作物杂志,2017, 第3期: 19–24 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2017.03.004

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

北方染败类型杂交粳稻高产制种机制研究

王先俱1,2,张城1,庞秀1,陈亚君1,丁芬1,邵国军1,徐正进2   

  1. 1 辽宁省水稻研究所,110161,辽宁沈阳
    2 沈阳农业大学农学院,110161,辽宁沈阳
  • 收稿日期:2017-02-25 修回日期:2017-04-07 出版日期:2017-06-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 邵国军,徐正进
  • 作者简介:王先俱,副研究员,主要从事水稻遗传育种与杂种优势利用研究
  • 基金资助:
    辽宁省博士启动基金项目(201501111);辽宁省博士后资助项目;沈阳地区博士后资助项目

Study of High Yield on Seed Production Mechanism in Northern Japonica Hybrid Rice of Stain Abortion Type

Wang Xianju1,2,Zhang Cheng1,Pang Xiu1,Chen Yajun1,Ding Fen1,Shao Guojun1,Xu Zhengjin2   

  1. 1 Liaoning Rice Research Institute,Shenyang 110161,Liaoning,China
    2 College of Agronomy,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,Liaoning,China
  • Received:2017-02-25 Revised:2017-04-07 Online:2017-06-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Guojun Shao,Zhengjin Xu

摘要:

通过应用3个染败类型粳稻不育系与3个分子辅助选择的恢复系制种机制比较,研究北方杂交梗稻高产制种关键因素之间的关系,包括不育系与恢复系花时动态和不育系柱头亲和力、柱头外露率、张颖面积等特性及其差异。结果表明:不育系与恢复系花时高峰重叠时间对不育系结实率起决定性作用;不育系柱头亲和力、柱头外露率、张颖面积对不育系结实率起关键性作用。大田制种比较9个组合相同行、不同行结实率与制种产量的差异,得出高产制种机制在于制种父母本各因素之间相互协调。综合各研究结果,认为制种关键因素对结实率所起的作用为不育系与恢复系花时高峰重叠时间>不育系柱头亲和力>柱头外露率>不育系张颖面积。本研究为杂交粳稻高产制种在不育系、恢复系的高异交结实特征特性的选育上提供理论基础,为从根本上解决北方杂交梗稻制种产量偏低的问题和北方杂交粳稻稳步发展提供理论依据。

关键词: 粳稻, 制种机制, 花时动态, 柱头亲和力, 柱头外露率, 张颖面积, 分子辅助选择

Abstract:

This paper studied the relationship among the key factors of seed production in northern japonica hybrid rice, including characteristics and differences by using 3 stain abortion japonica rice male sterile lines and 3 restorer lines through molecular assisted selection for mechanism comparison. Focuses were on the flowering time dynamics of sterile lines and restorer lines and stigma affinity, stigma exsertion rate, and glume open area of sterile lines and their differences. The results showed that the flower peak overlap time of sterile lines and restorer lines was decisive of the seed setting rate of sterile lines, sterile stigma affinity, stigma exsertion rate and the glume open area. Comparative studies were carried out on same row, different row seed setting rate and seed production yield of nine different combinations in the field. Results showed that the seed production mechanism was to coordinate the various factors in the parents. Therefore, we consider that the effect of the key factors on seed setting rate were as followings: flower peak overlap time of sterile lines and restorer lines>sterile stigma affinity>stigma exsertion rate>sterile glume open area. This research provides theoretical basis of sterile lines and restorer lines on high seed setting characteristics breeding for high yield seed production, for fundamentally solving the problem of lower seed production and for a steady development of japonica hybrid rice in north of China.

Key words: Japonica, Seed production mechanism, Flower time dynamics, Stigma affinity, Stigma exposure rate, Glume open area, Molecular assisted selection

表1

试验田制种组合"

亲本Parents C315 C586 C382
粳65A Jing 65A 粳65A/C315 粳65A/C586 粳65A/C382
粳14A Jing 14A 粳14A/C315 粳14A/C586 粳14A/C382
粳139A Jing 139A 粳139A/C315 粳139A/C586 粳139A/C382

图1

不育系与恢复系花时动态"

表2

不育系柱头亲和力比较"

不育系/恢复系
Sterile line/
Restorer line
不育系与恢复系间隔1m
Sterile line and restorer
line interval 1m
不育系与恢复系间隔2m
Sterile line and restorer
line interval 2m
不育系与恢复系间隔3m
Sterile line and restorer
line interval 3m
不育系与恢复系间隔4m
Sterile line and restorer
line interval 4m
不育系与恢复系间隔5m
Sterile line and restorer
line interval 5m
花粉粒(个)
Pollen
grains
结实率(%)
Seed setting
rate
花粉粒(个)
Pollen
grains
结实率(%)
Seed setting
rate
花粉粒(个)
Pollen
grains
结实率(%)
Seed setting
rate
花粉粒(个)
Pollen
grains
结实率(%)
Seed setting
rate
花粉粒(个)
Pollen
grains
结实率(%)
Seed setting
rate
粳65A/C315
Jing 65A/C315
183.4C
63.8A
125.6C
52.1A
52.8C
36.2A
14.7C
11.8A
5.6C
2.4A
粳14A/C315
Jing 14A/C315
50.3B
37.6B
27.6B
6.0B
1.3B
粳139A/C315
Jing 139A/C315
39.4C
28.5C
15.3C
3.2C
0C
粳65A/C586
Jing 65A/C586
192.5B
72.4A
134.8B
61.5A
87.5B
48.4A
42.1B
34.2A
16.2B
10.5A
粳14A/C586
Jing 14A/C586
63.1B
55.1B
39.6B
28.9B
5.3B
粳139A/C586
Jing 139A/C586
48.2C
36.4C
30.7C
17.2C
1.1C
粳65A/C382
Jing 65A/C382
249.1A
82.6A
183.4A
76.3A
126.6A
59.2A
93.7A
50.3A
38.5A
25.3A
粳14A/C382
Jing 14A/C382
61.3B 59.4B 47.1B 34.1B 18.6B
粳139A/C382
Jing 139A/C382
52.4C 45.8C 38.7C 29.4C 8.1C

表3

不育系柱头外露率、结实率比较结果"

不育系
Sterile lines
单边柱头外露率(%)
Unilateral stigma exposure rate
双边柱头外露率(%)
Bilateral stigma
exposure rate
结实率(%)
Seed setting rate
粳65A
Jing 65A
54.2A
12.6A
26.1A
粳14A
Jing 14A
32.4B
5.9B
13.6B
粳139A
Jing 139A
15.3C
0.8C
6.8C

表4

不育系张颖面积比较结果"

不育系Sterile lines 粒型Grain type 张颖角度Glume open degree(°) 颖壳长Glume length (cm) 张颖面积Glume open area (cm2)
粳139A Jing 139A 圆粒Round shape 27.8c 0.668C 0.104C
粳14A Jing 14A 椭圆粒Oval shape 28.5b 0.752B 0.135B
粳65A Jing 65A 长粒Long shape 29.1a 0.814A 0.161A

表5

9个组合制种不同行间的平均结实率与小区产量比较"

不育系/恢复系
Sterile line/Restorer line
第一行结实率(%)
Rate of seed setting
on the first line
第二行结实率(%)
Rate of seed setting
on the second line
第三行结实率(%)
Rate of seed setting
on the third line
小区产量(kg)
Yield
粳65A/C315 Jing 65A/C315 75.3B 58.3B 38.5B 9.1ABCDabcde
粳14A/C315 Jing 14A/C315 68.1D 41.8EFG 26.4EF 7.9CDEdef
粳139A/C315 Jing 139A/C315 54.6H 34.0H 19.2H 5.2FGgh
粳65A/C586 Jing 65A/C586 69.4CD 49.1C 32.9C 8.8ABCDEbcdef
粳14A/C586 Jing 14A/C586 64.2F 43.5DEF 28.7D 8.0BCDEcdef
粳139A/C586 Jing 139A/C586 57.3G 41.6FG 24.8F 7.1EFGf
粳65A/C382 Jing 65A/C382 82.4A 61.5A 43.7A 10.7Aa
粳14A/C382 Jing 14A/C382 64.3EF 40.2G 21.6G 7.8DEef
粳139A/C382 Jing 139A/C382 41.6I 30.4I 15.2I 4.9Gh

表6

9个组合制种不同行间的结实率方差分析"

变异来源
Sources of variation
DF SS MS F Sig.
处理间Treatment 2 28 204.958 14 102.479 3 915.162** 0.000
品种间Varieties 8 40 250.190 5 031.274 1 396.794** 0.000
误差Error 216 778.036 3.602
总变异
Total variation
243 581 525.5
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