闭颖介导的高温下杂交水稻母本异交受精率降低
详细信息 查看官网全文
摘要
【研究背景】近年来,随着全球气温变暖的加深,极端天气的发生日益频繁,高温等不利气象条件对杂交水稻种子生产的影响日益显现。据报道,2013年夏季中国长江流域出现历史罕见连续高温天气,致使两系水稻主要制种基地的制种产量因高温较常年减产30%-70%,多个制种组合制种产量严重降低,且制种产量与花期前后所受高温天数呈负相关,杂交水稻制种体系中,其母本(不育系)结实的受害起点温度在28℃左右,与之同期的父本并未受到太大影响,但高温天气对制种体系影响的机理尚不明确。【材料与方法】本研究于2014年和2015年连续2年在湖北荆州长江大学试验场采用代表性不育系广占635、Y585和Ⅱ-32A及广亲和恢复系9311进行盆栽种植,在抽穗开花期采用日光型人工气候室模拟日平均气温为26℃(最高-最低气温:23-30℃)、28℃(最高-最低气温:25-31℃)和30℃(最高-最低气温:27-33℃)等3种温度连续处理5-7d至开花期结束,比较不育系在充分授粉条件下和恢复系在不同温度条件下受精率、开花习性、授粉特性和浆片生理等方面的变化,探讨杂交水稻制种体系对高温的敏感性。【结果与分析】结果表明,不育系异交结实对温度的敏感性高于常规水稻(恢复系),且不同不育系对温度的反应差异明显。经不同温度处理后,常规水稻931.1受精率保持在90%左右,而不育系却有明显降低,对比26℃处理,28℃平均降低了6.0%,30℃处理平均降低了15.3%。Ⅱ-32A异交结实率受高温的影响较小,处理温度为30℃时受精率有较大降低,较处理温度为26℃的下降11.98%。Y585所受影响较大,28℃和30℃温度处理下受精率比26℃下降1.85%和18.28%,广占635最大,在处理温度为28℃温度处理下受精率即出现显著降低,比26℃下降16.91%。不育系在高温下受精率的降低与其闭颖率关系密切(r=-0.85)。高温下不育系颖花闭颖严重,一般闭颖率为10-20%,敏感品种广占635闭颖率大约为50%。闭颖导致柱头授粉数显著降低,从而导致其异交受精率严重降低、降低其制种产量。不育系在高温下闭颖严重的原因可能与其浆片在临开颖前可溶性糖含量降低和浆片微管组织发达程度相关。【结论】这些结果表明,不育系较常规水稻品种对高温更敏感,且与其闭颖特性密切相关,围绕闭颖相关性状开展工作,有望选育出耐高温的水稻不育系。
引文