水稻温敏不育系育性与温度关系初探

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表 1 水稻温敏核不育系可育花粉率与开花前第 n 天日平均气温之间的相关系数 (n=80 )
开花前天数 (d) 25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
相关系数 -0 1146 01003 01204 01088 01066 01310 3 -0 1150 -0 1836 3 3-0 1796 3 3-0 1679 3 3-0 1842 3 3
表 2 培矮 64S 不同播期花粉可染率 、 套袋结实率 、自交结实率对比
播期 (月Π日)
花粉可 染率 ( %)
套袋结 实率 ( %)
自交结 实率 ( %)
一期 (3Π8)
713
613
1611
二期 (3Π23)
0167
0145
0173
三期 (4Π8)
0198
0
0107
四期 (4Π23)
017
0103
0105
五期 (5Π8)
112
0
0
六期 (5Π23)
111
0
0
七期 (6Π8)
216
117
211
八期 (6Π23)
2613
24
27
3 讨论
利用播期试验所得的不同自然温度条件下的花 粉育性观察结果 ,可较全面准确地认识一个温敏不 育系对温度的敏感性 :
(1) 相关性分析可以得出该不育系准确的温敏 时期 ,这对不育系每月开花的花粉育性预测十分重 要;
对的 ,不稳定是绝对的 ,因此不育系育性转换的临界 温度必然会随其世代的增加而升高 ,产生遗传漂移 。 另外 ,在分析不育系育性对温度敏感性时除考虑临 界温度高低外 ,还应考虑其敏感期长短 。
本文对培矮 64S 不育系分析所得结论 ,仅限于 在本地区的试验结果分析 ,在观察的方法上处于摸 索阶段 ,还有待于进一步试验 、研究 。
度 ,在花粉镜检时 ,这些点常常表现为不育系单株间
花粉育性不一致 ,一部分花粉全败育 ,而一部分则有
不同程度的可育花粉 ,单株间育性表现不一致 ,临界
温度存在差异 。如果出现这些点的温度范围大 ,点
次多 ,说明育性遗传稳定性差 ;另一方面说明日均温
尚不能全面地反映出温度对育性变化的作用 。如敏
感期内最低温度的强度和持续时间 、温度的变幅在
书 讯
《农业灾害学》张波主编 ,1999 年出版 ,国家九五规划重点图书 ,国家自然科学基金委员会 、陕西省 自然科学基金委员会等单位资助 。总论包括农业灾害学概论 、农业灾害概论 、农业灾害的预防 、抗救 和中国农业灾害等五章 ;分论用五章论述了农业气象灾害 、农业生物灾害和农业环境灾害 。全书 70 多万字 ,16 开精装 ,524 页 ,定价 85 元 。
第 25 卷第 2 期
中国农业气象
2004 年 5 月
水稻温敏不育系育性与温度关系初探 Ξ
陈国惠 ,蒋利春 ,隗溟 ,王光明
(西南农业大学农学与生命科学学院 ,重庆 400716) 摘要 :利用水稻温敏核不育系培矮 64S 分期播种试验 ,对在不同的自然温度条件下的育性观察结果 ,进行育性 与温度相关性分析 ,结合散点图 、套袋结实率及自交结实率 ,可以判定温敏雄性不育系育性转换的温度敏感期 及其长短 ,不育基因表达所需的临界日均温及育性的稳定性 。结果表明 :温敏不育系的可育性及敏感期与日均 温呈显著负相关 。 关键词 :水稻 ;培矮 64S; 温敏核不育系 ;育性转换
从每播期材料中 ,随机取 10 穗刚始花的稻穗套 袋 ,考察套袋结实率 。
每一播期在即将始花时随机取 10 株带土移栽 到隔离区 ,考察自交结实率 。
花粉中以染黑的花粉率作为花粉育性的量化指 标 ,即为可育花粉率 。并从各播期材料中取从始花
至盛花期开花的观察结果进行相关分析 。 先计算出可育花粉率与开花前第 25～6d 逐日
参考文献
[1] 姚克敏 ,储长树 ,等. 水稻光 (温) 敏雄性不育系的育性转
换机理研究. 作物学报 ,1995(2) :180～196. [2] 刘爱民 , 李必湖. 水稻温敏不育系与温度的相关分析 [J]. 杂交水稻 ,1996(3) :25～28. [3] 瘳伏明 ,袁隆平 ,杨益善. 水稻实用光温敏核不育系培 矮 64S 不育性稳定化研究[J]. 中国水稻科学 ,2001,15 (1) :1 ～6. [4] 向楚南 ,采振刚 ,乔湘. 温敏不育系制种几个技术问题浅 析. 杂交水稻 ,1997,12 (3) :45. [5] 徐孟亮 ,周广治. 培矮 64S 育性表达的温敏感部位研究 [J]. 杂交水稻 ,1996(2) :28～30. [6] 姚克敏 ,唐世豪 ,李继明. 培矮 64S 的育性鉴定及南繁气 候决策[J]. 作物学报 ,1997,23 (2) :208～213.
2 结果与分析
211 温度敏感期 可育花粉率与开花前第 25～6d 逐日日平均温
度的相关系数计算结果见表 1 。可以看出在不同日 期之间的相关系数值差异很大 , 从零相关到显著负 相关 , 说明幼穗分化期内 , 不同日期的温度对花粉 育性的作用不同 , 存在温度敏感期 。将相关系数达 显著 或 极 显 著 水 平 的 日 期 初 步 确 定 为 温 度 敏 感 范围 。
平均温度值之间的相关系数 ,在显著测验的基础上 , 将可育花粉率与逐日平均温度值达到显著负相关水 平的日期初步确定为温度敏感期范围 ,再计算此范 围内所有不同时段的日平均温度的平均值与可育花 粉率的相关系数 ,比较各时段相关系数大小 ,将相关 系数绝对值最大的时段确定为温度敏感期 。
以所得出的敏感期内的日均温值 ( X) 为横坐标 , 可育花粉率 ( Y) 为纵坐标 ,将不育系开花期的观察结 果绘成散点图 ,散点图上可育花粉率最小时的最低 日均温值确定为不育系育性转换的临界日均温值 。 并由散点图上分布情况分析日均温对育性的作用及 育性稳定性 。
1 材料与方法
供试地点西南农业大学农场 (海拔 260m) ,供试 水稻不育系材料为培矮 64S (其育性主要受温度控 制) ,从 3 月 8 日首期播种 ,至 6 月 23 日 ,每隔 15d 播 一期 ,共 8 期 。对育性观察采用花粉镜检 :从每播期 材料中随机取 10 株稻株 ,再从每稻株穗的上 、中 、下 3 部位随机取 3 朵当日即将开放的颖花 ,所取颖花随 机分为 10 组 ,用 1% 的 I22KI 溶液染色 ,进行花粉镜 检 ,镜检花粉时 ,按染黑与未染黑进行计数 ,计算可 染花粉的百分数 。3d 一次 。
APreliminaryStudyonCorrelationBetweenFertilityofThermo 2sensitive GenicMaleSterile ( TGMS) RiceandTemperature
CHENGuo2hui , JIANGLi - chun , WEIMing , WANGGuang - ming
同一日均温下可以有很大差异 ,田间小气候对不育
系敏感点温度的影响等等 ,在观察温敏不育系的雄
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性不育时 ,必须考虑这些因素 。 通过对不同播期的花粉可染率 、套袋结实率和
自交结实率进行分析 (见表 2) ,三者之间存在一些差 异 :3～7 期花粉可染率均高于套袋结实率和自交结 实率 ,即使套袋结实率和自交结实率为零时 ,仍有 112% 的花粉可染率 。说明套袋自交结实率只能作 为判别育性的参考 ,不能作为判别育性的证据 ,因为 结实率除受花粉育性的影响外 ,还受许多其他因素 的影响 :如花粉可染率所取的样本量 、套袋后袋内的 小气候 (温 、湿度等) 、自交结实的隔离效果和田间小 气候 (风等) 。这些将进行进一步观测 、研究 。
(CollegeofAgronomyandLifeSciences,SouthwestAgriculturalUniversity,Chongqing 400716,China )
Abstract: Basedonthedataofdifferentsowingdateexperimentsundernaturaltemperatureconditions,thefertilityofTher
(2) 通过散点图 ,可以很直观地反映出该不育系 的临界温度值 ,同时可以认识雄性不育的稳定性 ;
(3) 培矮 64S 的不育基因表达所需温度很低 ,下 限临界温度较低 ,上限临界温度也低 ,是典型的低温 敏型两用核不育系 ,制种比较容易 。由表 2 表明 ,从
3 月底至 6 月初播种基本为不育期 。 水稻光温敏核不育系雄性不育性的稳定性是相
表 1 表明 : 培矮 64S 敏感时段在开花前第 18～ 7d, 其日平均气温对不育系花粉育性起主导作用 , 结合生育期及幼穗分化进程分析 , 温度敏感期均处 在幼穗雌雄蕊形成期至花粉母细胞减数分裂期内 。
Ξ 收稿日期 :2003-03-18 基金项目 :重庆市科技计划项目 :超级稻引 、制种及高产栽培技术体系研究 (编号 :1999-5912 ) 作者简介 :陈国惠 (1953- ) ,女 ,重庆大足人 ,硕士 ,副教授 ,从事农业气象研究 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
开花前天数 (d) 14
13
12
11
10
9
8
7
6
相关系数 -0 1924 3 3 -0 1904 3 3 -0 1684 3 3 -0 1490 3 3 -0 1593 3 3 -0 1559 3 3 -0 1424 3 -0 1675 3 3 -0 1383 3
注 :不育系为培矮 64S; 3 为通过 0105 水平的显著性检验 ; 3 3 为通过 0101 水平的显著性检验 。
2
mo2sensitiveGenicMaleSterile (TGMS) linePei ’ai64Swasobserved.ThecorrelationbetweenthefertilityofTGMSline
andtemperaturewasanalyzed.Thedisseminationfinger,baggedseedandselfedsettingpercentageoftheTGMSlinewere
2719 ℃;当可育花粉率为 2% 时 ,日均温为 2516 ℃;当
日均温为 2316 ℃时 ,算得可育花粉率为 3% 。这与散
点图中显示出的即使日均温大于临界温度时 ,仍有
一些可育花粉率在 2% 的育性波动的情况吻合 。但
从实验结果来看此时自交结实率极低 ,可视为不育 。
此波动的出现一方面说明不育系群体育性的稳定程
自两系法杂交水稻在我国研究成功并大面积应 用于生产以来 ,在水稻温敏核不育系的选育 、鉴定与 生产应用上对不育系育性转换机理 、不育系育性转 换与温度的关系 、不育系基因表达所需临界值等进 行的大量研究和实践表明 :温度对两用系的育性表 现有重要影响[1、2、3、4] 。培矮 64S 是当前两系杂交稻 中典型的温敏不育系亲本 ,其育性表现主要受控于 温度[5、6] 。在不育系繁殖制种时 ,可以及时地根据敏 感期及其临界温度进行预测 ,而采用相应的技术措 施 ,确保繁殖制种的优质高产 。本试验以培矮 64S 为材料 ,旨在为籼型两系杂种优势利用提供理论依 据。
establishedtodeterminethetemperaturesensitivestagoffertility.TheresultsshowedthatthefertilityofTGMSlinewas
highlynegativelycorrelatedwiththemeantemperatureduringthetemperaturesensitivestage. Keywords : Rice;Pei ’ai64S;Thermo 2sensitivegenicmalesterile (TGMS) ;Fertilityalteration
212 临界日均温值与育性稳定性分析 本文仅对温度敏感期内的临界日均温值进行分
析 。其方法是将不育系在不同的开花期的可育花粉 率与其温敏期内的日均温值分别绘成散点图 ,将可 育花粉率最小时的最低日均温值确定为该不育系的 临界日均温值 (见图 1) 。
图 1 水稻温敏不育系可育花粉率与敏感
期日均温值的散点图
由散点图可知 ,培矮 64S 育性转换的临界日均
温为 2316 ℃。对散点图进行多种曲线拟合 ,结果表
明用 y=ae bx曲线拟合的相关最显著 。进一步计算 ,
得出曲线方程为 :
y=4830 14746e -0.3036x
(1)
由方程 (1) 计算得出 :当可育花粉为 100% 时 ,日
均温为 1217 ℃; 当 可 育 花 粉 率 为 1% 时 , 日 均 温 为