【两系杂交水稻种子正季田间纯度鉴定及杂株率分析】杂交水稻我们有吃过吗?

　　摘要：对２００９年生产的３４个（１４８个样品）两系杂交水稻组合在武汉地区正季进行田间种植鉴定。结果表明，样品合格率仅为８７．８４％，影响组合纯度的主要因素是变异株和不育株，其次是异品种，其中变异株率为１．６０％，不育株率为１．１１％，异品种率０．０９％。纯度高的样品变异株和不育株很少，更没有异品种。
　　关键词：两系杂交水稻；纯度；不育株；变异株；异品种
　　中图分类号：Ｓ５１１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）13－2605-04
　　
　　Identification of Seed Purity and Analysis of Hybrid Strains Rate in Two-line Hybrid Rice by Field Planting in Growing Season
　　
　　ＳＨＩ Ｈｕａ－ｓｈｅｎｇ１，ＸＩＮ Ｆｕ－ｌｉｎ１，ＷＡＮＧ Ｑｉａｎ－ｈｅ２，ＺＨＡＮＧ Ｓｏｎｇ－ｓｈａｎ１，ＬＩ Ｌａｎ－ｘｉａｎ１
　　（１． Ｄｏｎｇxｉｈｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｄｏｎｇxｉｈｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｗｕｈａｎ ４３００４０， Ｃｈｉｎａ；
　　２． Ｗｕｈａｎ Ｓｅｅｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｅｅｄｓ ｏｆ ３４ ｔｗｏ－ｌｉｎｅ ｈｙｂｒｉｄ ｒｉｃｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ（１４８ ｓａｍｐｌｅｓ） ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ２００９ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ｆｉｅｌｄ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｉｎ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ｉｎ Ｗｕｈａｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐａｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ the ｓａｍｐｌｅｓ ｗａｓ ｏｎｌｙ ８７．８４％． Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｕｒｉｔｙ ｏｆ ｓｅｅｄｓ ｗｅｒｅ ｍｕｔａｎｔ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｌａｎｔ， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｐｌａｎｔ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ． Ｏｎ ａｖｅｒａｇｅ， ｔｈｅ ｍｕｔａｎｔ ｐｌａｎｔ， ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｐｌａｎｔ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ １．６０％， １．１１％ ａｎｄ ０．０９％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｍｕｔａｎｔ ｐｌａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｖｅｒｙ ｆｅｗ， ａｎｄ ｎｏ ｐｌａｎｔｓ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｈｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙ ｓａｍｐｌｅｓ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｗｏ－ｌｉｎｅ ｈｙｂｒｉｄ ｒｉｃｅ； ｐｕｒｉｔｙ； ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｌａｎｔ； ｍｕｔａｎｔ ｐｌａｎｔ； ｆｏｒｅｉｇｎ ｖａｒｉｅｔｙ
　　
　　两系法杂交水稻育种是中国独创的一种利用光温敏核不育性选育杂交水稻组合、提高水稻产量和品质的高效途径［１－４］，但是由于两系杂交水稻的种子质量受多种因素影响而不稳定，影响了其进一步推广［５］，因此研究影响两系杂交水稻种子质量的因素具有重要意义。近年来ＤＮＡ指纹技术被快速地应用于杂交水稻纯度和真伪鉴定，它虽然能准确、快速地将杂交水稻中的不育系和恢复系以及常规稻品种区分开来，但是对于因传粉混杂的变异株却较难区分［６］。
　　目前对杂交水稻种子的真伪和纯度田间鉴定通常在海南进行，是将当年生产的杂交种于１０月或１１月份在海南种植，到第二年３月或４月可得到鉴定结果，从而为销售杂交种子赢得了时间。但海南的特殊气候条件也影响了鉴定的准确性，因为鉴定的季节不同，植株的性状表现也有差异，使得鉴定人员很难做出准确的判断，识别不准就会导致鉴定结果不准确［７］。杂交水稻的正季鉴定一般从第二年的４～５月开始种植，８～９月才能出鉴定结果，虽不利于杂交稻种子的销售，但是，正季鉴定可以进一步验证在海南进行纯度鉴定的结果，对杂株类型可以进行准确地分类与分析，其结果更具有说服力。
　　２００９年盛夏低温对部分杂交组合制种产生了影响，对该年度的杂交种子在正季进行纯度鉴定及杂株率分析，可以分清其制种安全性的高低，同时可以弄清楚影响杂交水稻纯度的主要因素，有利于指导杂交水稻的生产，对防止混杂具有十分重要的意义。
　　１材料与方法
　　１．１供试材料
　　供试材料由武汉市种子管理站提供，为２００９年生产的两系杂交水稻组合３４个，样品数１４８个，具体见表１。
　　１．２试验方法
　　１．２．１试验设计播种期为５月１０日，移栽期为６月１１日，每个样品插一个小区，小区长９９０．０ ｃｍ，宽１５８．４ ｃｍ，小区面积１５．６８ ｍ２，株行距１３．２ ｃｍ×１９．８ ｃｍ，走道宽３９．６ ｃｍ，每个样品插７３行，每行插７穴，即每个样品插５１１穴，每穴插１粒谷苗。
　　１．２．２田间鉴定时期分蘖期、孕穗期、抽穗期、蜡熟期各鉴定１次。用彩色包装线标记杂株，用蓝色线标记不育株，用红色线标记变异株，用黄色线标记异品种。
　　２结果与分析
　　２．１纯度
　　纯度在９６％以下（不合格）的有１８个样品，涉及８个组合（表２），样品不合格率为１２．１６％，纯度最低的是两优０３６的一个样品，仅为９２．５０％，由此可见，样品合格率之低，其种子质量堪忧。造成此结果的原因除２００９年制种过程中遇到盛夏低温导致不育系育性转换外，还与不育系变异和父本变异有关。纯度在９８．５％以上的有１５个样品，涉及１１个组合（表３）。纯度最高的样品为９９．４７％，组合为两优４２，其次是９９．２６％，组合为两优１５２８。通过纯度低的与纯度高的对比分析，发现纯度无规律可循，如两优４２，纯度在９６％以下的有２个，纯度在９８．５％以上的有１个且是最高的，为９９．４７％，又如两优２８７，纯度在９６％以下的有２个，纯度在９８．５％以上的有１个，由此可见同一组合的纯度有较大差异。
　　２．２杂株率
　　２．２．１变异株率３４个组合变异株率的平均值为１．６０％，居第一位，比不育株率高０．４９个百分点，表明当前两系杂交水稻纯度不高的原因主要是由变异株造成的，变异株率最高的为３．４５％，组合是荆两优１０号；其次为２．６１％，组合是两优１号，再次为２．５２％、组合是丰两优４号（表４）。根据变异株形态和生育期的特点发现大都与不育系较相似，只是可育而已，说明在不育系繁殖和制种过程中没有严格把关，从而导致此类型的变异株过多。
　　２．２．２不育株率３４个组合不育株率的平均值为１．１１％，居第二位，表明当前两系杂交组合纯度不高的原因除变异株外，不育株也是主要原因。不育株率最高为２．５９％，组合是苯两优６３９；其次为２．３９％，组合是香两优２６；再次为２．３３％，组合是新两优６号（表４）。由此可见，２００９年盛夏低温对其不育系苯６３Ｓ、香１２５Ｓ、新安Ｓ产生了较大影响，育性转换说明该３个不育系不育的起点温度偏高，在生产中安全系数不高。不育株率最低为0，组合是株两优１２０；其次为０．２０％、组合是Ｗ两优３４１８和两优１号。说明其不育系株Ｓ、Ｗ９８３４Ｓ、９８０２Ｓ ３个不育系的不育起点总温度较低，在生产中安全系数高。
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　　３讨论
　　在怎样提高两系杂交水稻种子质量的问题上，通常侧重于提高不育系自身的质量［５］。为防止由不育系育性转换起点温度的“漂变”［８］，在制种时遇低温造成自交结实，出现“假杂种”现象，一些科研院所育种专家采取一些对策，诸如选育生理起点温度和育性转换起点温度均低的“双低”不育系［９］，生产上注重水稻光温敏核不育系的“核心种子生产”，对主要水稻光温敏核不育系类型的气候适应性进行研究［１０］，目的都是为了控制两系杂交水稻不育株的出现几率，最大限度地发挥两系杂交水稻的增产效应。然而本试验结果表明，影响两系杂交水稻纯度的主要因素除不育株外，变异株是更重要的因素，本试验的变异株率高于不育株率０．４９个百分点，说明变异株是一个不容忽视的因素，在生产中应注意控制变异株的出现几率。
　　本试验中变异株主要分两大类，一类是农艺性状接近不育系类型的可育株，另一类是杂种生育期差异较大的类型。笔者认为第一类属于不育系变异产生的可育株，因它与不育株授粉结实后，因不容易区分而难以清除干净，对这类可育株应在不育系繁殖过程中将一些结实率异常高的剔除掉。另一类可能是由父本变异株和制种周围异品种传粉造成的。要防止此类变异株的出现，应搞好父本的提纯复壮工作，使用高质量的父本。
　　
　　参考文献：
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　　［８］ 袁隆平．水稻光温敏不育系的提纯和原种生产［Ｊ］．杂交水稻，１９９４（６）：１－３．
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　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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