水稻超级亲本C815S及其杂种优势利用研究

论文摘要

C815S是湖南农业大学经多年育成的水稻两用核不育系,于2005年通过湖南省农作物品种审定委员会审定。近几年来,以C815S为母本,已选配出增产幅度大,并通过省级以上审定的高产优质杂交组合10多个,显示出该两用核不育系具有农艺和经济性状优异、配合力强和制种安全等突出特征。本研究对C815S的育性特点、农艺性状、异交习性、配合力、繁殖特性及所配组合的株型特征、根系性状、生理机能、高产稳产特性等杂种优势利用的诸多问题进行了研究。主要结论如下:1.C815S具有优异的农艺和经济性状。播始历期74-89d,株高83.0cm,剑叶长54.2cm,宽2.03 cm,剑叶张开角度小于7.5°,具有长、直、窄的特点;总叶数14-17叶,苗期出叶速度快,发根力强,根系发达,分蘖能力强;表现生长速度快和生长量大的特点:茎杆粗壮、抗倒能力强;穗大粒多。2.C815S不育起点温度低,育性稳定,制种安全,繁殖容易。C815S的育性受温度和光照共同控制,在光长＞13.5h时,育性转换临界起点温度为22℃,育性转换特征明显;当光长≤12.0h时,育性转换临界起点温度为23.0℃,育性表现稳定。该不育系与培矮64S的育性转换规律相似,但不育起点温度较之低1.5℃,在广东、广西秋季自然短光和湖南自然长光条件下均能安全制种。C815S在长光照条件下,21℃左右的冷水串灌15天和灌水深度18-22cm,或在海南陵水短光照条件下冬季繁殖,结实率可达50%以上。3.C815S异交特性优良,制种产量高。C815S在抽穗2-6d后进入盛花期,表现为开花集中,日开花高峰为9:30-12:00,午前花率达76.7%,张颖历期较长;柱头活力强,持续时间达6d,柱头外露率90.5%;包颈粒率低,为4.6%;对“920”较敏感,解除包颈的最佳用量为15.0-20.0g/667m2。与不同类型父本制种的异交结实潜力均显著高于培矮64S,制种产量高。4.C815S具有广亲和性和配合力强的特点。C815S与IR36、南京11、巴利拉和秋光配组,杂种一代的平均结实率为81.0%,表现出良好的广亲和性。与两用核不育系龙S、7光S052、矮培64S和三系不育系Ⅱ-32A相比,C815S的一般配合力表现最好。C815S在有效穗数、每穗总粒数、着粒密度、单株产量和经济系数6个性状上的一般配合力分别为6.656、6.342、7.236、16.669、6.705,在这5个不育系中数值最大;结实率和千粒重一般配合力分别为0.329和2.353,排在第2位;株高的一般配合力为-2.197,排名第4,更适合配制偏矮的高产杂交组合。C815S有效穗数和单株产量的特殊配合力方差较大,与9113和明恢63等多穗型品种可配制出超高产的杂交组合。5.通过与生产上大面积推广应用的两系超级杂交组合两优培九和三系杂交组合汕优63在形态建成上进行比较研究发现,C815S所配组合前期出叶速度和分蘖发生快,后期生长稳健,从而冠层形成快,有利于大穗与多穗的形成;倒三叶叶片长度、宽度、叶面积介于两优培九与汕优63之间;剑叶基角、披垂角较小,且随叶位下降叶片基角逐步增大;卷叶指数适中,并随叶位下降逐渐减小;基部节间较粗、较短,抗倒性强;乳熟期后单株干重下降缓慢;产量构成要素更为协调。C两优系列组合的形态建成比两优培九和汕优63更符合超级杂交稻理想株型的特点。6.对根系生长和生理特性比较研究发现,C815S所配组合抽穗期的不定根数、不定根总长、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系总活力显著高于对照汕优63;分蘖盛期以外的其余各时期的发根力都强于对照汕优63:抽穗后根系的含水率也高于汕优63,说明C815S所配组合生育后期根系仍保持较高的活力。对功能叶的生理特性分析表明,C815S所配组合生育后期SPAD值、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量较高,MDA含量较少;SOD和POD活性下降速度慢,且高于对照;剑叶叶绿素荧光参数ΦPSII值和qP值随生育进程呈下降趋势,但高于对照,而qN值则随生育进程呈增加趋势,且均低于对照;生育后期净光合速率高。说明C两优系列杂交稻组合生育后期功能叶衰老缓慢,光合生产能力较强,是其高产的生理基础。7.在多点区域试验中,C两优系列组合的丰产性和稳产性都与对照汕优63存在显著性差异,有5个组合产量的高于平均值,丰产性效应为正值,其中C两优396丰产性系数最高,C两优343、C两优176产量极显著高于对照。有5个组合的高稳系数高于对照,其中C两优396为84.6,C两优343、C两优1768的高稳系数都在90以上。C两优1102、C两优87平均产量比汕优63增产9.8%以上,虽然稳产性一般,但这两个组合丰产性好。8.对C两优396的超高产特性分析发现,该组合具有生育期适中、株形理想、叶片厚而挺直、分蘖力强、茎秆粗壮抗倒、穗大粒多、结实率高、耐高温和低温能力强、后期转色好、适应性广、产量潜力大等特点;在产量构成因素中,C两优396的结实率比对照汕优63增加4.5%,千粒重增加1g。与两优培九相比,C两优396分蘖发生多,成穗率高;全生育期生长量较大,干物质累积量高;单位面积的穗数多,总颖花量高,籽粒灌浆速度快,维持时间长。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1 文献综述
• 1.1 水稻两用核不育系研究概况
• 1.2 超高产水稻株叶形态研究
• 1.3 超高产水稻物质生产特性研究
• 2 研究的目的、意义
• 第二章 水稻两用核不育系C815S特征特性研究
• 第一节 C815S形态特征与生育特性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料及种植方法
• 1.2 试验方法
• 2 结果分析
• 2.1 植株形态性状
• 2.2 育性表现
• 2.3 广亲和特性
• 2.4 稻米品质和抗性
• 2.5 配组优势表现
• 3 小结与讨论
• 3.1 C815S的主要形态特征和生育特性
• 3.2 C815S的育性特点
• 3.3 C815S的配合力特点
• 第二节 C815S异交特性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 田间设计
• 1.3 考查项目及方法
• 2 结果和分析
• 2.1 群体穗期与花期表现
• 2.2 花时与张颖历期表现
• 2.3 柱头性状表现
• 2.4 "920"敏感试验
• 2.5 不同类型父本授粉的异交结实表现
• 3 小结和讨论
• 3.1 对C815S异交特性的基本评价
• 3.2 关于"920"施用时期及用量
• 3.3 对C815S配组父本的选择及其制种技术的设想
• 第四节 C815S繁殖特性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料和种植
• 1.2 试验设计
• 2 结果与分析
• 2.1 人工气候室与人工自控冷水池繁殖效果
• 2.2 冷水串灌繁殖效果
• 2.3 自然低温条件下的繁殖效果
• 2.4 处理时间对C815S发育进度的影响
• 2.5 海南繁殖的气象因素分析
• 3 小结与讨论
• 第三章 C815S主要性状配合力及遗传力分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验设计
• 2 结果与分析
• 2.1 各性状的配合力方差分析
• 2.2 一般配合力效应（GCA）分析
• 2.3 特殊配合力效应（SCA）分析
• 2.4 一般配合力和特殊配合力与F1竞争优势的相关分析
• 2.5 一般配合力差异显著性测验和特殊配合力方差分析
• 2.6 不育系性状配合力的利用价值分类
• 3 结论与讨论
• 3.1 一般配合力和特殊配合力的关系
• 3.2 杂交水稻相关产量性状与配合力、遗传力的关系
• 3.3 C815S的配合力评价与利用
• 第四章 C两优系列杂交组合特征特性研究
• 第一节 C两优系列杂交组合超高产株形特征研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 观测项目和方法
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 出叶速度、分蘖动态
• 2.2 上三叶形态
• 2.3 叶片姿态
• 2.4 叶面积指数（LAI）
• 2.5 茎秆节间性状
• 2.6 干物质积累
• 2.7 产量结构
• 3 小结与讨论
• 第二节 C两优系列杂交组合超高产根系生长特性研究
• 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 不同生育时期根系干重
• 2.2 不同生育时期的根冠比
• 2.3 不同生育时期根系的含水率
• 2.4 不同生育时期的发根力
• 2.5 抽穗期根系性状
• 2.6 抽穗期根系体积和质量的空间分布
• 2.7 根系特性与产量的相关性
• 3 小结与讨论
• 第三节 C两优系列杂交组合超高产生理特性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 观测项目和测定方法
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 C两优系列组合顶叶SPAD值动态变化
• 2.2 C两优系列杂交组合上三叶光合速率的变化
• 2.3 C两优系列杂交稻组合叶绿素荧光参数的变化
• 2.4 C两优系列杂交组合生育后期叶片生理特点
• 2.5 C两优系列杂交组合生育后期主要生化物质变化
• 3 小结与讨论
• 第四节 C两优系列杂交组合的高产稳产性分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验资料
• 1.3 资料分析
• 2 结果与分析
• 2.1 C两优系列杂交组合的产量变化
• 2.2 C两优系列杂交组合的丰产性和稳产性
• 2.3 C两优系列杂交组合主要性状及稳定性分析
• 2.4 C两优系列杂交组合主要性状与高产稳产性的关系
• 3 小结与讨论
• 第五章 C两优系列代表性组合C两优396的超高产特性分析
• 第一节 C两优396产量及产量构成因素特点分析
• 1 C两优396长沙多年品比试验的农艺性状及产量构成
• 2 C两优396在各级区试中的农艺性状及产量构成
• 3 C两优396生产试验示范种植的的农艺性状及产量构成
• 4 小结与讨论
• 第二节 C两优396物质生产特性及其与亲本的关系
• 1 材料与方法
• 1.1 研究材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 前期C两优396水稻植株的早发性
• 2.2 主要生育期干物质生产与分配的动态比较
• 3 小结与讨论
• 3.1 C两优396水稻植株的产量形成特点
• 3.2 C两优396经济性状与亲本特性的关系
• 总结
• 1 本研究的主要结论
• 2 本研究主要特色与创新之处
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介