全 文 ：文章编号 :100028551 (2004) 032170204
水稻压致变异后代主要农艺性状的研究
陈钊明1 　翁克难2 　廖耀平1 　徐世平2 　何秀英1 　肖万生2
陈粤汉1 　律广才2 　程永盛1
(11 广东省农业科学院水稻研究所 ,广东 广州　510640 ; 21 中国科学院广州地球化学研究所 ,广东 广州　510640)
摘 　要 :用高压诱变法处理高收获指数型水稻品种粤香占 ,培育出变异材料粤压 1 号、2 号和 3
号。通过对其主要农艺性状比较研究发现 ,3 个变异材料与粤香占在生育期、株高、分蘖数、有
效穗数、穗部性状、外观米质、抗病性和抗寒性等方面存在明显差异 ,表明高压诱变可能成为一
种新的育种方法。
关键词 :水稻 ;高压诱变 ;遗传稳定性 ;农艺性状
MAIN AGRONOMIC TRAITS OF HIGH PRESSURE INDUCED RICE MUTANT LINES
CHEN Zhao2ming1 　WENG Ke2nan2 　LIAO Yao2ping1 　XU Shi2ping2 　HE Xiu2ying1
XIAO Wan2sheng2 　CHEN Yue2han1 　LU Guang2cai2 　CHENG Yong2sheng1
(1. Rice Research Institute , Guangdong Academy of Agriculture Sciences , Guangzhou , Guangdong , 510640 ;
2. Guangzhou Institute of Geochemstry , Chinese Academy of Sciences , Guangzhou , Guangdong , 510640)
Abstract :The generations of pressure induced rice mutant lines , Yueya No. 1 , Yueya No. 2 , and Yueya No. 3 were
bred from Yuexiangzhan ,a new rice variety with high harvest index ,and the agronomic traits were compared between
the generations and Yuexiangzhan. Results showed obvious differences between the generations and Yuexiangzhan in
duration , plant height , tillering number , effective panicle number , filled grain rate , grain quality , resistance to
diseases and coldness. It indicated that the technique of high pressure inducing variation may be a new method for
plant breeding.
Key words :rice ; pressure induced ; genetic stability ; agronomic trait
收稿日期 :2003203227
基金项目 :国家自然科学基金 (30070426)和广东省自然科学基金 (990981)资助项目
作者简介 :陈钊明 (1956～) ,男 ,研究员 ,从事水稻育种研究。
从水稻育种发展史来看 ,新材料或新方法的成功利用往往会导致水稻育种的新突破 ,随之也开辟出
一个育种研究的新领域。如利用化学诱变育种、辐射诱变育种、太空诱变育种等已培育出一些品种和材
料 ,在生产和育种上发挥了很大作用。1998 年中国科学院广州地球化学研究所的研究人员提出 ,高压
诱导有可能导致水稻产生遗传变异而培育新的良种。在这一学术观点的引导下 ,我们开展了“水稻性状
的压致变异和高压育种新方法研究”的合作科研项目。几年来 ,经多次不同压力和介质条件处理的水稻
种子 ,在发芽率、成苗率、秧苗素质、生长势和株高等方面已出现明显变异[1 ,2 ] 。本文主要对水稻高压变
异后代农艺性状的遗传稳定性进行研究。
1 　材料与方法
试验材料为高收获指数型优质籼稻品种粤香占[3 ] ,加压诱变的压力值为 75MPa ,其加压诱变后代粤
压 1 号、2 号和 3 号。
071　 核 农 学 报　2004 ,18 (3) :170～173Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
试验分别于 2000 年晚季、2001 年早季在广东省农业科学院水稻研究所进行。随机区组排列 ,3 次
重复 ,小区面积 9117m2 ,单苗植。试验期间对各供试材料的生育期、株高、分蘖数等连续观察和测量。
收获后进行考种与测产 ,调查有效穗数、穗长、总粒数、实粒数和结实率等主要农艺性状。2001 年早季
变异材料粤压 1 号参加本研究所的品种比较试验 ,田间试验采用随机区组排列 ,3 次重复 ,每小区面积
为 13134m2 ,插植规格为 16167cm ×21100cm。栽培管理方法按本地常规进行。
2 　结果与分析
211 　株高、分蘖各生育期变化动态比较
图 1 和图 2 分别为粤香占及各变异材料的株高和分蘖消长动态。从图 1 株高的变化动态可以看
出 ,在分蘖初期 ,粤香占和各变异材料的株高相差不大 ,只是到了分蘖盛期 (5 月 10 日) 以后 ,各变异材
料的株高才开始加快长高 ,与对照种粤香占拉大差距。到了收获期 (7 月 16 日) ,粤压 1 号比粤香占长高
了 8132 % ,粤压 2 号和 3 号分别比对照长高了 21143 %和 26112 %。3 个变异材料的株高与对照的差异
均达极显著值。从图 2 分蘖的消长动态可见 ,分蘖初期粤压 2 号的分蘖数最少 ,为 315 个 ,粤压 3 号最
多 ,为 511 个。粤压 1 号和粤香占的分蘖数大致相同。孕穗期为各参试材料的分蘖最多时期。从收获
的有效穗数可见 ,有效穗数从高至低依次为 :粤香占、粤压 1 号、2 号、3 号。成穗率从高至低分别为 :粤
香占 (71121 %) 、粤压 2 号 (70100 %) 、粤压 1 号 (61176 %) 、粤压 3 号 (54103 %) 。
图 1 　高压诱变材料植株高度的生长动态
Fig. 1 　Growth change of plant height of high
pressure induced rice mutant lines
图 2 　高压诱变材料的分蘖消长
Fig. 2 　Tilling change of high pressure induced
mutant lines
表 1 　主要农艺性状 (2001 年 早季)
Table 1 　Main agronomic traits (early season 2001)
农艺性状
agronomic trait
粤香占
Yuexiangzhan
粤压 1 号
Yueya No. 1
粤压 2 号
Yueya No. 2
粤压 3 号
Yueya No. 3
全生育期 duration (d) 122 126 127 129
株高 plant height (cm) 9318 10116 11319 11813
有效穗Π株 effective panicle per plant 914 814 710 617
穗长 length of panicle (cm) 2110 2116 2215 2216
总粒数Π株 total grains per plant 279013 223114 269811 280518
实粒数Π株 filled grains per plant 217512 165210 149213 174314
空粒数Π株 unfertilized grains per plant 56619 54310 108418 98514
秕粒数Π株 unfilled grains per plant 4812 3614 12113 7719
结实率 filled rate ( %) 7810 7411 5513 6211
空粒率 unfertilized rate ( %) 2013 2413 4012 3511
秕粒率 unfilled rate ( %) 116 116 415 218
千粒重 10002grain weight (g) 1812 1818 2119 1713
171　3 期 水稻压致变异后代主要农艺性状的研究
212 　主要农艺性状
由表 1 可见 ,各材料的生育期存在差异 :粤香占为 122 天 ,粤压 1、2、3 号分别为 126、127、129d。每株
总粒数粤压 3 号 > 粤香占 > 粤压 2 号 > 粤压 1 号 ;每株实粒数顺序为粤香占 > 粤压 3 号 > 粤压 1 号 >
粤压 2 号 ;结实率从高至低依次为 :粤香占 > 粤压 1 号 > 粤压 3 号 > 粤压 2 号 ;千粒重除粤压 2 号近 22g
外 ,粤压 1 号和 3 号分别为 1718 和 1713g ,均小于对照粤香占 (1812g) 。穗长的变化从短至长依次为粤香
占、粤压 1、2 和 3 号。
213 　产量和米质
表 2 为比较试验产量结果 ;表 3 为米质分析结果。粤压 1 号平均产量为 393134kgΠ667m2 ,比对照种
粤香占减产 2315kgΠm2 ,减产不达显著值。而在米质方面 ,粤压 1 号的外观米质比粤香占要好 ,粒型长宽
比达 311 ,略大于对照的 219 ;垩白度为 211 % ,小于粤香占的 513 %。其他指标差异不大。
表 2 　小区产量
Table 2 　Plot yield (kg)
材料
material
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 合计
total
平均
average
产量
yield (kgΠ667m2)
粤香占 (CK) Yuexiangzhan 8183 8158 7160 25101 813367 416184
粤压 1 号 Yueya No. 1 7190 7150 8120 23160 718667 393134
表 3 　米质分析结果
Table 3 　Grain quality analysis
材料
material
出糙率
brown rice
rate ( %)
整精米率
head rice rate
( %)
垩白粒率
chalky rice
rate ( %)
垩白度
chalkiness
( %)
粒长
grain length
(mm)
粒宽
grain width
(mm)
粒型
grain type
直链淀粉
amylose
content ( %)
胶稠度
gel
consistency
粤香占 (CK)
Yuexiangzhan
8115 5817 13 513 610 211 219 2510 40
粤压 1 号
Yueya No. 1
8115 5915 11 211 616 211 311 2516 37
214 　抗寒性和抗病性
2000 年 10 月 13～15 日 ,北方来了一次“寒露风”,据广州气象台记录 :日平均气温分别为 2212 ℃、
1716 ℃和 1916 ℃,已达到对晚稻危害的标准。表 4 为低温冷害后各变异材料和对照的寒害情况。从表
中可以看出 ,4 个参试材料中 ,粤香占结实率最高 (62160 %) ,空粒率最低 (3114 %) 。结实率从高至低依
次为粤香占、粤压 3 号、粤压 1 号和粤压 2 号。冷害发生后 ,品种的结实率愈高 ,表示其抗寒愈强。参试
材料的结实率的高低可反映出它们的抗寒性的强弱。
表 5 为粤香占和各变异材料的抗病鉴定结果。从广东省农科院植保所的鉴定结果可见 ,粤压 1 号
和 2 号对稻瘟病和白叶枯病均为感病至高度感病 ,而对照种粤香占对这两种病均表现为中等程度抗病 ,
粤压 3 号对穗颈瘟为中抗 ,对叶瘟和白叶枯病的抗性均比粤香占差。
表 4 　“寒露风”后各材料的结实情况( 2000 年 ,晚季 ,盆栽)
Table 4 　Filling of mutant lines after“cold dews wind”(late season ,2000 ,pot experiment)
农艺性状
agronomic trait
粤香占
Yuexiangzhan
粤压 1 号
Yueya No. 1
粤压 2 号
Yueya No. 2
粤压 3 号
Yueya No. 3
总粒数Π株 total grains per plant 156015 158410 156113 137310
实粒数Π株 filled grains per plant 97619 59513 44618 59210
空粒数Π株 unfertilized grains per plant 49015 79313 101215 4311
秕粒数Π株 unfilled grains per plant 9314 16110 10210 10510
结实率 filled grain rate ( %) 6216 3716 28162 4311
空粒率 unfertilized grain rate ( %) 3114 5011 64185 4913
秕粒率 unfilled grain rate ( %) 610 1012 6153 716
千粒重 10002grain weight (g) 1815 1916 2218 1816
271 核　农　学　报 18 卷
表 5 　粤香占和各变异材料的抗病鉴定结果
Table 5 　Resistance of Yuexiangzhan and mutant lines
材料
materials
稻瘟病抗性 (级) resistant grade for rice blast
叶瘟 leaf blast 穗颈瘟 neck blast
白叶枯病抗性 (级)
resistant grade for bacterial blight (grade)
粤压 1 号 Yueya No. 1 7 9 7
粤压 2 号 Yueya No. 2 7 9 9
粤压 3 号 Yueya No. 3 5 3 7
粤香占 Yuexiangzhan 3 3 3
注 :病级划分 :1 级高抗 ,3 级中抗 ,5 级中感 ,7 级感 ,9 级高感。
Note :Resistant grade : 1 :high resistant , 3 :middle resistant , 5 :little susceptible , 7 :susceptible , 9 :mass susceptible.
3 　讨论与小结
311 　从分蘖开始至形成有效穗数 ,粤香占的有效穗最多、成穗率最高、无效分蘖最少、养分利用率最高 ,
而几个变异株为粤压 2 号 > 粤压 1 号 > 粤压 3 号。
312 　变异株的株高均比粤香占高 ,且株高增高达差异极显著。在生产上水稻植株过高的品种遇风易倒
伏 ,灌浆充实后穗部稍重也易倒伏。倒伏的水稻产量比不倒伏的产量至少损失 1Π3。
313 　外观米质除粤压 2 号粒型偏大、米质略差外 ,粤压 1 号和 3 号均比对照好 ,这是粤压 1 号和 3 号唯
一比粤香占的优胜之处。
314 　粤香占的有效穗数、每穗实粒数均大于粤压 1 号、2 号和 3 号。可知这 3 个变异材料的丰产性均比
不上粤香占。
315 　从“寒露风”过后的结实率、稻瘟病和白叶枯鉴定结果可见 ,粤香占的抗寒性均强于 3 个变异材料。
从以上 5 个方面的比较可见 ,变异株主要农艺性状与原种粤香占有较大的差异。有的变异株可成
为苗头品种 ,如粤压 1 号 ,有的变异株可作为优质种质资源作为亲本加以利用。作为一种新的物理诱变
育种技术 ,与辐射诱变、化学诱变及空间诱变技术相比较 ,高压诱变具有诱变时间短、易操作、低成本、变
异株稳定快、无污染等优点 ,因而具有广阔的应用前景。
参考文献 :
[ 1 ] 　徐世平 ,廖耀平 ,肖万生 ,等. 高压对水稻生长发育的影响. 高压物理学报 ,1999 ,13 (增刊) :58～63
[ 2 ] 　徐世平 ,廖耀平 ,等. 高压物理学报 ,2001 ,15 (4) :241～274
[ 3 ] 　陈钊明 ,廖耀平 ,陈顺佳 ,等. 高手或指数型优质籼稻新品种粤香占. 中国水稻科学 ,1999 ,13 (1) :61
371Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2004 ,18 (3) :170～173