不同叶龄移栽对四倍体水稻T569农艺性状和产量的影响

郑 明 ，宋兆健 ，张献华 ，，隗志松 ，朱永生 ，蔡得田 ，

（1. 武汉多倍体生物科技有限公司，湖北 武汉 430345；2. 孝感市农业科学院，湖北 孝感 432000；3. 湖北大学，湖北 武汉 430062；4. 武汉市农业科学院，湖北 武汉 430345）

人类赖以生存的栽培作物有二倍体的水稻、玉米、高粱、谷子、大麦、亚洲棉、白菜型油菜等，也有多倍体的小麦、甘薯、马铃薯、陆地棉、海岛棉、花生、甘蓝型和芥菜型油菜等。若发现和掌握多倍体形成的规律，即可在短时间内创造出更多优质的多倍体新物种，为人类造福。

20世纪六七十年代，我国科研工作者利用普通小麦（六倍体）与黑麦（二倍体）进行杂交，首次成功培育出了异源八倍体小黑麦新物种。同一时期的多倍体水稻育种却进展缓慢，原因主要包括2个方面：多倍体水稻诱导频率低（5%左右）和多倍体水稻结实率低（少于50%）。经过蔡得田团队多年努力，选育出2个水稻多倍体减数分裂稳定性基因（PMeS）品系。该品系水稻不仅自身结实率较高（70%左右），其杂种一代更具有75%以上的高结实率。此外，蔡得田等于1999年提出“综合利用无融合生殖异源多倍体化和体细胞杂交技术”，论述了以无融合生殖为基础，结合利用优良基因、多倍体化和现代生物学技术的21世纪水稻育种新战略；并于2001年提出“利用远缘杂交和多倍体双重优势进行超级稻选育”的新战略。2003年湖北大学示范种植水稻四倍体株系1 334 m2，比同一时期超级杂交水稻两优培九的产量更高。进一步从理论上和实践上证明，远缘杂交和多倍体化相结合的异源多倍体化是获得高产优质水稻新品种的新途径。此后，蔡得田团队又进一步进行筛选，得到优势强、结实率高的四倍体水稻，解决了多倍体水稻育种结实率低的问题。

四倍体水稻选育技术是具有颠覆性的创新技术，具有2个共性，一是基于坚实科学原理的创新性应用；二是跨学科、领域的集成创新，并非设计、材料、工艺领域的线性创新。专家们指出，多倍体水稻可能成为继袁隆平院士的“超级稻”后，又一具有原创性的育种技术新途径。由于人工获得的多倍体往往有部分不育的现象，选择育性好、结籽性好的水稻品系非常重要，但需要经历繁杂漫长的过程。本研究将基本符合育种目标的高结实四倍体水稻T569在海南省进行播种，并于不同叶龄进行移栽试验，对四倍体水稻T569的产量构成因素和农艺性状进行分析，以期为四倍体水稻T569的田间选育和推广种植提供参考。

1 材料和方法

1.1 供试材料与试验设计

高结实四倍体水稻T569由武汉多倍体生物科技有限公司提供。试验于2017年在海南省农业科学院永发基地进行。试验保证高结实四倍体水稻T569处于相同播种期、插植密度、水肥管理条件，分别设置5.5叶龄、6.5叶龄、7.5叶龄（对应秧龄分别为20、25、30 d）3个处理进行移栽。于2017年1月12日进行插秧，规格采用宽窄行，宽行距33.3 cm，窄行距16.7 cm，株距16.7 cm，每穴插2棵苗。水肥管理按照超级稻高产操作规程。每个处理6.67 m2，共160穴。

1.2 调查方法

每处理在收获前采用对角线法，取3个点进行调查，每个点调查1 m2的有效穗数。每个点选取具有代表性的2穴稻，3个点共6穴稻进行考种。计算每个处理6.67 m2的实收产量。

2 结果与分析

2.1 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻全生育期的影响

不同移栽叶龄对T569四倍体水稻全生育期的影响如表1所示。3个处理T569四倍体水稻的全生育期分别为141、142、146 d，6.5叶龄移栽水稻比5.5叶龄移栽水稻的全生育期长1 d，7.5叶龄移栽水稻比6.5叶龄移栽水稻的全生育期长4 d。随着水稻移栽叶龄增大，T569四倍体水稻的全生育期延长。

表1 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻全生育期、始穗期、播始历期、移栽至始穗期的影响

2.2 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻始穗期的影响

不同移栽叶龄对T569四倍体水稻始穗期的影响如表1所示。3个处理T569四倍体水稻的始穗期分别为2017年4月16日、2017年4月18日、2017年4月21日，其中6.5叶龄移栽水稻比5.5叶龄移栽水稻的始穗期延迟2 d，7.5叶龄移栽水稻比6.5叶龄移栽水稻的始穗期延迟3 d。随着移栽叶龄增大，T569四倍体水稻始穗期延迟。

2.3 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻播始历期、移栽至始穗期的影响

不同叶龄移栽对T569四倍体水稻播始历期、移栽至始穗期的影响如表1所示。随着移栽叶龄的增大，T569四倍体水稻播始历期延迟，但移栽至始穗期变化波动较小。

2.4 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻产量构成因素的影响

不同移栽叶龄对T569四倍体水稻产量构成因素的影响如表2所示。3个处理T569四倍体水稻的单位面积产量分别为7 951.5、5 286.0、6 050.6 kg/hm2，其中5.5叶龄水稻产量比7.5叶龄增加31.42%，比6.5叶龄增加50.43%。水稻单位面积产量受移栽叶龄影响较大。此外，3个处理T569四倍体水稻的产量构成因素呈曲线波动趋势，每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒质量和单位面积产量的波动趋势一致，均表现为5.5叶龄移栽水稻＞7.5叶龄移栽水稻＞6.5叶龄移栽水稻；但有效穗数表现为7.5叶龄移栽水稻＞5.5叶龄移栽水稻＞6.5叶龄移栽水稻。

表2 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻产量构成因素的影响

2.5 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻株高和穗长的影响

不同移栽叶龄对T569四倍体水稻株高和穗长的影响如表3所示。3个处理T569四倍体水稻的株高分别为118.3、118.5、119.0 cm，穗长分别为21.1、21.0、18.7 cm。其中T569四倍体水稻的株高随移栽叶龄增大而升高，穗长随移栽叶龄增大而降低。

表3 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻株高和穗长的影响

3 结论与讨论

3.1 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻产量构成因素的影响

本研究表明，3个处理T569四倍体水稻的产量构成因素呈曲线波动趋势，每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒质量的波动趋势一致，均表现为5.5叶龄移栽水稻＞7.5叶龄移栽水稻＞6.5叶龄移栽水稻；有效穗数表现为7.5叶龄移栽水稻＞5.5叶龄移栽水稻＞6.5叶龄移栽水稻。此外，T569四倍体水稻产量受移栽叶龄影响较大，表现为5.5叶龄移栽水稻＞7.5叶龄移栽水稻＞6.5叶龄移栽水稻。推测原因可能是在5.5叶龄进行移植，水稻主茎与分蘖在稻田中的营养生长期较长，有利于干物质积累，穗粒结构相对较好。在7.5叶龄进行移植，水稻在稻田中生长的分蘖移植后成活的概率高，有利形成有效穗。未来需要进一步扩大叶龄范围进行移栽试验来求证。找出T569四倍体水稻最合适的移栽叶龄，保障水稻高产。刘丽华等以沈稻47为试验材料，研究不同叶龄、秧盘及穴距对水稻产量和主要农艺性状的影响，结果表明，4.1叶龄移栽水稻的单位面积产量显著高于5.7叶龄和2.5叶龄移栽水稻的单位面积产量。

3.2 不同叶龄移栽对T569四倍体水稻生育性状的影响

本研究发现，随着移栽叶龄的增加，T569四倍体水稻的始穗期延迟，全生育期增加。此外，随着移栽叶龄的增加，T569四倍体水稻播始历期增加。T569四倍体水稻的株高随移栽叶龄增大而升高，穗长变化趋势与株高相反。株高（穗长）随移栽叶龄增大而升高（减少），这种趋势有没有临界值，还有待进一步研究。