鄭 明 ，宋兆健 ，張獻(xiàn)華 ，，隗志松 ，朱永生 ，蔡得田 ，

（1. 武漢多倍體生物科技有限公司，湖北 武漢 430345；2. 孝感市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 孝感 432000；3. 湖北大學(xué)，湖北 武漢 430062；4. 武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 武漢 430345）

人類賴以生存的栽培作物有二倍體的水稻、玉米、高粱、谷子、大麥、亞洲棉、白菜型油菜等，也有多倍體的小麥、甘薯、馬鈴薯、陸地棉、海島棉、花生、甘藍(lán)型和芥菜型油菜等。若發(fā)現(xiàn)和掌握多倍體形成的規(guī)律，即可在短時間內(nèi)創(chuàng)造出更多優(yōu)質(zhì)的多倍體新物種，為人類造福。

20世紀(jì)六七十年代，我國科研工作者利用普通小麥（六倍體）與黑麥（二倍體）進(jìn)行雜交，首次成功培育出了異源八倍體小黑麥新物種。同一時期的多倍體水稻育種卻進(jìn)展緩慢，原因主要包括2個方面：多倍體水稻誘導(dǎo)頻率低（5%左右）和多倍體水稻結(jié)實(shí)率低（少于50%）。經(jīng)過蔡得田團(tuán)隊(duì)多年努力，選育出2個水稻多倍體減數(shù)分裂穩(wěn)定性基因（PMeS）品系。該品系水稻不僅自身結(jié)實(shí)率較高（70%左右），其雜種一代更具有75%以上的高結(jié)實(shí)率。此外，蔡得田等于1999年提出“綜合利用無融合生殖異源多倍體化和體細(xì)胞雜交技術(shù)”，論述了以無融合生殖為基礎(chǔ)，結(jié)合利用優(yōu)良基因、多倍體化和現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)的21世紀(jì)水稻育種新戰(zhàn)略；并于2001年提出“利用遠(yuǎn)緣雜交和多倍體雙重優(yōu)勢進(jìn)行超級稻選育”的新戰(zhàn)略。2003年湖北大學(xué)示范種植水稻四倍體株系1 334 m2，比同一時期超級雜交水稻兩優(yōu)培九的產(chǎn)量更高。進(jìn)一步從理論上和實(shí)踐上證明，遠(yuǎn)緣雜交和多倍體化相結(jié)合的異源多倍體化是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種的新途徑。此后，蔡得田團(tuán)隊(duì)又進(jìn)一步進(jìn)行篩選，得到優(yōu)勢強(qiáng)、結(jié)實(shí)率高的四倍體水稻，解決了多倍體水稻育種結(jié)實(shí)率低的問題。

四倍體水稻選育技術(shù)是具有顛覆性的創(chuàng)新技術(shù)，具有2個共性，一是基于堅(jiān)實(shí)科學(xué)原理的創(chuàng)新性應(yīng)用；二是跨學(xué)科、領(lǐng)域的集成創(chuàng)新，并非設(shè)計(jì)、材料、工藝領(lǐng)域的線性創(chuàng)新。專家們指出，多倍體水稻可能成為繼袁隆平院士的“超級稻”后，又一具有原創(chuàng)性的育種技術(shù)新途徑。由于人工獲得的多倍體往往有部分不育的現(xiàn)象，選擇育性好、結(jié)籽性好的水稻品系非常重要，但需要經(jīng)歷繁雜漫長的過程。本研究將基本符合育種目標(biāo)的高結(jié)實(shí)四倍體水稻T569在海南省進(jìn)行播種，并于不同葉齡進(jìn)行移栽試驗(yàn)，對四倍體水稻T569的產(chǎn)量構(gòu)成因素和農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，以期為四倍體水稻T569的田間選育和推廣種植提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

高結(jié)實(shí)四倍體水稻T569由武漢多倍體生物科技有限公司提供。試驗(yàn)于2017年在海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院永發(fā)基地進(jìn)行。試驗(yàn)保證高結(jié)實(shí)四倍體水稻T569處于相同播種期、插植密度、水肥管理?xiàng)l件，分別設(shè)置5.5葉齡、6.5葉齡、7.5葉齡（對應(yīng)秧齡分別為20、25、30 d）3個處理進(jìn)行移栽。于2017年1月12日進(jìn)行插秧，規(guī)格采用寬窄行，寬行距33.3 cm，窄行距16.7 cm，株距16.7 cm，每穴插2棵苗。水肥管理按照超級稻高產(chǎn)操作規(guī)程。每個處理6.67 m2，共160穴。

1.2 調(diào)查方法

每處理在收獲前采用對角線法，取3個點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，每個點(diǎn)調(diào)查1 m2的有效穗數(shù)。每個點(diǎn)選取具有代表性的2穴稻，3個點(diǎn)共6穴稻進(jìn)行考種。計(jì)算每個處理6.67 m2的實(shí)收產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻全生育期的影響

不同移栽葉齡對T569四倍體水稻全生育期的影響如表1所示。3個處理T569四倍體水稻的全生育期分別為141、142、146 d，6.5葉齡移栽水稻比5.5葉齡移栽水稻的全生育期長1 d，7.5葉齡移栽水稻比6.5葉齡移栽水稻的全生育期長4 d。隨著水稻移栽葉齡增大，T569四倍體水稻的全生育期延長。

表1 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻全生育期、始穗期、播始?xì)v期、移栽至始穗期的影響

2.2 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻始穗期的影響

不同移栽葉齡對T569四倍體水稻始穗期的影響如表1所示。3個處理T569四倍體水稻的始穗期分別為2017年4月16日、2017年4月18日、2017年4月21日，其中6.5葉齡移栽水稻比5.5葉齡移栽水稻的始穗期延遲2 d，7.5葉齡移栽水稻比6.5葉齡移栽水稻的始穗期延遲3 d。隨著移栽葉齡增大，T569四倍體水稻始穗期延遲。

2.3 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻播始?xì)v期、移栽至始穗期的影響

不同葉齡移栽對T569四倍體水稻播始?xì)v期、移栽至始穗期的影響如表1所示。隨著移栽葉齡的增大，T569四倍體水稻播始?xì)v期延遲，但移栽至始穗期變化波動較小。

2.4 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

不同移栽葉齡對T569四倍體水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響如表2所示。3個處理T569四倍體水稻的單位面積產(chǎn)量分別為7 951.5、5 286.0、6 050.6 kg/hm2，其中5.5葉齡水稻產(chǎn)量比7.5葉齡增加31.42%，比6.5葉齡增加50.43%。水稻單位面積產(chǎn)量受移栽葉齡影響較大。此外，3個處理T569四倍體水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素呈曲線波動趨勢，每穗粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量和單位面積產(chǎn)量的波動趨勢一致，均表現(xiàn)為5.5葉齡移栽水稻＞7.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻；但有效穗數(shù)表現(xiàn)為7.5葉齡移栽水稻＞5.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻。

表2 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.5 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻株高和穗長的影響

不同移栽葉齡對T569四倍體水稻株高和穗長的影響如表3所示。3個處理T569四倍體水稻的株高分別為118.3、118.5、119.0 cm，穗長分別為21.1、21.0、18.7 cm。其中T569四倍體水稻的株高隨移栽葉齡增大而升高，穗長隨移栽葉齡增大而降低。

表3 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻株高和穗長的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

本研究表明，3個處理T569四倍體水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素呈曲線波動趨勢，每穗粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量的波動趨勢一致，均表現(xiàn)為5.5葉齡移栽水稻＞7.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻；有效穗數(shù)表現(xiàn)為7.5葉齡移栽水稻＞5.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻。此外，T569四倍體水稻產(chǎn)量受移栽葉齡影響較大，表現(xiàn)為5.5葉齡移栽水稻＞7.5葉齡移栽水稻＞6.5葉齡移栽水稻。推測原因可能是在5.5葉齡進(jìn)行移植，水稻主莖與分蘗在稻田中的營養(yǎng)生長期較長，有利于干物質(zhì)積累，穗粒結(jié)構(gòu)相對較好。在7.5葉齡進(jìn)行移植，水稻在稻田中生長的分蘗移植后成活的概率高，有利形成有效穗。未來需要進(jìn)一步擴(kuò)大葉齡范圍進(jìn)行移栽試驗(yàn)來求證。找出T569四倍體水稻最合適的移栽葉齡，保障水稻高產(chǎn)。劉麗華等以沈稻47為試驗(yàn)材料，研究不同葉齡、秧盤及穴距對水稻產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀的影響，結(jié)果表明，4.1葉齡移栽水稻的單位面積產(chǎn)量顯著高于5.7葉齡和2.5葉齡移栽水稻的單位面積產(chǎn)量。

3.2 不同葉齡移栽對T569四倍體水稻生育性狀的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，隨著移栽葉齡的增加，T569四倍體水稻的始穗期延遲，全生育期增加。此外，隨著移栽葉齡的增加，T569四倍體水稻播始?xì)v期增加。T569四倍體水稻的株高隨移栽葉齡增大而升高，穗長變化趨勢與株高相反。株高（穗長）隨移栽葉齡增大而升高（減少），這種趨勢有沒有臨界值，還有待進(jìn)一步研究。