雷 斌,熊躍東,王 悅,明興權,唐文幫,
(1. 湖南農業(yè)大學農學院,湖南 長沙 410128;2. 湖南希望種業(yè)科技股份有限公司,湖南 長沙 410016)
水稻兩用核不育系望S農藝性狀分析
雷 斌1,熊躍東2,王 悅1,明興權1,唐文幫1,2
(1. 湖南農業(yè)大學農學院,湖南 長沙 410128;2. 湖南希望種業(yè)科技股份有限公司,湖南 長沙 410016)
為了探明新鑒定的水稻兩用核不育系望S的農藝性狀,試驗對望S及對照C815S的生育特性、株葉形態(tài)及穗粒性狀等農藝性狀進行了田間觀察比較及相關性分析。結果表明,望S屬于中稻遲熟類型不育系,感溫性較強,生育期較長,出葉速度較快,分蘗能力較強,劍葉短、直、窄,地上部節(jié)間較短,有效穗數(shù)較多,每穗總粒數(shù)和著粒密度偏小,具有理想的株葉形態(tài)及穗粒性狀,群體性狀穩(wěn)定。
水稻;兩用核不育系;農藝性狀
兩系法雜交水稻由于配組自由、沒有細胞質負效應等特點,已經在生產上顯示出廣闊的推廣應用前景,湖南、安徽、湖北等省兩系雜交稻種植面積已經超過三系雜交稻。理想的株葉形態(tài)對于水稻兩用核不育系的選育和利用至關重要,馮瑞光[1]等研究表明雜種性狀主要受親本一般配合力的作用,用親本的一般配合力可預測雜種優(yōu)勢;馬洪文等[2]認為株高、穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重以加性效應為主,穗數(shù)和單株產量以顯性效應為主;齊紹武等[3]研究認為秈型兩系雜交稻組合的主要農藝性狀一般配合力效應比組合特殊配合力效應起著更為重要的作用。望S是湖南希望種業(yè)科技股份有限公司選育的兩系不育系,本試驗通過對新選育的望S及對照C815S的生育特性、形態(tài)特征、分蘗、葉齡及穗部性狀等農藝性狀進行研究,以期為選育的兩用核不育系望S的配組及組合大面積生產應用提供理論依據。
1.1 試驗材料
水稻兩用核不育系望S和對照C815S(CK),均由湖南希望種業(yè)科技股份有限公司和湖南農業(yè)大學水稻科學研究所提供。
1.2 試驗方法
試驗于2013年在湖南農業(yè)大學水稻科學研究所和湖南希望種業(yè)科技股份有限公司實驗農場進行。將望S和C815S于2013年5月25日、6月5日分兩期播種,4葉一心時移栽,單本種植,插植規(guī)格為13 cm×20 cm,每個材料分別插10行,每行10株。按常規(guī)田間管理方法管理。
1.2.1生育期記載記載望S和C815S的播種日期、移栽期、始穗期(抽穗10%)、齊穗期(抽穗80%),計算其播始歷期。
1.2.2葉齡與分蘗記載在秧苗移栽前,用紅色記號筆標記第4葉,各材料隨機標記10株,每隔4 d記載一次主莖葉齡,至劍葉完全抽出為止;分蘗開始時,每隔4 d調查1次分蘗數(shù),直到其停止分蘗為止。
1.2.3上三葉及節(jié)間形態(tài)特征齊穗且終花后,隨機連續(xù)選取生長正常的單株5株,用米尺測量劍葉、倒二葉、倒三葉的長和寬;株高、穗頸節(jié)、倒二節(jié)、倒三節(jié)的長度;選取生長正常的20個單株,用量角器測量每株主莖劍葉張開角度。
1.2.4穗部性狀齊穗后20 d,隨機選取具有代表性的單株5株,考查穗長、有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、著粒密度等。
1.3 數(shù)據處理方法
使用Microsoft Excel 2003和DPS數(shù)據處理系統(tǒng)分別進行統(tǒng)計分析和數(shù)據處理。
2.1 生育期
由望S的生育期的記載結果(見表1)可知,同在5月25日播種的望S和CK的播始歷期分別為85 d和80 d,在6月5日播種的播始歷期分別為834 d和78 d。在6月5日播種的望S的播始歷期最短,并且望S的兩次重復的平均播始歷期長于CK的平均播始歷期。通過重復對照發(fā)現(xiàn),不同播期對播始歷期有一定的影響,隨著播期推遲播始歷期變短,另外分析供試品種的播始歷期表明,望S及對照C815S屬于中稻不育系,感溫性較強。
表1 望S和C815S播始歷期
2.2 葉齡及分蘗
由表2葉齡數(shù)據可知,望S與對照C815S的主莖葉片生長情況均呈先慢再快后慢的趨勢,在秧苗返青前后主莖葉片生長緩慢,進入分蘗期速度加快,最后在孕穗拔節(jié)期逐漸變緩最后停止出葉。望S兩次重復的主莖總葉片數(shù)為14.8和14.7片,葉均比對照多0.8片,出葉速度相對來說要較對照快,出葉時間短。兩個供試材料之間的出葉速度和總葉片數(shù)存在差異,而產生這種差異的原因主要是品種具有的遺傳特性,其次,環(huán)境因素如光照、有效積溫等也會對其產生一定影響。
由表2分蘗數(shù)據可知,望S與CK之間的分蘗增長速度和分蘗數(shù)存在明顯差異,望S的分蘗數(shù)分別為15.3個和15.0個,均高于對照的分蘗數(shù)14.9個和14.5個,平均分蘗數(shù)高于對照。觀察相同播期同一記載時間的分蘗數(shù),望S的大多數(shù)分蘗數(shù)都高于對照,分蘗速度快。兩種供試材料的分蘗增長速度呈現(xiàn)慢—快—慢的趨勢,相對來說望S的分蘗數(shù)多且速度快是分蘗能力強的表現(xiàn),有利于后期形成較多的有效穗數(shù),從而促進產量的增加。
表2 望S和C815S主莖葉片生長及分蘗情況
2.3 形態(tài)特征
2.3.1上三葉形態(tài)特征由表3可知,供試材料望S的平均劍葉張開角度為12.1°,比對照C815S的16.2度小4.1°;播期不同的材料的劍葉張開角度也有差異。所有材料的上三葉的長度大小有共同特點為:倒二葉>倒三葉>劍葉;上三葉的寬度大小也有共同特點為:劍葉>倒二葉>倒三葉;望S上三葉的長度均比對照短,望S劍葉長度的兩期均數(shù)為38.0 cm相比CK的43.5 cm要短5.5 cm,望S倒二葉長度的兩期均數(shù)為45.8 cm相比CK的56.0 cm短10.2 cm,望S倒三葉長度的兩期均數(shù)為41.8 cm,比CK的50.5 cm短8.7 cm;望S上三葉的寬度也均比對照短。
不育系望S上三葉的主要形態(tài)特征與對照相比主要體現(xiàn)在:劍葉張開角度小,劍葉具有短、窄、挺直等特點。高產理想株形的水稻株形要求上三葉較短、厚、挺直,望S的上三葉的特性均比CK的要優(yōu)秀,基本符合高產水稻不育系株形要求。
2.3.2地上部節(jié)間形態(tài)特征由表4可知,望S在兩個播期中的平均株高為69.3 cm,較CK的84.6 cm矮15.3 cm,有利于植株抗倒伏;望S的平均穗頸節(jié)長為16.5 cm,比CK的19.0 cm短2.5 cm;望S的平均倒二節(jié)長為13.1 cm,也比CK的14.2 cm短1.1 cm;望S的平均倒三節(jié)長為9.0 cm,比CK的10.8 cm短1.8 cm??偟膩碚f,望S的地上部莖的形態(tài)特征表現(xiàn)為:稻株矮,穗頸節(jié)、倒二節(jié)、倒三節(jié)的節(jié)間都較短。
表3 望S和C815S上三葉形態(tài)特征
表4 望S和C815S地上部莖形態(tài)特征 (cm)
2.4 穗部性狀
從望S與對照CK的穗部性狀的比較結果(表5)可以看出,望S(A1)的分蘗數(shù)15.3個,望(A2)的分蘗數(shù)為15.0個,均比CK的分蘗數(shù)高;所形成的有效穗數(shù)相比較,望S形成的有效穗數(shù)為12.8穗和12.5穗,均比CK多;望S的平均穗長比CK的長1.2 cm;而每穗總粒數(shù)相比,望S的比CK的少39.7和 37.1粒,導致望S的著粒密度也比CK小。
總的來說,望S的分蘗力較強,平均每株形成的有效穗數(shù)為12.7穗,平均穗長為25.2 cm,平均每穗總粒數(shù)為139.2粒,平均著粒密度為5.6粒/cm,望S除了每穗總粒數(shù)和著粒密度較對照低外,其他穗部性狀都表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。
表5 望S和C815S穗部性狀
2.5 各農藝性狀之間的相關分析
從望S與對照品種各農藝性狀間的相關分析結果(表6)可以看出,主莖總葉片數(shù)與株高呈極顯著相關,與劍葉張開角度、劍葉長、每穗總粒數(shù)和著粒密度均呈顯著相關;株高與劍葉張開角度、每穗總粒數(shù)和著粒密度呈極顯著相關,與有效穗數(shù)呈顯著負相關;劍葉張開角度與每穗總粒數(shù)、著粒密度呈極顯著相關;分蘗數(shù)與劍葉張開角度呈顯著負相關;劍葉長與劍葉寬、每穗總粒數(shù)、著粒密度呈顯著相關,與有效穗數(shù)呈顯著負相關;劍葉寬與有效穗數(shù)呈極顯著負相關,與穗長呈顯著負相關,然而與每穗總粒數(shù)、著粒密度呈顯著相關;有效穗數(shù)與穗長呈顯著相關,與每穗總粒數(shù)、著粒密度均呈顯著負相關;每穗總粒數(shù)與著粒密度呈極顯著相關。
表6 農藝性狀間的相關分析
理想株形是水稻超高產的前提,優(yōu)良的農藝性狀是一個好的不育系具有較大適用價值應該具備的條件[4]。國內外研究人員越來越重視對水稻株葉形態(tài)的改良,并圍繞這一主題展開了研究,提出了各種超高產的理想株形模式,如黃耀祥[5]提出的“半矮稈叢生早長超高產株形模式”,楊守仁[6]等提出的“理想株形與優(yōu)勢利用相結合”,周開達[7]等提出的“重穗型組合”,袁隆平[8]提出的“理想株型與雜種優(yōu)勢利用相結合”的水稻超高產育種模式等等??傊?,理想株形具有葉片直立、寬厚、較大有效葉面積指數(shù)、較強光合能力,株高中等,著粒密度較小等特點[9-13]。
該試驗結果表明,望S屬于中稻遲熟類型不育系,感溫性較強。望S的播始歷期為83~85 d,比對照C815S的播始歷期要長;5月25日播種的主莖總葉數(shù)為14.8葉,6月5日播種的主莖總葉數(shù)為14.7葉,均比對照多,出葉速度較快;而分蘗數(shù)分別為15.3個和15.0個,要比對照多,分蘗能力較強。望S植株上三葉的形態(tài)特征表現(xiàn)良好,劍葉的張開角度為12.1°,劍葉長度為38.0 cm,寬度為1.6 cm,都要比對照小,尤其劍葉的張開角度越小,光合利用率就越高,倒二葉、倒三葉和劍葉的長寬表現(xiàn)一樣比對照小,具有短、直、窄的特點;上三葉長度總體呈現(xiàn):倒二葉>倒三葉>劍葉,上三葉寬度總體呈現(xiàn):劍葉>倒二葉>倒三葉;株高為 69.3 cm,地上部穗頸節(jié)、倒二節(jié)、倒三節(jié)的節(jié)間長都要比對照短,節(jié)間形成緊湊,有利于抗倒伏;形成的單株有效穗數(shù)比較多為12.7穗,平均穗長為25.2 cm,但每穗總粒數(shù)偏少平均只有139.2粒,著粒密度為5.6粒/cm。
就農藝性狀間的相關分析來說,對于水稻的每一個農藝性狀,某個性狀的改變勢必會引起其他性狀隨之改變,只是不同性狀的改變引起其他性狀發(fā)生變化的程度大小不盡相同。由望S的農藝性狀的相關分析不難看出,保持劍葉張開角度在一個適宜的范圍內時,張開角度越小,株形就越優(yōu)秀,獲得高產就更有保障,劍葉張開角度與株高呈極顯著相關,也就是說只有保持較高的株高時,劍葉的張開角度才能保證在一個良好的水平;稻株有效穗數(shù)的多少受每穗總粒數(shù)和著粒密度影響比較大,每穗總粒數(shù)與著粒密度越大所形成的有效穗數(shù)就越少;稻穗著粒密度是一個影響水稻高產的重要因素,著粒密度與劍葉張開角度、株高、每穗總粒數(shù)呈極顯著相關,與有效穗數(shù)呈顯著負相關。劍葉張開角度、株高、每穗總粒數(shù)得到提高時,相應的著粒密度也會被提高,而有效穗數(shù)太多也會影響著粒密度的提高。
總之,水稻兩用核不育系望S具有理想的株葉形態(tài)及穗粒性狀,整體農藝性狀良好,群體性狀穩(wěn)定,有利于培育高產苗穗結構,建立水稻高產群體。
[1] 馮瑞光,孟令啟,寧文書,等. 粳型光敏核不育系主要農藝性狀的配合力及雜種優(yōu)勢[J]. 華北農學報,1997,(4):8-9,11-13.
[2] 馬洪文,代曉華,王 昕,等. 水稻農藝性狀加性-顯性遺傳效應的分析[J]. 寧夏農林科技,2005,(3):18-20.
[3] 齊紹武,盛孝邦. 秈型兩系雜交水稻主要農藝性狀配合力及遺傳力分析[J]. 雜交水稻,2000,15(3):38-40.
[4] 袁隆平. 超級雜交稻研究[M]. 上海:上??茖W技術出版社,2006. 1-16.
[5] 黃耀祥. 水稻叢化育種[J]. 廣東農業(yè)科學,1983,(1):1-5.
[6] 楊守仁,張龍步,王進民,等. 水稻理想株形育種的理論和方法初論[J]. 中國農業(yè)科學,1984,(3):6-13.
[7] 周開達,馬玉清,劉太清,等. 雜交水稻亞種間重穗型組合的選育——雜交水稻超高產育種的理論與實踐[J]. 四川農業(yè)大學學報,1995,13(4):403-407.
[8] 袁隆平. 雜交水稻超高產育種[J]. 雜交水稻,1997,(6):1-8.
[9] 祁玉良,郭 禎,石守設,等. 水稻兩用核不育系的選育方法與策略探討[J]. 河南農業(yè)科學,2004,(10):12-15.
[10] 周 昆,傅黎明,王艷紅,等. 株1S系列組合產量及農藝性狀的關系研究[J]. 中國稻米,2014,(3):86-88.
[11] 陳 暉,周佳民,黃 敏,等. 中秈遲熟水稻農藝性狀與產量的灰色關聯(lián)度分析[J]. 種子,2008,(11):105-107.
[12] 孟祥龍,常劍淵,張海清,等. 水稻光溫敏核不育系280S和望S的育性轉換特性研究[J]. 作物研究,2012,(6):627-630.
[13] 呂建群,劉光春,任鄄勝,等. 中秈水稻米質性狀與農藝性狀的相關分析[J]. 江西農業(yè)學報,2015,( 3):11-13,26.
(責任編輯:高國賦)
Analysis of Agronomic Traits in Rice Dual-Purpose Thermo-Sensitive Genic Male Sterile Line Wang S
LEI Bin1,XIONG Yue-dong2,WANG Yue1,MING Xing-quan1,TANG Wen-bang1,2
(1. College of Agriculture, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, PRC; 2. Hunan Xiwang Seeds Industry Co., Ltd., Changsha 410016, PRC)
Some agronomic traits of rice thermo-sensitive genic male sterile line Wang S were observed, recorded and compared with the control C815S, and then analyzed on the correlation between these traits such as growing, plant-leaf type and panicle-spikelet characters in this study. The results showed that the Wang S was one of the mid-season late-mature male sterile lines; and was of stronger sensitivity to temperature, a longer growth period, faster leaf emergence, stronger tiller ability, a short, straight and narrow fag leaf, more effective panicles, less total grain number and grain density per panicle, ideal plant-leaf shape and panicle-spikelet traits, with stable population traits.
rice; dual-purpose genic male sterile line; agronomic trait
S511
:A
:1006-060X(2015)10-0005-04
10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.10.002
2015-07-21
國家科技支撐計劃項目(2014BAD01B00);國家科技計劃項目(2014AA10A604);湖南省自然科學基金項目(2013JJ8011);湖南省教育廳重點項目(13A042)。
雷 斌 (1991-),男,湖南郴州市人,碩士研究生,研究方向為水稻遺傳育種。
唐文幫