水稻新育三系不育系特征特性观察与分析

邓则勤，黄显波，林成豹，唐江霞，梁水金，叶仰东

（福建省三明市农业科学研究院，福建沙县365051）

水稻不育系的培育是水稻杂种优势利用的基础，不育系的农艺性状不仅关系杂种后代性状表现，还决定制种异交结实难易和产量高低，特别是不育系开花习性与繁殖、制种密切相关［1］。试验以天丰A为对照，进行明1A（闽审稻20180032）、明2A（闽审稻20180033）、明6A的生育期，农艺性状和开花习性进行观察和比较分析，为其繁殖、制种提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为籼型三系不育系明1A，明2A、明6A（元丰A改良系）、天丰A（CK）。

1.2 试验方法

供试不育系于2018年在三明市农科院育种基地进行种植，3重复随机区组设计，7月3日播第1期，其中明1A、明2A只播1期，明6A、天丰A分3期，每隔8 d播1期。6叶左右移栽，插植规格按20 cm×20 cm，每个品种种植10行，每行8株，田间管理与当地大田管理相同。

1.2.1 生育期 记录各不育系的始穗期、见穗始花期，播始历期。

1.2.2 农艺性状 每区组随机选取5个单株，每隔3 d观察1次主茎叶龄，直至主茎叶片全展，统计主茎叶片数。在开花结束后每区组随机选取3个单株考察株高、有效穗数、穗长、穗粒数、剑叶长度与宽度。

1.2.3 开花习性 每个区组选择始穗期相同的5穗主穗或大分蘖穗进行观察，从早上08：00到下午16：00，期间每隔1 h观察1次，并记录每小时的开花数并剪去已开放的颖花，直到开花结束。具体观察项目如下。

单穗开花历期：各穗从第1朵颖花开放到开花结束的持续天数。

单穗逐日开花动态：每天的开花数占开花总量的百分比。

日开花动态：记录不育系每天各个时段的开花数并计算每个时间段的平均开花量和每日开花总量。

1.2.4 柱头外露率和张颖角度 在4个不育系开花结束后，各选取5穗主穗，观察已开放的颖花的柱头外露情况及其张颖角度。

1.2.5 开花期间的温湿度 在开花期间用温湿度计测定并记录每天每个时段的温度和湿度。

1.3 数据分析

采用Excel、DPS软件进行数据处理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 生育期

从表1可得知，4个不育系在7月3日播种时，平均播始历期在68.0～84.3 d。其中明6A播始历期最短，比天丰A短6.4 d；明2A播始历期最长为84.3 d，比天丰A长10 d，主要是明2A基本营养生长期长导致。当4个不育系在9月20日前后始穗时，见穗始花期由长至短依次为明1A、明2A、明6A、天丰A。

表1 供试不育系的生育期

2.2 农艺性状

制种想要准确撑握好“九二〇”适宜用法用量通常是要考虑不育系植株高度，既要达到有效解除包颈，又要防止植株过高影响授粉态势。由表2可知，明2A平均株高最高，明2A和明1A株高极显著高于天丰A，明6A平均株高与天丰A相当。明1A平均有效穗数最多，极显著高于其它3个不育系，属于多穗类型不育系。明1A平均穗长极显著高于明6A及天丰A，而着粒密度最小。明2A平均叶宽显著高于明1A，极显著高于天丰A、明6A，明1A平均叶宽显著高于天丰A、明6A。明1A与明2A平均叶长极显著高于明6A与天丰A，明1A与明2A、明6A与天丰A平均叶长差异不显著。田间观察结果，明1A和明2A长势较为旺盛，主要体现在单株分蘖较多叶片宽大，且植株较为壮实。明6A和天丰A株高较矮、有效分蘖相对较少，叶片较小。

2.3 开花习性

2.3.1 开花历期 由图1可知，明1A和明6A单穗开花历期为7 d，明2A与天丰A的单穗开花历期为8 d。

2.3.2 单穗逐日开花动态 研究不育系日开花动态不仅有利繁殖、制种时确定父本播种时期，确保父母本开花高峰期相遇，还利于准确掌握开花高峰，及时赶粉，提高效率［2］。由图1可知，供试不育系的单穗持续开花习性良好，开花持续时长、盛花期不尽相同，但开花高峰期都只出现1个。其中明1A开花高分期出现在开花后第3天，开花量上升的速率相比明2A要快，开花百分率达到35.17%，之后逐渐下降，第5天仍有14.93%。明2A开花高峰期出现在第4天，开花百分率达到31.73%，开花百分率下降速度相较于其他3个材料更慢。明6A和天丰A都在开花当日达到开花高峰期，并且开花百分率分别高达46.28%和40.37%，开花百分率都在开花第2天后迅速下降。

表2 不育系农艺性状

图1 单穗逐日开花动态

图2 日开花动态

2.3.3 日开花动态 实践表明，父本开花时间相对较早，多数情况下主要集中在午前开花，因此不育系在午前开的花可当天进行授粉，异交结实高，午前开花总量的高低也反应一个不育系制种获取高产的难易。由图2可知，4个不育系的的午前开花总量都在62%以上，其中明2A和明6A的午前开花总量显著高于明1A和天丰A，分别达到84.1%、81.82%。明2A、明1A和天丰A的花时高峰出现在12：00，明6A的花时高峰出现在13：00，明2A在开花高峰期开花量最大，高达42.38%。而其他3个不育系的开花量相对较低。

2.4 柱头外露率和张颖角度

柱头外露率是反应不育系异交结实率的一个非常重要的指标。从表3可以看出4个不育系的柱头外露率都在76%以上，柱头外露率由大至小分别为明6A（85.4%）、天丰 A（80.9%）、明1A（77.5%）、明2A（76.6%），4个不育系的单边外露率都高于其双边外露率，在三系杂交制种中，不育系的柱头外露率越高，越有利于接受外界花粉，提高异交结实率从而提高制种产量。张颖角度由大到小分别为：明6A（34.7°）、天丰A（33.8°）、明1A（33.7°）、明2A（33.2°）,张颖角度都比较大利于授粉，4个不育系都具有较好的异交特性。

表3 三系不育系的柱头外露率和张颖角度

2.5 温度、相对湿度对水稻开花量的影响

4个不育系的开花高峰期均在午前，由图3和图4可知：开花时的日每时平均温度为27.8～33.6℃，日每时平均相对湿度为84%～64.2%。随着温度的升高，相对湿度降低，至13：00时相对湿度降到最低（64.2%）。取13：00前的温湿度和开花量使用CORREL函数作相关性分析，由表4可知：明1A、明2A、天丰A和明6A的午前每时开花量与温度呈极显著正相关，相关系数分别为：0.57、0.92、0.90、0.67。与湿度呈极显著负相关，相关系数分别为：-0.59、-0.95、-0.95、-0.74。可见，在田间一定的温湿度范围内，不育系的开花量随温度的上升而增加，随湿度降低而增加。

图3 每时平均温度

图4 每时平均相对湿度

3 结论与讨论

3个新育成不育系在7月3日播种的播始历期在68.0～84.3 d。同期始穗时从见穗到始花在1～3 d，因此在繁殖、制种过程中除了依据不育系播始历期长短安排播种时期外，往往要根据见穗始花期长短准确推算父本播种时期，最大限度增加授粉机率，提高效率。明2A生育期最长，在制种上，多数情况下可与父本同播，可节省用工，提高制种效率，同时注意控制“九二〇”用量，才能把株高控制在理想范围内，防止植株偏高。明6A生育期短，有效分蘖相对较少，但其柱头外露率最高，其生长势较小而通过提高柱头外露率，可适当补偿有效分蘖与颖花数较少不足，是这个不育系进行制种的一个有利性状。而充分了解不育系分蘖强弱关系到制种时相应插植密度和高产群体构建，才易在制种上取得更高产，明1A分蘖力最强，有效穗多，显著高于其它三者，繁殖制种上可适当减小其插植密度，增加群体通透性，有利于高产。同时不育系穗长和着粒密度也会影响繁殖、制种不育系内部颖花授粉机率，明1A平均穗长最长，而着粒密度小，最有利于内部颖花授粉。明2A平均每穗粒数最多，着粒密度最大，穗内部颖花授粉机率相对较小。明1A和明2A具有较大剑叶长与宽，虽可增大叶面积，利于光合作用，但制种过程中会因叶片阻挡降低穗部授粉机率，影响异交结实，因此，繁殖、制种上可采取适当割叶等措施来改善群体受粉态势，提高授粉机率，而达到制种增产目的。3个新育成的不育系开花时间比较长，开花规律不一致，开花高峰期集中在12：00—13：00，午前开花百分率高，属于制种易获高产不育系。其中明1A和明2A的开花量在到达开花高峰期快速下降，下降速率高于天丰A，所以明1A不育系在开花3 d后适当增加赶粉次数，明6A不育系在开花当天增加赶粉次数，都是进一步提高异交结实率的有利措施，能达到事半功倍效果。明6A的盛花期就在始花当天开花百分比高达40.37%，在始花当天需及时赶粉，错过了就难以获得高产，再来补救也只能事倍功半。

表4 不育系的午前开花率及与温湿度的相关系数

4个三系不育系的午前开花量与温度呈极显著正相关，与湿度呈极显著负相关。有研究发现，高温高湿会降低父本的花粉量和柱头活力，从而影响水稻的授粉结实［3］。高温也极有可能会促使母本早花，使其错过父本的开花期而影响制种，因此异常天气通常会破坏水稻品种的开花规律，在制种过程中就要多考虑异常天气的影响而采取相应措施。