文献类型： 中文期刊

作者： 黄逸强 ¹ ; 邓鸿德 ¹ ;

作者机构： 1.湖南杂交水稻研究中心

期刊名称： 湖南农业科学

ISSN： 1006-060X

年卷期： 1990 年 04 期

页码： 11-14

摘要： 无融合生殖利用研究,是固定杂交水稻杂种优势的重要研究途径之一,而多胚水稻则是进行水稻无融合生殖利用研究的、良好材料。近年来,我室从上千份水稻品系中筛选出具有低不定胚频率(2.6-5.1%)的4个多胚水稻品系,并通过株选、系选和苗位选择等方法使双苗率和不定胚频率获得进一步的提高。在完成了不同萌发条件对水稻双苗率影响的研究基础上,我们开展了植物生长调节剂对水稻双苗率影响的研究,现将结果报告如下。 一、试验材料与方法1.试验材料 (1)多胚水稻材料:双-3、双-13(釉稻品系)、陆52(粳稻品系)。 (2)植物生长调节剂:吲哚乙酸(IAA)、激动素(KT)、赤霉素(GAs)、苯氧乙酸(2,4-D)、6-苄基氨基嘌呤(6-BA)。 2.试验方法 (1)将双—3品系的种子分去颖壳、未去颖壳商组,分别用10mg/1的IAA、KT、GA3、2,4-D、6-BA浸泡(每个处理的种子用量在200粒以上,以下备试验。用量相同),在35℃的恒温培养箱中萌动24小时,用蒸馏水冲洗一遍,0.1%的HgCl2灭菌10分钟,蒸馏水冲洗4次,再用上述相同浓度的激素洗一次,加入浅层激素液,于25℃黑暗条件下催芽,3天后苗长至 2-3厘米,计算其双苗率及发芽率。对照试验用蒸馏水浸泡种子,其他处理程序同上。(2)将双一3、双一13、陆52的种子去颖壳后,采用试验(l)相同的方法,统计其双苗率、发芽率,且把单、双苗分别用滤纸吸干水后,称出其鲜重,计算单,双苗的平均苗重(4天龄)。 (3)将双一3的种子去颖壳后,分别用 0、0.1、1、10、100、1000mg/1的2,4—D和6-BA浸泡,以后处理同试验(二),计算双苗率及发芽率。 (4)将双一13种子去颖壳后,分别用IAA+2,4—D、KT+2,4—D、GA3+2,4一 D、IAA+6—BA、KT + 6—BA、GA。+6-BA、z,’-D+6-BA(各激素的浓度都为 5 mg川)浸泡,用试验(2)相同的方法,用蒸馏水处理作对照,统计双苗率、发芽率及单、双苗的平均苗重。 二、试验结果 1.谷粒颖壳对激素作用效果的影响 谷粒颖壳的存在明显影响着激素的作用效果,同时也影响了多胚的正常表达(见表二)。未去壳时,仅GA。、6—BA能提高其双苗率,但在去壳后,IAA、KT、6-BA都能使其双苗率有所提高,而2,4—D则能使其双苗率明显提高。从对双苗率的影响来着,去壳与未去壳时,IAA、KT、GA。及2,4-D的作用效果明显不同。在各种激素作用中,未去壳以6—BA作用效果最好,双苗率由23.7%提高到26.0%,提高2.3%;但在去壳后则以2,4-D的作用效果最佳,由29.4%提高到38.1%,提高8.7%。 2.激素对去壳后多胚水稻的双苗率及单、双苗苗重的影响 由表 2可看出,IAA、KT、GA3、2,4-D、6-BA对多胚水稻双一13的双苗率及单、双苗苗重有着明显的影响,它们都能使双一13的双苗率提高,其中最为显著的是2,4-D、6-BA,分别比对照提高了4.5%、4.l%。由干双一13去壳后本身不易污染,发芽率高,因而各种激素对发芽率的影响不大。同时还可以看到,1*A对单、双苗的生长都有着明显的促进作用,使单、双苗的平均苗重明显增加,而GA。、6—BA则明显促进双一13中多胚苗的生长,使双苗均重明显提高。2,4—D明显降低单苗的均重,但对双苗均重的影响相对来说则小一些。在GA。、2,4一D、6—BA处理中,双苗均重明显超过单苗均童,与对照刚好相反。 试验结果表明,五种激素对双一3的双苗率、发芽率及单、双苗生长存在着影响。IAA、KT、6—BA都有使其双苗率提高的趋势,尤以2,4—D对双苗率的影响最大,使双苗率由29.4%提高到38.1%,提高8.7%。从对发芽率的影响来看,除GA。降低其发芽率外,其余的不太明显。从对单、双苗苗重的影响来看,IAA及6-BA都能促进其生长,使单、欢苗均重增加,而其余3种激素则使单、双苗均重下降。 从本试验结果看出,不同的激素对陆52的萌发同样也存在着不同的影响。GA。使双兹率有所降低,其余的各激素则能使双苗率提高;其中效果显著的为2,4—D、6—BA,双苗率分别比对照增加2.4%和3.8%。各种激素对发芽率低的陆52有着明显的影响,都能使发芽率大幅度提高,其中最为显著的为KT,其发芽率由72.2%增加到91.3%,h对照提高19.1%,但从对单、双苗均重的影响来看,IAA、KT、6—BA对单、双苗的生长都有明显的促进作用,其中以6一*A对双苗生长的促进作用最为明显。 在试验中还发现,10mg川的GA。能使三种多胚水稻苗徒长,但根生长不好。10mg/1的2,4—D则使苗弯曲,在此浓度下不长根。同时我们还用蒂乙酸、玉米素、脱落酸进行试验,效果不明显. 3.不同浓度梯度激素对t一13(去壳)二又苗率的影响 不同浓度的2,4—D和6—BA对双一13的双苗率有着不同的影响。从表3中看出,最适的2,4—D浓度范围为二一10mg/1,最适的 6—BA浓度则是10mg川左右。在试验中同时还观察到高浓度激素抑制双一13的根和芽的生长。对根的生长来说,2,4—D、6—BA的浓度范围不完全一样,当2,4。D的浓度为 ling川以下时能长根,在10mg川以上时则不长根;而6-B人却是在10mg八以下时长根,在100mg八以上时则不长根。1000mg/1的2,4—D、6-BA对双一13的生长有明显的抑制作用,发芽率明显下降,且生长缓慢。 4.不同激素配组对o—13o苗率的影响 由表唾可以看出,上述各种激素配组都能提高双-13的双苗率。其中最显著的为KT+2,4—D,双苗率比对照提高4.1%;KT + 6—BA、GAs+6—BA、2,4—D+6—BA的效果次之;IAA+6—BA的效果最差。GA。+z,a-D使发芽率有所下降。在所有与2.4—D的配组中,苗生长与单一2,4—D处理相似,芽呈弯曲状、无根。对单、双苗生长的影响以KT+6—BA较好,能明显增加双苗均重。除2,4—D+6—BA外,其余的双苗均重都有所增加。所有配组都使单苗均重有所下降,其中下降最多的为IA人十6一*A。 三、分析与讨论 1.多胚水稻的多胚频率是由基因型所决定的,但基因的表达则受外界环境条件的影响,所以萌发条件也是影响多胚频率表达的关键因素之一。我们的研究证明,多胚水稻表现的主要形式为双胚苗,双苗率与不定胚率存在着一定的相关性,但搔细胞学检查,一般不定胚的出现频率大大低于双苗率,其主要原因之一就是基因宽达的间题。在生物的进化过程中,经历了从无机到有机、从低等到高等、从无性生殖到有性生殖的过程,在现今高等植物的繁殖过程中以有性生殖为主要方式,但在一些以有性繁殖为主要方式的高等植物中,井不排斥仍然存在潜在的无性繁殖机制与能力,这种无性繁殖方式常处于后备状态,在一般的自然条件下很难得以表达。我们通过细胞学和胚胎学观察,发现在多胚水稻中存在有低频率的不定胚,后义通过苗位选择使不定胚的发生频率得到了提高。但这种在幼胚时期观察到的不定胚在种子成熟后能否发育成具有发芽能力的胚胎而得以表达,这就取决于各种因素的综合效应。要使存在的低频的不定胚能够充分地表达出来,适宜的萌发条件和有利的外源诱发物质的使用都是不可缺少的。植物外源激索.对植物生理代谢产生系列不同的影响.适宜的植物外源激素是有可能提高多胚水稻晶系的多胚表达频率的。 2.谷粒颖壳明显影响着激素的作用效果,某原因可能是:谷粒颖壳的存在,直接影响了萌动初期激素的进入和吸收;谷粒颖壳上只有一个萌发孔,阻碍了多胚的同时有效萌发表达。从表1的数据看出,在未去壳的各处理中双苗率的最大值仍小于去壳后各处理中的最小值。问时,由于激素只能从萌发孔这入,但一般合子胚较不定胚更靠近萌发孔,而试验中IAA、KT、2,4—D都对生长有促进作用,这样,合子胚在激素的作用下迅速从萌发孔中伸长,从而阻碍不定胚的表达。在有壳时乙A。能增加双一3的双苗率,而去壳后双苗率却下降,主要原因是GA。能促进发芽,诱导a一淀粉酶和蛋白酶合成,使胚乳中的有机物大量转化成可利用的营养物质,因此能为未去壳种子的萌发提供充足的养分,使双一3的多胚充分表达。但在去壳后,由于采用机械出糙,很容易伤其种皮,导致营养外渗而造成污染影响发芽。表二中的数据说明,去壳后的发芽率普遍低于未去壳的处理,而去壳后在GA。的作用下,使营养外渗加快,污染更严重,这也是后面试验中G人s处理下发芽率低,单、双苗均重下降甚至双苗率受影响的原因。 3.激素对不同的多胚水稻品种的作用效果不同,可能与品种之间代谢差异有关。IAA能使三个品种的双苗率有不同程度的增加,同时也使单、双苗均重增加,可能与IAA促进生长有关。在试验中发现10mg八(SA。明显促使水稻苗徒长。总之,在所有处理中。对双苗率的影响以2,4—D效果最佳,它能使三个品种的双苗率都有明显的提高,但它对单、双苗的生长并非有利,相反使单、双苗均重下降,这与所用2,4—D浓度过高有关。6—BA不仅能提高双苗率,同时也能促进双苗的生长,这可能与6-BA对抗合子胚的竞争优势,促进细胞分裂有关。KT对舢、粳稻作用效果不同,可能与劫、粳稻种子萌发过程中的生理生化差异有e. 4.植物生长调节剂的应用,浓度是关键因素。不同的浓度其作用效果明显不同。在试验处理中,低浓度的生长调节剂对生长有促进作用,它们都有一个最适宜的浓度范围,超过一定的浓度后财使其代谢紊乱,抑制生长,它们的作用常呈单峰曲线。 5.萌发条件及植物外源檄素所诱发而提高的水稻双苗率的遗传稳定性,以及所诱发的双苗率与不定胚的相关性还有待于进一步研宪,以考察与评价其在水稻无融合生殖ZIJ o中的价值。(参考文以】0原吃)植物生长调节剂对多胚水稻双苗率的影响@谭志军$湖南杂交水稻研究中心 @黄逸强$湖南杂交水稻研究中心 @邓鸿德$湖南杂交水稻研究中心