全 文 ：核 农 学 报 , 一
心 亡
加速器氢离子在水稻育种中的应用
邓 红 梅曼彤 卢永根
华南农业大学 广州
杨垂绪
加利福尼亚大学劳伦斯伯克莱研究所 加利福尼亚 。
本研 究用加速器氮 离子辐照晚耘香 占 , 期 望改 良其不利农 艺性状 。 试脸结果表
明 , 以氮离子 辐照 , 均能诱发变异 。从 辐照的 和 代 中 , 获得 个绘
合性状较好的 突变株 来 , 经 代品比及对主要性状的浏定 , 小 区产贡比原种增加
纬 , 变童分析达极显著水平 。株 高降低 , 生育期编短
天 , 有效德数 明显增加 , 杭病性亦有所提 高 。 另外 , 从 辐照的 后代 中 , 也获得
个明显早熟和矮化的 突变体 。初 步证实重 离于辐照在水稻育种上具有应用价值 。
关镇词 水稻 氮离子 育种
前 言
至 年 , 世界上 已有 个国家利用人工诱变方法育成了 个品种 。 我国 以上的
突变品种是用 下射线育成的 。近十年来 , 由于加速器技术的发展 , 已从大型加速器获得各种
具有不同单一能量 、 不同线密度 , 简称 的高能重离子束 , 可用
来处理生物样品 和梅曼彤等 , ’〕的研究指出 , 高能重离子辐照能有效地诱发玉米
、 水
稻某些性状的变异 。本研究试图用氢离子辐照诱发高秆 、 迟熟的晚釉香占品种突变 , 以选育矮
秆 、早熟 、抗病和高产的突变品种 , 并探讨重离子在水稻诱变育种中的应用价值 。
材 料 与 方 法
试验材料 选用广东省栽培历史悠久的晚釉地方品种香占 。该品种高秆 、迟熟 、抗病力较
弱和低产 , 但茎秆和谷粒具特殊香味 。 年由珠海市科委提供 , 经我校生物系试验站 年单株
繁殖 , 遗传性状稳定 。
处理方法 年和 年春 , 将含水量为 的香占种子 , 分两次寄往美国加利福尼亚
大学伯克莱分校劳伦斯伯克莱研究所 , 用直线回旋组合加速器 进行氢离子束 , 辐
照处理 。 离子束的起始能量为 , 为 加 , 所用剂量为 和
, 以未经辐照的种子为对照 。
此文于 年 月 日收到 。
加速器氮离子在水稻育种中的应用
选育过程 经氢离子辐照和未经辐照的香占种子 , 分别于 年和 年晚季在华南农
业大学生物系试验站稻 田播种 , 采用单株插植 。从始穗到成熟期仔细观察 。在 , 代中选出 比原
种秆矮与早熟的突变株 , 代按株系分别单株播植 , 选出性状一致的株系 , 对性状尚有分离的
株系继续进行选择 。 代将稳定株系与原种进行品 比 , 并对主要农艺性状取样调查 。 品 比试验
随机区组排列 , 次重复 , 每小区面积为 , 。
结 果
一 氖离子辐照诱导的突变率与突变性状的稳定性
氢离子 和 辐照种子长成的 代植株 , 出现矮秆与早熟突变 , 总突变频率分
别为 和 表 , 而对照未发现与处理区类似的分离株系 。
从氢离子 辐照的 , 代中选出 个突变株 , 其中氢香 号的矮化株系 , 在 代性状
已无明显分离 。 另外 , 从 代有分离的突变株系中 , 选出 个早熟 、 矮秆和大穗的单株 , 编号为
氢香 一 和氢香 一 , 经 和 ‘代株系种植观察 , 其突变性状也基本稳定 。
表 辐照后 的突变率
剂 调 查 株 数 矮秆突变株率 早熟突变株率 矮秆早熟突变株率 总突变叔率
心 , 讨
环
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。
。
注 矮秆突变株指株高比原种下降 环以上 早熟突变株指出称期比原种提早 夭以上
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结实率 单产 生育期
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突变品系的主要农艺性状
与原种比较
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二 突变系的主要农艺性状
氢离子束 辐照获得的 个突变系 , 在 ‘代初步测产的基础上 , 。代正式进行品 比
试验 , 每小区随机取样 株进行性状调查 结果表明 株高 、株型 、熟期 、有效穗数 、结实率 、抗病
性乃至稻谷产量 , 均比原种有明显改良 。
从图 看出 , 氢香 一 和氢香 一 的平均株高为 , 为原种的 , 而氢香 号的平
均株高为 , 仅为原种的 写 突变品系具有明显矮化 、株型紧凑和 叶片短窄的特
性 , 在一定程度上克服了原种高秆易倒的弱点 。
个突变品系的有效穗数也有明显的增加 。氢香 一 和氢香 一 的每莞有效穗数均有所增
加 , 氢香 号的每穗粒数虽有所减少 , 但每克有效穗数增加 以上 , 使得每莞总粒数仍多于
原种 图 。
突变品系的成熟期也有不同程度的提早 。原种生育期长达 天 , 而突变品系氢香 一 和氢
香 一 平均生育期比原种缩短了 天 氢香 号也比原种提早了 周成熟 广东晚稻常遇寒露风
低温天气 , 严重影响开花授粉 , 导致迟熟品种结实率偏低 。 由于突变品系抽穗期明显提早 , 从而
提高了结实率 。调查结果也表明 , 原种的结实率仅为 , 而突变品系的结实率比原种提高
了 一 。
按常规剪叶接种法测定了突变品系及原种对白叶枯病的抗性阁 , 白叶枯病病原菌为 群
菌号 二 , 结果列于表 。从表 可见 , 各突变品系的抗性有不同程度的提高 , 分别达到抗
级 或中抗 级 水平 。
由于上述几个性状得到改良 , 使单位面积稻谷产量增加 , 从表 可见 , 各品系小区平均稻谷
产量均 比原种增产 。其中氢香 一 和氢香 一 分别 比原种增产 和 , 达极显著水
平 , 氢香 号也 比原种增产 。几个突变品系的稻谷品质 , 经广东省粮油产品质量监督检
查站检验 , 均属特一级 , 蒸煮时保持原种的浓郁香味 。
表 突变品系与原种对白叶枯病抗性的测定
突 变 品 系 生 育 时 期 接 种 病 斑 长 度 抗 性 级 别
扭
氢香 一 孕称后期 吕
一 一 一 透
氢香 一 孕林后期 吕
一 一 一
氮香 孕称后期
一 一 透
香占 孕称后期
兀 压
注 接种后 。夭 , 以每个品系测 片叶的病斑平均长度作为分级指标
州 心丙刃仇洲 ‘ 刀 “ 侧 , ,
汪
加速器红离子在水稻育种中的应用
表 突变品系与原种的稻谷产
突变品系 世 代 小 区 产 平 均 折 产 与 比 显 著 值
碑 迁
一 臼
,
氛香 一
。 ’ 二
一 一 一 二
氢香 一 一 十
一 一 一
氢香 号
一 一
香占
为
注 环 二 , 写 环 , 显著差异 卫 ,
, 显著差异 苗
, , 为极显著 , 铃 ,
讨 论
高 的氢离子辐照诱发的突变率较高 , 这与丘运兰等 ’诱发玉米叶片白条纹变异较高
一致 。能量为 的氢离子 , 辐照 出现的有利突变较多 。这与左清凡等川的研究
结果相近 。他们认为 的氢离子 、 辐照能诱发最高的有利突变频率 。
本研究从 代植株选出的几个突变株 , 均保留原品种的一些特征特性 , 如谷粒细长 , 程色
麻黄 , 叶色浓绿 , 茎叶及谷粒富有特殊香味等 , 易于与当地种植的其他品种相区别 。 我们还用
限制性酶切片段长度多态性 技术对氢香 号 及原品种进行了分析 , 发现两
者间的多态性仅为 , 远远低于不同釉稻 品种间存在的多态性 , 类似于我们从另
一品种的辐照第 代选出的突变体与原种的分析结果 待发表 。这一结果表明 , 所选出的株系
与原种遗传背景极为相似 , 故可排除品种混杂的可能性
。
氢离子辐照获得的 个突变株系 , 其株高 、 叶形 、熟期 、抗病性及产量等主要农艺性状都有
较明显的改 良 , 这与左清凡等 用氢离子辐照水稻所选出的突变体 , 大多数有多个性状同时发
生变异的结果相吻合 。我们曾用‘。 下射线处理过香占 , 并选出一些突变体 , 但由于其综合性状
不理想而无直接利用价值 。本研究结果指出 , 以此种氢离子作诱变源 , 可望直接育成新品种 。
在氢离子 辐照香占的 代中 , 已获得 比原种早熟 天 , 株高降低 的突变体 ,
从 代起 已接近稳定 。试验表明 , 分别用氢离子 和 辐照水稻香占品种 , 比较容
易获得早熟 、矮化和保持原种品质的突变 。
高等学校博士学科点专项科研基金资助项 目
“ 亡
,
参 考 文 献
诱发突变改 良作物的回顾 核农学通报 , ,
王琳清 我国植物突变育种的成就 原子能农业应用 , , 增刊
伍尚忠等 广东水稻品种对不同白叶枯病菌株的扰性反应 植物保护学报 , ,
丘运兰等 加速器重离子辐射对玉米的诱变效应 华南农业大学学报 , ,
左清凡等
·
加速器氛离子辐射对水稻诱发效应的初步研究 核农学报 , ,
杨垂绪 卯 ,
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