全 文 ：文章编号 :100028551 (2004) 042269203
太空诱变选育水稻核不育系的研究
郭光荣1 　程乐根2 　郭　峰1 　郑　森2
(11 湖南省原子能农业应用研究所 ,湖南 长沙　410125 ; 21 沅江市种子公司 ,湖南 沅江　413100)
摘 　要 :本项研究利用卫星搭载水稻核不育系培矮 64S 进行太空诱变 ,并将此与60 Coγ辐射处理
进行初步比较。研究中发现 ,在 M2 代太空处理的白化苗率远远高于60 Coγ处理的 ;而花粉不
育率两种处理的结果比较相近 ;株高和生育期方面的变异频率大致相当。从选育新型的核不
育系的目标出发 ,系统地分析了异交率提高的幅度及异交率提高的遗传原因 ,并对高异交率核
不育系生产应用中承担自然风险进行了初步评估。结果肯定了太空诱变的有效性和在育种中
的作用。
关键词 :太空诱变 ;水稻 ;核不育系
BREEDING OF THE NUCLEUS STERILE LINES OF RICE BY SPACE INDUCTION
GUO Guang2rong1 　CHENGLe2gen2 　GUO Feng1 　ZHENG Sen2
( Hunan Institute for Application of Atomic Energy in Agriculture , Changsha , Hunan , 410125 ;
Yuan Jiang Seed Company , Yuanjiang , Hunan , 413000)
Abstract : The nucleus sterile line Peiai 64S was boarded on satellite in order to breed mutants , 60 Coγ2ray
irradiation as a comparison treatment . The whitenessed seedling rate of M2 of the space treatment is much higher than
that of the 60 Coγ2ray treatment . There is no significant difference in variance frequency of the seedling height and
the bearing period of M2 between the treatments. The whitenessed seedling rate and the sterile pollen rate of M2 of
both treatments are higher than control . For the purpose of the nucleus sterile lines breeding , the possible scale of
increasing heterogamy rate ,the genetic reasons for the increased outcrossing rate are pointed out . The risk on the
application of the nucleus sterile lines with high outcrossing rate in production is also primarily evaluated. The results
show that space induction is an effective way for rice breeding.
Key words :space induction ; rice ; nucleus sterile line
收稿日期 :2004203216
作者简介 :郭光荣 (1946～) ,男 ,研究员 ,主要从事水稻辐射育种方面的研究。
我们曾在 1996 年将核不育系水稻培矮 64S 的干种子进行卫星搭载诱变试验 ,并对其遗传变异的表
现进行了较为详细的研究[1 ] 。本文报道多年对源于培矮 64S 的多种变异进行的选育研究 ,取得的进展 ,
以及获得的多个新核不育突变系。
1 　材料和方法
111 　材料
核不育系培矮 64S 的种子 ,由国家杂交水稻工程技术研究中心罗孝和先生提供。
112 　方法
962　核 农 学 报　2004 ,18 (4) :269～271Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
将培矮 64S 干种子一分为三 ,1 份进行卫星搭载 (1996 年 10 月 26 日发射 ,空间飞行 15d) ;1 份利用
本所钴源辐射处理 ,处理剂量为 300Gy ;1 份不进行任何处理 ,作为对照。
将处理过的种子及对照同期播种于本所试验基地。M1 的种子分处理混收 ,M2 代单本移栽 ,调查突
变频率和进行优良单株选择 ,并对太空处理和60 Coγ辐射处理的变异频率进行比较。M2 代选择优良变
异株时采用头季入选、割茬后再生繁殖收获种子的育种程序 ,之后各代选育方法与此基本相同 ,直到稳
定不分离 ,得到定型的核不育突变系。对核不育系进行了异交能力的鉴定。对高异交率性状的突变系
进行有关性状的相关及回归分析。制种风险的评估 ,用自然低温下的自交结实率表示。
2 　结果和分析
211 　M2 代白化苗变异和花粉育性变化
在 M2 代可育期间 ,调查了对照和处理秧苗期白化苗变异频率和抽穗期花粉育性表现。所得结果
是 ,对照培矮 64S 没有白化苗变异 , 60 Coγ和太空处理的分别为 415 %和 8131 % ,太空处理的显著多于
60 Coγ处理的 ;花粉不育率的表现分别为 2411 %、4715 %和 5113 %。综合分析 ,太空处理的白化苗变异和
花粉不育率均高于 300Gy 60 Co辐照处理的。本试验结果看来 ,太空处理和60 Coγ处理 ,对核不育系培矮
64S 具有相似的诱变作用 ,说明太空处理的诱变作用是明显存在的。
212 　M2 代主要性状突变频率的表现
表 1 　异交率构成性状的相关系数和通径分析
Table 1 　Analyse of coefficient and passroad for outcrossing rate characters
构成因素
factor
相关系数
coefficent
直接作用
direct affect
间接作用 indirect affect
通过 X1 pass X1 通过 X2 pass X2 通过 X3 pass X3 通过 X4 pass X4
柱头外露率 (X1)
stigma exsertion rate
016855 016075 011981 011294 011626
柱头长度 (X2)
stigma length
012916 010332 010108 010056 010046
柱头宽度 (X3)
stigma width
015543 014440 010946 010745 011071
颖张角 (X4)
glume open angle
011719 011024 010274 010141 010247
在抽穗期方面 ,60 Coγ射线和太空处理的早熟突变频率分别是 1114 %和 1172 % ;迟熟突变频率分别
为 1196 %和 2105 %。两种变异均以太空处理略高于60 Coγ射线处理的。
在株高方面 ,60 Coγ射线和太空处理的高秆的频率分别为 1111 %和 1127 % ;矮秆的变异频率分别是
1105 %和 1116 %。同抽穗期的变异情况相似 ,太空处理的均略高于60 Coγ辐射处理的。
213 　M2 代优良目标单株入选的表现
M2 代是变异的世代 ,也是选择的世代。选择的结果是 ,60 Coγ处理的优良单株入选率为 2173 % ,太
空处理的 2165 % ,两者表现大致相当。
214 　太空处理中获得的核不育突变系的表现
M3 代以后 ,按照对核不育系的要求 ,我们定向地从太空诱变中入选和培育了一批具有生产利用价
值的稳定不分离的核不育突变系 ,并对其进行了多方面的研究。
21411 　核不育突变系异交率获得提高 　模拟生产上杂交稻制种方式研究了选育的 3 个新型核不育系
FS25、FS216 和 FS2114 异交率。结果表明 ,3 个新的核不育突变系的异交率分别是 7116 %、6915 %和
6715 % ,较其对照培矮 64S 5411 %的异交率都高 ,增加幅度达 1314 %～1715 %。
21412 　高异交率的原因分析 　如表 1 所示 ,研究结果表明 :异交率 ( Y) 与柱头外露率 ( X1 ) 、柱头长度
(X2 ) 、柱头宽度 (X3 ) 、颖张角 (X4 )都呈正相关。进一步用通径分析表明 :X124对 Y的直接贡献是主要的。
072 核　农　学　报 18 卷
此外 ,相关分析和通径分析的结果指出 :柱头外露率、柱头宽度是两个关键性状。这两个性状均比原亲
本培矮 64S 有所改良和提高 ,因而导致了它们异交结实率提高。
对四个因素进行回归 ,得多元回归方程 :
Y = 1114847 + 519588 X1 + 016222 X2 + 8116933 X3 + 012748 X4
表 2 　同等生长条件下核不育突变系的风险
Table 2 　Risk of nucleus sterile line at same
growing condition
项目
item
突变系 mutation line 对照 CK
FS25 FS216 FS21141 培矮 64S
Peiai64S
可育花粉
fertile pollen rate ( %) 1414 1518 916 2013
自交结实率
seed setting rate ( %) 715 614 213 917　　其中 X1 和 X3 的作用与上述的分析结果具有一致性。21413 　生产应用中的风险性 　3 个新的核不育系 FS25、FS216、FS2114 ,抽穗期在 9128 -10110 日 ,其低温敏感期约在 9113 —18 日。相应同类型的对照 ,它的抽穗期和低温敏感期与此相似。其可育花粉和自交结实率均小于对照材料 (表 2) 。说明制种期间假若万一遇到不利低温 ,核不育突变系的风险会小于
对照不育系的风险。
3 　小结
以上研究表明 :太空诱变处理可以达到与60 Coγ辐射诱变的相似效果 ,通过选择可以获得较高的突
变频率 ,可以选择到符合育种目标的有利突变体 ,这一结果与国内同行的研究结果一致[2～4 ] 。
参考文献 :
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[ 4 ] 　王彩莲 ,陈秋万 ,慎玫 ,等. 几种新的诱变因素对水稻的诱变效应. 核农学报 ,2000 ,14 (5) :268～273
(上接第 322 页)
3 　小结
311 　根据航天育种示范品种在玻璃温室中的生长发育与产量表现 ,航天番茄 648 较适于现代温室栽
培 ,航天羊角椒 616 可用于现代温室栽培。
312 　本实验首次观察分析了现代温室中航天育种搭载材料第 1 代与其原始品种的生长发育及产量 ,从
初步结果来看 ,无论番茄还是辣椒 ,搭载材料第 1 代与原始品种的平均单株产量差异不显著。搭载材料
第 1 代较其原始品种株间表现有明显的分离 ,单果重与株间产量的变化幅度增加 ,说明具有进一步进行
选择的潜力。但所产生的差异是否能稳定遗传仍有待于进一步研究。
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