中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (20): 3960-3974.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.20.004
黄帮超1(), 陶有凤1, 秦琴1,2, 李卉1, 周中林1, 郭金岳1, 邓田田1, 雷小龙1, 孙博腾1, 周高子1, 贾媛丽1, 任万军1(
)
收稿日期:
2023-02-13
接受日期:
2023-04-14
出版日期:
2023-10-16
发布日期:
2023-10-31
通信作者:
联系方式:
黄帮超,Tel:18183261143;E-mail:2464593576@qq.com。
基金资助:
HUANG BangChao1(), TAO YouFeng1, QIN Qin1,2, LI Hui1, ZHOU ZhongLin1, GUO JinYue1, DENG TianTian1, LEI XiaoLong1, SUN BoTeng1, ZHOU GaoZi1, JIA YuanLi1, REN WanJun1(
)
Received:
2023-02-13
Accepted:
2023-04-14
Published:
2023-10-16
Online:
2023-10-31
摘要:
【目的】明确机插制种不育系的穗部结实特性,探究机插制种模式杂交水稻种子产量较低的原因,为提高杂交水稻机插制种异交结实率及产量提供理论依据。【方法】选用雅恢2115×宜香1A、成恢727×蜀21A为材料,于2020—2021年在崇州开展大田试验,设置机插和人工移栽2种方式;抽穗开花时通过调查恢复系和不育系的抽穗情况来判断花遇状态,成熟期考察不育系穗部结实情况,统计分析2种栽插方式下不育系各行、各穗位及不同枝梗结实特性。【结果】(1)以人工移栽花期相遇设置播栽期情况下,2个组合机插恢复系和不育系花期偏移分别为3—4 d和6—8 d,花遇指数介于33.33%—55.56%,花遇程度较差;人工移栽恢复系和不育系花期完全重合,花遇指数为100%。(2)不同栽插方式整体结实率表现为机插<人工移栽,与人工移栽相比,机插结实率降低33.45%。(3)不育系第1—6行穗部结实率呈逐渐降低趋势,同行不育系花期相遇程度高的处理结实率更高。(4)不育系穗上部授粉姿态好,叶片和穗对花粉的遮挡作用小;正常授粉条件下,不育系穗位结实率均表现为上部>中部>下部,而空粒率则为下部>中部>上部,且各穗位间差异极显著。(5)不同栽插方式下,不育系一次枝梗结实率均显著高于二次枝梗,机插处理降低了不育系一、二次枝梗结实率。机插处理不育系一、二次枝梗黑粉病籽粒数无显著差异,人工移栽处理二次枝梗黑粉病籽粒显著高于一次枝梗。(6)2个组合机插处理连续2年亲本花遇程度均较差,制种实际产量表现为机插<人工移栽,2年分别降低39.34%与41.48%。【结论】不育系较恢复系花期偏移长3—4 d,导致花遇状态差是机插制种结实低于人工移栽的第一要素,而远离恢复系的不育系和穗中下部的结实率低是机插整体结实率低的主要原因,秕粒与病粒对结实率和产量的影响相对较小。不育系穗部结实特性不仅影响制种产量,同时能指导花期调节。通过安排机插亲本盛花期相遇的播差期提高亲本花遇程度、规范赶粉操作提高授粉效果、加强田间管理减少秕粒和病粒的发生来调节结实率进而提高产量。
黄帮超, 陶有凤, 秦琴, 李卉, 周中林, 郭金岳, 邓田田, 雷小龙, 孙博腾, 周高子, 贾媛丽, 任万军. 机插杂交稻制种异交结实特性研究[J]. 中国农业科学, 2023, 56(20): 3960-3974.
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表1
供试组合特性"
品种 Variety | 株高 Plant height (cm) | 主茎叶数 Leaf number of main stems | 播始历期 DSH (d) | 穗粒数 No. of grains per ear | 千粒重 1000-grain weight (g) |
---|---|---|---|---|---|
成恢727 Chenghui 727 | 110.0 | 16—17 | 110.0 | 130 | 29.5 |
蜀21A Shu 21A | 90.0 | 14—15 | 85.0 | 120—150 | 27.0 |
雅恢2115 Yahui 2115 | 114.0 | 15—16 | 115.0 | 169 | 29.3 |
宜香1A Yixiang 1A | 85.8 | 14—15 | 90.5 | 120 | 30.5 |
表2
2020—2021亲本播栽时间及移栽规格"
品种 Variety | 播种时间Sowing date (M/D) | 播种量 Seeding rate (G/T) | 移栽时间 Transplanting date (M/D) | 移栽叶龄 Transplanting leaf age | 行距 Row space (cm) | 穴距 Colum space (cm) | 穴苗数 Seedling number per hole | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
播期Ⅰ Seeding age Ⅰ | 播期Ⅱ Seeding age Ⅱ | |||||||
成恢727 Chenghui 727 | 3/21 | 3/28 | 3000 | 4/30 | 3.7 | 30 | 20 | 4 |
蜀21A Shu 21A | 4/28 | 3700 | 5/28 | 3.1 | 30 | 12 | 5 | |
雅恢2115 Yahui 2115 | 3/26 | 4/2 | 3000 | 5/5 | 3.6 | 30 | 20 | 4 |
宜香1A Yixiang 1A | 4/21 | 3700 | 5/21 | 2.9 | 30 | 12 | 5 |
表3
不同处理不育系和恢复系的抽穗特性"
年份 Year | 品种 Variety | 处理 Treatment | 始穗日期 Initial heading date (M/D) | 齐穗日期 Full heading date (M/D) | 完穗日期 End heading date (M/D) | 播始历期 DSH (d) | 播种-盛穗历期 DSFH (d) | 盛穗历期 DFH (d) | 抽穗历期 Duration of heading (d) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2020 | 成恢727 Chenghui 727 | AT | 7/17 | 7/22 | 7/26 | 118 | 123 | 5 | 9 |
MT | 7/21 | 7/27 | 7/30 | 122 | 128 | 6 | 9 | ||
蜀21A Shu 21A | AT | 7/19 | 7/23 | 7/24 | 82 | 121 | 4 | 5 | |
MT | 7/27 | 7/31 | 8/1 | 90 | 126 | 4 | 5 | ||
雅恢2115 Yahui 2115 | AT | 7/21 | 7/27 | 7/28 | 117 | 88 | 6 | 7 | |
MT | 7/25 | 7/29 | 8/1 | 121 | 94 | 4 | 7 | ||
宜香1A Yixiang 1A | AT | 7/20 | 7/23 | 7/25 | 90 | 94 | 3 | 5 | |
MT | 7/28 | 8/1 | 8/2 | 98 | 102 | 4 | 5 | ||
2021 | 成恢727 Chenghui 727 | AT | 7/19 | 7/23 | 7/25 | 116 | 120 | 4 | 6 |
MT | 7/22 | 7/25 | 7/28 | 119 | 122 | 3 | 6 | ||
蜀21A Shu 21A | AT | 7/18 | 7/22 | 7/24 | 79 | 83 | 4 | 6 | |
MT | 7/26 | 7/31 | 8/1 | 87 | 92 | 5 | 6 | ||
雅恢2115 Yahui 2115 | AT | 7/21 | 7/25 | 7/27 | 118 | 122 | 4 | 6 | |
MT | 7/24 | 7/28 | 7/30 | 121 | 125 | 4 | 6 | ||
宜香1A Yixiang 1A | AT | 7/20 | 7/24 | 7/26 | 88 | 92 | 4 | 6 | |
MT | 7/26 | 7/30 | 8/1 | 94 | 98 | 4 | 6 |
表4
不同处理不育系穗部结实情况"
年份 Year | 组合 Combination | 处理 Treatment | 花遇指数 Flower synchronization index (%) | 结实率 Grain filling rate (%) | 空粒率 Grain empty rate (%) | 秕粒率 Grain blighted rate (%) | 病粒率 Grain infected rate (%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
2020 | 成恢727×蜀21A Chenghui 727×Shu 21A | AT | 100.00a | 31.43a | 55.71c | 0.83a | 12.04a |
MT | 43.75c | 19.58b | 69.81b | 1.68a | 8.93a | ||
雅恢2115×宜香1A Yahui 2115×Yixiang 1A | AT | 100.00a | 22.23b | 74.62ab | 0.36a | 2.79b | |
MT | 55.56b | 19.80b | 77.65a | 0.49a | 2.05b | ||
2021 | 成恢727×蜀21A Chenghui 727×Shu 21A | AT | 100.00a | 27.25a | 57.51d | 1.30b | 13.93a |
MT | 33.33b | 17.15c | 63.82c | 3.20a | 15.83a | ||
雅恢2115×宜香1A Yahui 2115×Yixiang 1A | AT | 100.00a | 23.09b | 69.44b | 0.98b | 6.49b | |
MT | 36.36b | 12.68d | 79.07a | 1.14b | 7.11b |
表5
不育系穗不同部位结实情况"
年份 Year | 处理 Treatment | 穗位 Ear | 结实率 Grain filling rate (%) | 空粒率 Grain empty rate (%) | 秕粒率 Grain blighted rate (%) | 病粒率 Grain infected rate (%) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
S | Y | S | Y | S | Y | S | Y | |||
2020 | AT | 上部Upper | 34.40a | 28.04a | 54.00d | 69.17d | 0.68a | 0.22b | 10.91a | 2.57ab |
中部Middle | 33.16a | 23.53abc | 54.47d | 73.36bcd | 0.86a | 0.51ab | 11.51a | 2.60ab | ||
下部Lower | 24.56b | 17.37de | 60.22cd | 79.36ab | 1.00a | 0.23b | 14.22a | 3.04a | ||
MT | 上部Upper | 23.91b | 24.15ab | 64.73bc | 72.98cd | 1.48a | 0.33ab | 9.88a | 2.54ab | |
中部Middle | 18.93c | 19.07cd | 70.40ab | 78.52abc | 1.78a | 0.40ab | 8.89a | 2.00b | ||
下部Lower | 12.38d | 13.61ef | 77.23a | 83.76a | 1.82a | 0.82a | 8.57a | 1.81b | ||
2021 | AT | 上部Upper | 34.21a | 25.84a | 53.11d | 66.64c | 0.88c | 1.16a | 11.80b | 6.36a |
中部Middle | 24.79b | 22.78a | 58.79c | 68.17c | 1.42c | 0.94a | 15.00a | 8.12a | ||
下部Lower | 20.89b | 17.48b | 61.58bc | 75.36b | 1.85bc | 0.86a | 15.69a | 6.30a | ||
MT | 上部Upper | 21.35b | 14.90bc | 61.39bc | 77.90b | 2.25bc | 0.81a | 15.00a | 6.38a | |
中部Middle | 16.63c | 11.44cd | 63.67b | 79.38ab | 3.30ab | 1.06a | 16.40a | 8.12a | ||
下部Lower | 9.96d | 8.19d | 68.77a | 83.19a | 4.85a | 1.66a | 16.42a | 6.95a |
表6
不同移栽处理下制种产量及产量构成因素"
组合 Combination | 年份 Year | 处理 Treatment | 单穴有效穗 Effective panicles per hole | 单穗颖花数 Spikelets per panicle | 千粒重 1000-grain weight (g) | 实际产量 Actual yield (kg·hm-2) |
---|---|---|---|---|---|---|
成恢727×蜀21A Chenghui 727×Shu 21A | 2020 | AT | 9.83b | 177.48a | 26.61a | 1510.62b |
MT | 10.78ab | 146.24c | 22.23c | 804.25d | ||
2021 | AT | 10.41ab | 168.98b | 26.00a | 1814.48a | |
MT | 11.06a | 136.05d | 25.03b | 1153.25c | ||
雅恢2115×宜香1A Yahui 2115×Yixiang 1A | 2020 | AT | 10.17a | 138.29a | 28.53a | 1129.51b |
MT | 10.89a | 113.03c | 26.66b | 797.16d | ||
2021 | AT | 10.71a | 141.77a | 28.63a | 1969.49a | |
MT | 10.73a | 124.93b | 26.36b | 1060.95c |
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