杂交籼稻亲本种子休眠性的遗传改良和利用研究

摘要

杂交稻制种田发生穗发芽是一种自然灾害，几十年来一直是杂交稻种业生产上亟待解决的难题。在我国杂交稻制种大省四川，冈优系列、D优系列、Ⅱ优系列杂交制种经常受到穗发芽的威胁，严重年份甚至会影响到种子外调数量，在另一个制种外销大省江苏省，汕优、协优、冈优、特优、Ⅱ优系列制种生产上穗发芽也十分普遍.2007年9月底至10月初的“罗莎”台风使江苏省北部地区的数万亩杂交稻制种田发生不同程度倒伏，伴随着数天阴雨，穗发芽现象严重发生。据盐都、建湖、阜宁、金湖等地反映，许多田块杂交稻种子的穗发芽率超过40％。有些制种农户生产的种子经过筛选、漂选，合格种子产量仅有750kg/hm2左右，经济损失惨重。据粗略估计，全国每年有13.3万公顷左右的杂交稻制种田，年平均穗发芽率在10％左右，由此每年造成的种子损失在3500万kg左右，价值达7亿元人民币，至于重灾年份，损失更加严重。
　　 水稻是自花授粉作物，利用不育系制种时，类似于异花授粉作物，不育系开颖角度大，部分种子稃壳闭合不全，形成裂颖种子。杂交稻制种时为了解决不育系包颈问题，在抽穗期喷施“九二零”已经成为一项常规措施，而“九二零”具有促进种子发芽的作用.我国杂交稻主要制种地区在收获前常会遇到阴雨和台风等灾害性天气的影响，这些都是造成杂交稻种子穗发芽较重的原因。但是，从根本上说种子休眠性强弱是影响种子穗发芽发生程度的主要原因。
　　 赵明等(2004)研究发现生产上常见的籼稻不育系和保持系休眠性相当弱或者无休眠性，恢复系的休眠性大部分较差，少部分具有一定的休眠性，生产上还没有抗穗发芽的杂交稻组合。因此，现在迫切需要改良杂交稻亲本种子的休眠性，培育休眠性较强的杂交稻组合，以经济有效地预防水稻杂交稻制种田穗发芽危害。为此目的，本论文进行了以下5个部分的研究：(1)、水稻不同品种种子休眠性的形成和解除时间的研究；(2)、水稻不同品种稃壳和种皮对种子休眠性影响的研究；(3)、籼稻IRl12-12及其衍生系Ⅱ112B种子休眠性遗传特点的研究；(4)、在杂交稻制种条件下F1的休眠性与亲本的相关以及休眠性的配合力研究；(5)、新选育的强休眠不育系Ⅱ112A的育性研究及产量等农艺性状的配合力研究。

目录

文摘

英文文摘

符号及缩略语的说明

第一章 文献综述

第一节 种子的葫发和休眠

1. 种子的萌发的概念

2. 种子休眠的概念

3. 种子休眠的类型

4. 种子休眠的生态学意义

第二节 种子休眠的机理

1. 内源激素调控论（三因子学说）

2. 呼吸途径论（磷酸戊糖途径）

3. 光敏素调控论

4. 膜相变化论

5. 胞质PH值的作用

第三节 种子休眠的影响因素

1. 种皮

2. 植物激素脱落酸和赤霉素

3. 种胚休眠

4. 环境因子的影响

第四节 种子休眠的解除方法

1. 干燥后熟

2. 控制温度

3. 破损种皮

4. 药剂处理

第五节 种子休眠的遗传学研究进展

1. 种子休眠性遗传特征的复杂性

2. 籽粒休眠性在数量遗传学方面的研究进展

3. 作物收获前穗发芽的抗性遗传研究进展

4. 作物种子休眠性和穗发芽抗性的分子遗传学研究进展

第六节 本研究的目的和意义

第二章 水稻种子休眠性的形成和解除时间的研究

1 材料与方法

1.1 试验材料与种植方法

1.2 种子不同成熟时期休眠性的测定

1.3 种子不同贮藏温度、不同贮藏时期休眠性的测定

1.4 种子休眠指数的测定方法

1.5 数据分析

2 结果与分析

2.1 水稻种子休眠性的形成时间及休眠指数的分级标准

2.2 水稻种子休眠性在室温条件和冷藏及高温处理条件下的解除时间

3 讨论

第三章 水稻稃壳和种皮对种子休眠性的影响研究

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验方法

2 结果与分析

2.1 水稻种子颖壳对休眠指数的影响

2.2 水稻种子种皮（包括果皮）对种子休眠性的影响

2.3 水稻不同品种稃壳水浸液对油菜种子发芽率、根长及芽长的影响

2.4 水稻不同品种稃壳水浸液对Ⅱ-32B糙米发芽率、根长及芽长的影响

2.5 水稻不同品种稃壳50℃高温处理后水浸液对油菜种子发芽的影响

3 讨论

3.1 稃壳和种皮（果皮）对水稻种子休眠性的影响

3.2 水稻种子稃壳中发芽抑制物质对休眠性影响

3.3 水稻种子休眠性形成机制的差异

第四章 籼稻IRl12-12及其衍生系Ⅱ112B种子休眠性遗传研究

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 遗传试验设计

1.3 试验方法

2 结果与分析

2.1 亲本在不同年份不同地点的休眠指数

2.2 6世代群体和4世代群体休眠性的遗传分析

2.3 组合I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各世代群体种子休眠性的遗传力分析

2.4 水稻种子休眠指数与播抽历期等农艺性状的的相关分析

3 讨论

3.1 6个水稻品种种子休眠性的遗传特点

3.2 亲本休眠性的遗传研究的重要性

3.3 水稻种子休眠性与产量构成因素线性相关性不大

第五章 杂交籼稻亲本种子休眠性与Fl的相关及配合力研究

l 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验方法

2 结果与分析

2.1 F1种子休眠性与双亲种子休眠性的相关性分析

2.2 母本稃壳对F1种子休眠性的影响

2.3 不同休眠程度的不育系及恢复系的休眠性配合力分析

3 讨论

3.1 选育抗穗发芽杂交组合的育种策略

3.2 水稻稃壳对种子休眠性的影响

第六章 籼稻强休眠不育系Ⅱl12A的选育及主要农艺性状的配合力研究

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 遗传试验设计

1.3 试验方法

2 结果与分析

2.1 Ⅱ112B和II 112A的选育过程

2.2 Ⅱ112A和Ⅱ-32A的育性及其它农艺性状比较

2.3 单株产量等14个农艺性状的配合力分析

2.4 单株产量与种子休眠指数的相关性分析

3 讨论

3.1 选育强休眠不育系的艰巨性

3.2 不育系Ⅱ112A利用价值的评价

3.3 休眠性与单株产量的关系

第七章 全文总结

参考文献

致谢

在读期间发表和投稿的论文

附录