全 文 ：Vol. 30 , No. 6
pp. 589～592 　June , 2004
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 30 卷 第 6 期
2004 年 6 月 　589～592 页
应用群体改良技术选育水稻温敏核不育系的研究
武小金　袁隆平 Ξ
(湖南杂交水稻研究中心 ,湖南长沙 410125)
摘 　要 　应用随机多交加混合选择的方法 ,不仅可以改良单个性状柱头外露率 ,而且可以改良配合力、品质、抗性等综合
性状。从用 N8S、怀早 4 号、香 2B 和早优 1 号构建的两次随机多交加混合选择的群体中选育出一个柱头外露率高、配合
力、品质和抗性都较对照 V20A 有明显改善的实用温敏核不育系准 S。准 S 柱头外露率达 7816 % ,比对照 V20A 高
7214 %。用准 S与 R402、明恢 77 和明恢 63 配组育成的两系杂交稻新组合比V20A 的对应组合增产 318 %～518 % ,垩白度
小 8211 %～8414 %。
关键词 　水稻 ;温敏核不育 ;柱头外露率 ;产量 ;抗性 ;品质
中图分类号 : S511
Develop Thermo2sensitive Genic Male Sterile ( TGMS) Rice Line by Means of Popu2
lation Improvement
WU Xiao2Jin , YUAN Long2Ping
( Hunan Hybrid Rice Research Center , Hunan 410125 , Changsha , China)
Abstract 　TGMS line is the key for breeding two2line system hybrid rice1 Population improvement , or random polycross
plus mass selection was adopted in this study , using N8S , Huaizao 4 , Xiang 2B and Zaoyou1 as parents1 It was concluded
that population improvement could help comprehensively improve the important characters like combining ability , grain
quality , resistance , stigma exsertion etc1 Especially an elite TGMS line —Zhun S had been developed and performed very
well1 The stigma exsertion rate of Zhun S was 7816 % , 7214 % higher than that of V20A1 Hybrids crossing Zhun S with
R402 , Ming hui 77 and Ming hui 63 yielded 318 % - 518 % higher and decreased chalkiness by 8211 % - 8414 % than
those crossing V20A with the corresponding R lines1
Key words 　Oryza sativa L1 ; Thermo2sensitive genic male sterility ; Stigma exsertion rate ; Yield ; Quality ; Resistance
　　实用水稻温敏核不育系除要求配合力强、品质
优良、抗性好外 ,还要求不育起点温度低 ,异交习性
好。柱头外露率是影响不育系异交习性的重要性
状 ,在前面的研究基础上[1 ] ,我们从二次随机多交后
的混合选择群体中 ,选育出了一个实用温敏核不育
系准 S。该不育系不育起点温度低 ,配合力强 ,抗白
叶枯病 ,所配组合的品质明显好于对照 V20A 的相
应组合。
1 　材料与方法
111 　材料
　　N8S、怀早 4 号、香 2B、早优 1 号均属长江流域
早籼类型 ,N8S的温敏核不育基因供体为安农S21[1 ]。 112 　方法11211 　选育过程　　用 N8S作遗传工具 ,分别与怀早 4 号、香 2B、早优 1 号杂交 ,构建混合选择群体(S1) ,一次随机多交以后的混合选择群体 C1S1 和二次随机多交后的混合选择群体 C2S1。1994 年夏季开始 ,分别从 S1、C1S1 和 C2S1 选综合性状优良 ,柱头外露率高的不育株进行系谱选育。1995 年秋在湖南长沙从 S1、C1S1 和 C2S1 的后代中各选择性状整齐一致的不育株系 20 个 ,1996 年春和 1997 年夏分别在海南三亚和湖南长沙种植 ,对比法排列 ,用 V20A作对照 ,每隔 20 个株系排一个对照 ,每个株系插 40株 ,抽穗后考查柱头外露率。同时 ,1997 年春在三亚分别与测验种明恢 63、明恢 77 和 R402 测交 ,每个Ξ基金项目 :国家 863 计划资助 (8632101201 ,BH201201201) 。
作者简介 :武小金 (1962 - ) ,男 ,博士 ,研究员。E2mail :wuxiaojin32 @hotmail1com
Received(收稿日期) :2003201214 ,Accepted(接受日期) :20032062271

组合于 1997 年夏秋在长沙分别插 50 株 ,用相应的
V20A 所配组合作对照 (每隔 20 个组合插一个对
照) 。密度为 1617 cm ×2010 cm ,管理与一般大田相
同 ,成熟时取中间 24 株测产。在后代中选择一般配
合力强 ,株叶形态优良和柱头外露率高的不育系 ,用
V20A 的对应组合作对照。
11212 　产量数据分析 　　按对比法试验方法进行。
11213 　米质分析 　　按常规方法进行。
11214 　抗性鉴定 　　采用自然条件诱发鉴定 (穗瘟
和白叶枯病)和自然鉴定 (二化螟) 。
2 　结果与分析
211 　不同群体改良法后代株系的柱头外露率表现
　　从表 1 可以看出 ,就平均柱头外露率而言 ,C1S1
后代中不育株系虽然在数值上高于 S1 后代株系 ,但
未达显著水平 ;C2S1 后代株系虽然高于 C1S1 后代株
系 ,但也未达显著水平 ,只有 C2S1 和 S1 后代中的不
育株系的柱头外露率差异达到了显著水平。究其原
因可能是 ,在系谱选择中 ,除了针对柱头外露率外 ,
更重要的是针对综合性状 ,故同一群体后代中各株
系的柱头外露率相差较大。就最高柱头外露率而
言 ,C2S1 后代中柱头外露率最高的株系达 8017 % ,
明显高于 C1S1 和 S1 后代中柱头外露率最高的株系 ,
说明随机多交加混合选择对改良不育系柱头外露率
确有效果。
212 　不同群体改良方法后代株系配组的产量表现
从表 2 可以看出 ,无论是杂种的平均产量还是
最高产量 ,都表现出 C2S1 组合 > C1S1 组合 > S1 组
合。就平均产量而言 ,C2S1 的组合比 C1S1 的组合高
4185 %～10114 % ,比 S1 组合高 10109 %～13111 % ,
比 V20A 组合高 011 %～1195 % ;就产量最高的组合
而言 ,C2S1 的组合比 C1S1 高 2184 %～6115 % ,比 S1
的组合高 5154 %～10117 % ,比 V20A 高 4146 %～
5155 %。S1 的组合没有比对照 V20A 组合增产 ,说
明随机多交加混合选择对于综合亲本的有利性状 ,
改良不育系的配合力也有显著效果。
表 1 不同群体改良方法的后代柱头外露率表现
Table 1 Stigma exsertion performance of lines from different population improvement methods
年份 ,地点
Year ,location
平均柱头外露率
Percentage of average stigma
exsertion( %)
最高柱头外露率
Percentage of highest stigma
exsertion( %)
S1 C1S1 C2S1 S1 C1S1 C2S1
V20A N8S
怀早 4 号
Huaizao 4
香 2B
Xiang 2B
早优 1 号
Zaoyou 1
1996 ,三亚 Sanya 6217 a 6412 ab 6715 b 7013 7618 8017 5012 5113 1017 1916 4115
1997 ,长沙 Changsha 6019 a 6314 ab 6711 b 6813 7512 8011 4516 4613 815 1912 3817
表 2 不同群体改良方法的后代株系的杂种产量表现 ( 1997 ,长沙)
Table 2 Yield performance of hybrids crossing 3 testers with lines from different population improvement methods (1997 ,Changsha)
父本
Male
母本 Female
平均值
Average (kg/ m2)
S1 C1S1 C2S1
最高产量
Highest (kg/ m2)
S1 C1S1 C2S1
V20A 组合
Hybrids of V20A
(kg/ m2)
R402 01813 a 01842 ab 01895 b 01846 01878 01932 01883
明恢 77 Minghui 77 01804 a 01845 ab 01886 b 01849 01882 01927 01885
明恢 63 Minghui 63 01963 a 01996 ab 11097 b 11065 11093 11124 11076
213 　不同群体改良方法后代株系的垩白度表现
从表 3 可以看出 ,无论是平均垩白度还是最小
垩白度 ,都表现出 C2S1 的组合 < C1S1 的组合 < S1 的
组合 < 对照。C2S1 组合的平均垩白度比 C1S1 组合
小 10149 %～16128 % ,比 S1 小 18154 %～35140 % ,比
V20A 的组合小 49183 %～69175 % ,C1S1 组合的垩白
度比 S1 小 8199 %～23101 % ,说明随机多交加混合
选择的群体改良方法对于改良不育系垩白度的配合
力很有效果。
214 　不同改良群体中兼顾高柱头外露率、高配合力
和小垩白度的不育系选择
　　以柱头外露率 ≥75 % ,至少一个组合比对照
V20A 的对应组合的增产幅度 ≥5 %和至少一个组合
的垩白度 ≤5 %作指标 ,只有 C2S1 后代不育株系中
编号 43 的株系达到了要求。该株系柱头外露率为
7816 % ,与 R402 配组 ,比对照 V402 增产 518 % ,垩白
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度 415 % ,与明恢 77 配组比对照 V77 增产 412 % ,垩
白度 418 % ;与明恢 63 配组 ,比对照V 63 增产 318 % , 垩白度 412 %。1997 年秋将该株系定名为准 S。
表 3 不同群体改良方法后代株系的杂种的垩白度表现 ( 1997 , 长沙)
Table 3 Chalkiness performance of hybrids crossing 3 testers with lines from different population improvement methods(1997 ,Changsha)
父　本
Male
母 本 Female
平均
Average ( %)
S1 C1S1 C2S1
最小
Minimum( %)
S1 C1S1 C2S1
V20A 组合
Hybrids of V20A
( %)
R402 1718 1612 1415 716 614 413 2819
明恢 77 Minghui 77 1012 816 712 619 516 418 2314
明恢 63 Minghui 63 1113 817 713 616 517 412 2318
215 　准 S 的抗性和配组表现
1997 年到 2001 年 ,将准 S 在病区鉴定 ,结果表
明准 S 抗白叶枯病 (3 级) ,对照 V20A 感白叶枯病 (8
级) 。用准 S 与近 300 个亲本配组 ,筛选强优组合 ,
发现准 S 对四川农业大学育成的恢复系 R527 表现
出很强的特殊配合力 ,准两优 527 比对照 V 优 527
增产 1114 %～1719 % ,比对照汕优 63 增产 1017 %～
1815 %(表 4) ,生育期与两个对照相同。该组合不
仅产量极显著地高于两个对照 ,而且品质和抗性也
好于两个对照 (表 5) 。2001 年在湖南省辰溪县稻瘟
病重发区自然诱发鉴定 ,准两优 527 抗稻瘟病 ,而对
照汕优 63 感稻瘟病 ;在湖南省安仁县白叶枯病区自
然诱发鉴定 ,准两优 527 中抗白叶枯病 ,而对照汕优
63 感白叶枯病 ;2001 年长沙地区二化螟发生较为严
重 ,3 次重复的抽样调查结果表明 ,准两优 527 的二
化螟抗性极显著优于两个对照。品质分析结果显
示 ,加工和外观品质明显好于对照 ,但直链淀粉含量
与两个对照相当。2001 年和 2002 年在中稻区示范 ,
农民普遍反映该组合不仅产量高 ,而且食味好。
表 4 准两优 527 的产量表现(长沙)
Table 4 Yield performance of Zhunliangyou 527 (Changsha)
年份
Year
产　量
Yield (t/ hm2)
比对照增产幅度
Yield advantage ( %)
准两优 527 V527 汕优 63 V527 汕优 63
Zhunliangyou 527 Shanyou 63 Shanyou 63
2000 10109 8177 8151 1511 1815
2001 9187 8186 8192 1114 1017
2002 9196 8145 8183 1719 1218
表 5 准两优 527 的抗性与品质表现
Table 5 Resistance and quality performance of Zhunliangyou 527 (2001)
组　合
Combination
穗瘟 (级) (1)
Blast (grade)
白叶枯 (2) (级)
Bacterial leaf
blight (grade)
二化螟危害穗数 (3)
Percentage of panicles
damaged by stem borer ( %)
整精米率 (4)
Head milled rice
( %)
垩白度 (4)
Chalkiness
( %)
直链淀粉含量 (4)
Amylose content
( %)
准两优 527 　Zh527 2 5 316 % Aa 5813 % 714 % 2319
V527 2 2817 % Bb 4711 % 2816 % 2218
汕优 63 　Shanyou63 5 7 2719 % Bb 4914 % 2115 % 2313
　　注 : (1)湖南辰溪病区鉴定结果 ; (2)湖南安仁县病区鉴定结果 ; (3) 湖南长沙 3 次重复的自然鉴定结果 ; (4) 2001 年湖南长沙一季中稻样品。
Notes : (1) Induced result at Chenxi , Hunan ; (2) Induced result at Anren , Hunan ; (3) Natural result with 3 replications in Changsha , Hunan ; (4) Sample of
single season in Changsha , Hunan in 20011
3 　讨论
从“选择 —互交 —选择”这一过程来看 ,随机多
交加混合选择与轮回选择很相似。轮回选择最早在
异花授粉作物育种上应用。鉴于轮回选择在改良异
花授粉作物、特别是玉米效果显著 ,一些育种学家将
该方法引入自花授粉作物 ,也取得了一定的效果 ,但
杂交工作量很大。因此 ,不少育种学家建议用核雄
195　6 期 武小金等 :应用群体改良技术选育水稻温敏核不育系的研究 　　　

性不育材料作为轮回选择的工具 ,并在大豆、小麦等
作物上得到了应用[1 ] 。太谷核不育小麦发现以后 ,
我国不少育种学家提出了利用太谷核不育小麦进行
轮回选择的设想和方案 ,并在改良小麦抗性特别是
抗赤霉病以及改良农艺性状等方面取得了一些进
展[1 ] 。Khush (1984)也建议过用水稻核不育材料进
行轮回选择育种[1 ] 。我国发现水稻光、温敏核不育
系以后 ,靳德明、李泽炳建议利用水稻光、温敏核不
育特性进行轮回选择育种 ,提出了一个称为“联合选
择体系”的轮回选择方案[1 ] 。但应用水稻核不育材
料或光、温敏核不育材料进行轮回选择育种实践的
报道很少。本研究应用隐性温敏核不育基因作工
具 ,采用混合选择与随机多交相结合的办法 ,在可育
的条件下进行混合选择 ,在不育的条件下进行随机
多交 ,初步探索了改良水稻不育系柱头外露率 ,取得
了一定的效果。从某种意义上说 ,该方法是对轮回
选择的发展 ,是适应于水稻等自花授粉作物的轮回
选择育种方法 ,它与轮回选择的核心内容“选择 —互
交 —选择”是相通的。
在选择上本研究在兼顾综合性状基础上 ,主攻
单一性状。过去轮回选择有些是针对单一性状[2 ] ,
不过这常导致其他性状变劣[3 ] 。作者认为应该根据
育种目标 ,确定针对单一性状 ,还是主要针对单一性
状的 ,兼顾综合性状。如果是为了创造一个优异的
单一性状种质资源 ,则可以针对单一性状。组建基
础群体时应该选择该单一性状优异 ,而且血缘不同
的亲本。如果是为了育成一个单一性状有明显改
善 ,而且可以在生产上直接应用的品种、不育系或恢
复系 ,则应该兼顾综合性状 ,组成基础群体时一定要
以配合力好、适应性强、农艺性状优良作为选配亲本
的原则。本研究在改良水稻不育系柱头外露率时 ,
就兼顾了综合性状 ,在随机多交两次的群体中选择
到了一个很有发展前途的不育系准 S。该不育系除
对 R527 具有很高的特殊配合力外 ,对一些华南的品
种也具有很好的特殊配合力 ,有些组合正在进行生
态鉴定试验。
References
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