 3 表示增幅达 10 %以上 ,AEW:绝对胚重 ;REW:相对胚重。
Note : 3 indicates an increase up to 10 % ; AEW:absolute embryo weight ; REW:relative embryo weight .
212 　TgeA的农艺性状分析
21211 　植物学特征 　如表 3 所示 ,TgeA 在株高、穗长、有效穗、穗颈长、剑叶长、倒 1 节间长各
性状上与 TA 差异均不显著 ;平均穗粒数 TgeA 比 TA 略有增加 ,但差异不显著 ; TgeA 的千粒重
显著下降 ,比 TA 也减少了 3194g。在颖花长、颖花宽、颖花长宽比、柱头长、柱头宽等穗部性状
642 核　农　学　报 17 卷
上 ,TgeA 与 TA 无显著差异。但 TgeA 绝对胚重 (1114g) 、相对胚重 (6101 %) 均比 TA (分别为
0160g 和 2159 %)有显著提高。
表 3 　TgeA与 TA农艺性状比较 (福州 ,2000)
Table 3 　Comparison of agronomic characteristics between TgeA and TA (Fuzhou ,2000)
品种
variety
株高
plant
height
(cm)
穗长
panicle
length
(cm)
有效穗
production
panicle
穗颈长
panicle
exertion
(cm)
剑叶长
length of
flag leaves
(cm)
倒 2 叶长
second
leaves
(cm)
倒 1 节长
first
internode
(cm)
穗粒数
No. of
panicle
千粒重
10002grain
weight
(g)
TgeA 9011a 23191a 10117a - 4165a 5114a 4719a 26142a 17315a 24150b
TA(CK) 9014a 23173a 10123a - 4170a 5219a 4818a 27141a 16812a 28144a
21212 　生物学特性 　(1)生育期 :TgeA 感温性较强 ,播始历期与 TA 相当。在福州 3 月 25 日播
种 ,播始历期为 99d ,主茎叶片数 15 叶 ;7 月 4 日播种 ,播始历期为 75d ,主茎叶片数 1416 叶。
(2)开花习性及异交特性 :TgeA 抽穗整齐 ,始穗至齐穗 5～6d。在福州开花时间集中在 11 :00～
12 :30。TgeA 单边柱头外露率为 46170 % ,双边柱头外露率 15120 % ,总柱头外露率 61190 % ,三
者与 TA 相比差异均不显著。TgeA 的异交结实率为 4116 % ,与 TA 差异不显著。(3) 不育性 :
1999～2001 年累计大田鉴定 1000 株以上 ,不育株为 100 %。花粉败育率为 99131 % ,与 TA 的
99142 %差异不显著。育性 3 项指标均与对照 TA 无显著差异。
表 4 　TgeA与 TA穗部性状、花器性状及花粉育性 (福州 ,2000)
Table 4 　The traits of panicle ,flort and pollen sterility of TgeA and TA (Fuzhou ,2000)
品种
variety
颖花长
spikelet
length
(mm)
颖花宽
spikelet
width
(mm)
长Π宽
lengthΠ
width
柱头外露率
stigma exsertion rate ( %)
单边
one
双边
two
总
total
不育度
pollen
sterility
( %)
柱头长
stigma
length
(mm)
柱头宽
stigma
width
(mm)
绝对胚重
AEW
(mg)
相对胚重
REW
( %)
TgeA 81251a 31211a 21570a 46170a 15120a 61190a 99131a 111286a 014762a 1114A 6101a
TA(CK) 81243a 31210a 21568a 47160a 16132a 63192a 99142a 111074a 014603a 0160B 2159b
表 5 　TgeA与 TA杂种 F1 代农艺性状比较 (福州 ,2000)
Table 5 　Comparison of agronomic characteristics of F1 between TgeA and TA (Fuzhou ,2000)
组合
hybrids
有效穗
production
panicle
株高
plant
height
(cm)
穗长
panicle
length
(cm)
穗颈长
panicle
exertion
(cm)
剑叶长
length of
flag leaves
(cm)
倒 1 节长
first
internode
(cm)
穗粒数
No. of
panicle
结实率
seed
setting
( %)
千粒重
10002grain
weight
(g)
理论产量
yield of
per hill
(g)
TgeAΠR669 11150 125188 26157 9178 36130 43117 177125 86132 27149 48137
TAΠR669 11100 127163 26163 9193 34142 44190 187175 81123 28127 47142
TgeAΠM63 10100 112197 25157 8187 32190 42113 165140 88119 26163 38184
TAΠM63 11100 110173 26137 6127 30177 40193 167133 87101 28185 46121
TgeAΠR527 10167 110153 24163 4197 36113 38123 154130 85103 27175 38185
TAΠR527 11133 113156 25170 6110 37160 39123 161112 80147 27115 39189
TgeAΠM86 11155 111130 26181 3134 36132 36193 175198 86178 28136 50102
TAΠM86 11149 106161 26102 4191 36111 37164 167176 87104 28194 48155
注 :M63 :明恢 63 ;R527 :蜀恢 527 ;M86 :明恢 86。
Note : M63 :Minghui63 ; R527 :Shuhui527 ; M86 :Minghui86.
742　4 期 籼稻巨胚不育系龙特浦 geA 的选育
3 　TgeA 杂种 F1 代农艺及产量性状分析
用 TgeA 和 TA 与 R669、明恢 63、蜀恢 527 和明恢 86 组配的杂交稻于 2001 年 5 月在福州种
植。从表 5 可知 ,TgeA 的育性可恢复性良好 ,TgeA 的杂种 F1 与 TA 的杂种 F1 相比 ,其生育期
和主要农艺性状相似 ,穗粒数、结实率、千粒重及理论产量在不同组合虽表现略有不同 ,但未表
现出显著差异。由 TgeA 和 TA 与非巨胚 R 系组配的杂种 F1 ,其主要农艺性状和产量性状相
似。由于 TgeA 杂种 F1 上所结种子胚性状呈 3 小胚 :1 巨胚分离 ,也就是说用 TgeA 不育系与非
巨胚 R 系组配的杂交稻 ,其稻米含有 1Π4 的巨胚米 ,其营养成分得到提高 ,而产量则和原杂种
相当。我所巨胚 R 系正在选育之中 ,预计很快就可育成 ,并组配巨胚杂交稻应用于生产。
4 　讨论
TgeA 与 TA 比较 ,其最显著的特点是胚显著增大 ,几乎是 TA 胚重的 2 倍多 ,而在其他农艺
性状与育性上并无显著差别。利用 TgeA 组配的杂种 F1 代与 TA 的 F1 代相比 ,农艺及产量性
状极为相似 ,这为 TgeA 和巨胚杂交稻的生产应用提供了良好基础。通过直接辐射诱变不育系
的保持系 (B) ,获得其巨胚隐性突变体 (geB) ,而后再与原不育系回交转育成巨胚不育系 (geA
系)的育种技术路线 ,具有科学、简便、高效的优点 ,通过这种方法已育成 2 个巨胚不育系。该
法还可应用于巨胚恢复系的选育 ,进而组配巨胚杂交稻。由于巨胚稻蛋白质、脂肪及各种氨基
酸成分的大大提高 ,使巨胚稻作为一种特种稻米前景光明 ,其市场开发前景十分广阔。
参考文献 :
[ 1 ] 　莫惠栋. 我国稻米品质改良. 中国农业科学 ,1993 ,26 (4) :8～14
[ 2 ] 　Hikaru Satoh and Takeshi Omura , New endosperm mutations induced by chemical mutagens in rice ,Jap J Breed. ,1981 ,31 (3) :316
～323
[ 3 ] 　庞乾林. 中国水稻研究所培养成功巨胚 1 号. 中国稻米 ,1997 , (1) :10
[ 4 ] 　杨艳荔 ,李毓 ,章清杞 ,等. 巨胚龙特浦 B 糙米性状与蛋白质成分分析. 福建农业学报 ,1999 ,14 (4) :20～22
DEVELOPMENT OF GIANT EMBRYO CMS LINE TgeA
ZHANG Qing2qi 　YANG Yan2li 　LI Yu 　LIANG Kang2jing 　YANG Ren2cui
( Institute of Genetics and Crop Breeding , Fujian Agriculture and Forestry University , Fuzhou , Fujiang prov . 　350002)
Abstract :Induced mutants indica B line TgeB with giant embryo were directly obtained after irra2
diation on maintainer TB. TgeB had similar plant types as the corresponding TB. Compared with
its original TB, TgeB had an increase in the absolute and relative embryo weight from 0163mg to
1115mg and 2178 % to 6107 %, respectively. The contents of fats and proteins increased from
2150 % to 5106 %and 9100 % to 9160 %, respectively. The contents of 8 kinds of amino acids in2
creased by 5145 %～30136 %. By back crossing the TgeB line with its corresponding TA line ,giant
embryo CMS line TgeA were developed. TgeA had similar plant types , pollen fertility and yield
components to the corresponding TA.
Key words :Indica rice ; giant embryo CMS lines ; TgeA ; mutation breeding
842 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2003 ,17 (4) :245～248