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摘要 在花药培养的研究过程中筛选到1份高培养力的杂合粳稻两系不育系材料，通过对其高培养力原因研究，结果发现，愈伤诱导率和绿苗分化率的协调提高是该份材料培养力高的主要原因。
关键词 杂合粳稻；两系不育系；花药培养；高培养力
中图分类号 S511.2 2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）19-0048-01
花药培养的分化力高低直接关系到花药培养效果的好坏。筛选培养力高的材料一直是花药培养的追求目标。花药培养在水稻育种中有着广泛的应用，无论是常规稻的选育、三系不育系的提纯以及快速选育还是两系不育系的选育，都取得了突出的成果[1]。为了提高花药培养在育种中的应用效率，形成一定规模的花培苗群体是必不可少的条件。因此，不断优化培养基的配方、提高花药的培养力是花药培养研究的热点。
不同的学者已从基因型[1]、短光[2]、射线[3]、低温预处理[4]、激素[5]、高温热击[6]等多个方面着手，深入研究能够提高花药培养力的因子。在研究不同基因型材料的花药培养的过程中，获得一个高培养力的杂合粳稻两系不育系配制的F1组合材料，对其高培养力的原因进行了研究。现将研究结果总结如下。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2013年春在海南配制粳型两系不育系杂交组合P31S/K14S，2013年夏种植于上海市浦东新区川沙新镇新浜育种基地，单株移栽。
1.2 试验方法
1.2.1 花培材料取样与预处理。9月11日，当剑叶叶枕距10 cm左右，并且通过手触摸可以感觉到分化的幼穗时，剪取穗子为供试材料。剪取的穗子保留2片叶，为防止幼穗遭到污染，用75%酒精对稻穗表面进行充分的消毒，待酒精基本挥发后，用湿的无菌纱布包裹后置于冰箱5 ℃冷藏室进行低温预处理10 d。
1.2.2 花药培养。接种前，挑取处于单核靠边期的稻穗用70%酒精处理30～60 s，1%次氯酸钠处理20 min，3%双氧水处理10 min，无菌水冲洗4～5次。接种时，选取淡黄绿色的小穗，剪去颖壳基部，将花药倒进诱导培养基，26 ℃下暗培养，以诱导愈伤。为了提高愈伤率，在花药接种7 d后，在30 ℃温度下处理24 h进行热刺激，再转入26 ℃条件下正常培养至愈伤生成。当愈伤长到2～3 mm时，转移到分化培养基，分化绿苗，为了提高绿苗率，先于25 ℃黑暗培养3 d，再置于25 ℃、2 000～3 000 lx光照光周期条件下（12 h光培养、12 h暗培养循环）培养。当分化的绿点长到8 cm左右进行生根壮苗，培养一段时间进行炼苗后移栽至大田。定期调查愈伤诱导与绿苗分化情况，计算愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力，数据采用Excel分析。
1.2.3 培养基配方及相关参数计算公式。培养基配方如下：诱导培养基为M8，附加2，4-D（2 mg/L）、脯氨酸（300 mg/L）、谷氨酰胺（500 mg/L）、麦芽糖（55 g/L）、水解酪蛋白（0.3 g/L）、琼脂（7.0 g/L），调pH值5.8～6.0；分化培养基为MS，附加KT（2 mg/L）、6-BA（2 mg/L）、NAA（0.2 mg/L）、IAA（0.2 mg/L）、蔗糖（30 g/L）、水解酪蛋白（0.2 g/L）、琼脂（7.0 g/L），调pH值5.8～6.0；生根培养基为1/2MS，附加NAA（0.1 mg/L）、蔗糖（20 g/L）、琼脂（6.8 g/L），调pH值5.8～6.0。计算公式如下：
愈伤诱导率（%）=诱导的愈伤数量/接种的花药数量×100
绿苗分化率（%）=分化的绿苗数/有效分化的愈伤数量×100
培养力（%）=愈伤诱导率×绿苗分化率/100
2 结果与分析
2.1 花药培养力
P31S/K14S的愈伤诱导率、绿苗分化率、培养力分别达到了43.86%、42.62%和18.69%。与现有报道的水稻花药培养的研究结果相比，P31S/K14S的愈伤诱导率和绿苗分化率单个指标都不是最高的，但是两者的平衡性是最好的。其他材料大部分都是愈伤诱导率高，绿苗分化率就低，绿苗分化率高，愈伤诱导率就低，两者呈负相关[7]。
2.2 结实株率
经统计，Z32（P31S/K14S的F1代）收获的可育单株为39株，按照成活苗数662株计，结实株率为5.89%。其中柱头外露率表现较好的单株8株，占成活苗数的1.21%，占可育株的20.51%。
2.3 柱头外露单株的柱头外露率
由表1可知，花培柱头外露单株的穗型大小不一，穗总粒数最少的为36粒，最多的达到79粒，极差为43粒；花培柱头外露单株的结实率差异也很大，最低为14.81%，最高的可以达到88.24%，极差达到73.43个百分点；花培柱头外露单株的柱头外露率最低为1.96%，最高的为48.21%，极差为46.25个百分点。
3 结论与讨论
试验结果表明，P31S/K14S的愈伤诱导率、绿苗分化率、培养力分别达到了43.86%、42.62%和18.69%。愈伤诱导率和绿苗分化率的协调提高是其培养力高的主要原因。
P31S/K14S就愈伤诱导率、绿苗分化率单个指标来讲，与见诸报道的结果相比，并不是最高[8]，但是其分化力在现有报道的数据中属于最高的。分析其数据间的关系，发现其愈伤诱导率和绿苗分化率2个指标之间的关系，和前人报道的两者之间呈负相关的结果不同[9]，两者比较均衡，并不是一个数值很高，而另一个数值很低，从而制约了分化力的提高。P31S/K14S的愈伤诱导率和绿苗分化率两者呈协调提高的关系，从而取得了较高的分化力。花培苗的柱头外露单株的穗总粒数、结实率和柱头外露率之间的相关性不明显，从柱头外露单株的柱头外露率情况来看，各个单株的柱头外露率大部分介于双亲之间，但也出现了高于其双亲的超亲现象，说明了培养基对柱头外露基因不具有选择性，通过花药培养选择高柱头外露率单株是可行的。
4 参考文献
[1] 葛胜娟.水稻花药培养及其在遗传育种上的应用[J].种子，2013，32（8）：45-50.
[2] 陆燕鹏，万邦惠，陈雄辉.短光低温不育水稻新种质的花药培养研究[J].种子，2001，113（1）：15-16，19.
[3] 陈秋方，王彩莲，吕忆梅.γ射线和秋水仙碱对水稻花药培养绿苗再生的刺激效应[J].浙江农业学报，1998，10（4）：188-192.
[4] 方国伟，梁海曼.低温预处理影响水稻花药培养效率的机理初探[J].植物生理学报，1985，11（4）：366-380.
[5] 冯双华，赵森，郭家源，等.不同培养基和激素对超级杂交稻花药培养力的影响[J].西南农业大学学报：自然科学版，2006，28（4）：523-525.
[6] 葛胜娟.高温热击处理对培养水稻花药愈伤组织形成的影响[J].绵阳师范学院学报，2010，29（11）：81-84.
[7] 汪庆，冯都华，崔海瑞，等.高花药培养效率粳稻杂交组合的筛选[J].现代农业科技，2013（16）：44-46.
[8] 杨玉廷，于翠梅，宋贺，等.不同穗型籼粳杂交稻F1代花药培养条件的优化[J].沈阳农业大学学报，2011，42（3）：354-357.
[9] 顾永强，曹华兴.12个粳稻品种间正反交E对花药培养力的影响[J].上海农业学报，1986，2（4）：47-54.
关键词 杂合粳稻；两系不育系；花药培养；高培养力
中图分类号 S511.2 2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）19-0048-01
花药培养的分化力高低直接关系到花药培养效果的好坏。筛选培养力高的材料一直是花药培养的追求目标。花药培养在水稻育种中有着广泛的应用，无论是常规稻的选育、三系不育系的提纯以及快速选育还是两系不育系的选育，都取得了突出的成果[1]。为了提高花药培养在育种中的应用效率，形成一定规模的花培苗群体是必不可少的条件。因此，不断优化培养基的配方、提高花药的培养力是花药培养研究的热点。
不同的学者已从基因型[1]、短光[2]、射线[3]、低温预处理[4]、激素[5]、高温热击[6]等多个方面着手，深入研究能够提高花药培养力的因子。在研究不同基因型材料的花药培养的过程中，获得一个高培养力的杂合粳稻两系不育系配制的F1组合材料，对其高培养力的原因进行了研究。现将研究结果总结如下。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2013年春在海南配制粳型两系不育系杂交组合P31S/K14S，2013年夏种植于上海市浦东新区川沙新镇新浜育种基地，单株移栽。
1.2 试验方法
1.2.1 花培材料取样与预处理。9月11日，当剑叶叶枕距10 cm左右，并且通过手触摸可以感觉到分化的幼穗时，剪取穗子为供试材料。剪取的穗子保留2片叶，为防止幼穗遭到污染，用75%酒精对稻穗表面进行充分的消毒，待酒精基本挥发后，用湿的无菌纱布包裹后置于冰箱5 ℃冷藏室进行低温预处理10 d。
1.2.2 花药培养。接种前，挑取处于单核靠边期的稻穗用70%酒精处理30～60 s，1%次氯酸钠处理20 min，3%双氧水处理10 min，无菌水冲洗4～5次。接种时，选取淡黄绿色的小穗，剪去颖壳基部，将花药倒进诱导培养基，26 ℃下暗培养，以诱导愈伤。为了提高愈伤率，在花药接种7 d后，在30 ℃温度下处理24 h进行热刺激，再转入26 ℃条件下正常培养至愈伤生成。当愈伤长到2～3 mm时，转移到分化培养基，分化绿苗，为了提高绿苗率，先于25 ℃黑暗培养3 d，再置于25 ℃、2 000～3 000 lx光照光周期条件下（12 h光培养、12 h暗培养循环）培养。当分化的绿点长到8 cm左右进行生根壮苗，培养一段时间进行炼苗后移栽至大田。定期调查愈伤诱导与绿苗分化情况，计算愈伤诱导率、绿苗分化率和花药培养力，数据采用Excel分析。
1.2.3 培养基配方及相关参数计算公式。培养基配方如下：诱导培养基为M8，附加2，4-D（2 mg/L）、脯氨酸（300 mg/L）、谷氨酰胺（500 mg/L）、麦芽糖（55 g/L）、水解酪蛋白（0.3 g/L）、琼脂（7.0 g/L），调pH值5.8～6.0；分化培养基为MS，附加KT（2 mg/L）、6-BA（2 mg/L）、NAA（0.2 mg/L）、IAA（0.2 mg/L）、蔗糖（30 g/L）、水解酪蛋白（0.2 g/L）、琼脂（7.0 g/L），调pH值5.8～6.0；生根培养基为1/2MS，附加NAA（0.1 mg/L）、蔗糖（20 g/L）、琼脂（6.8 g/L），调pH值5.8～6.0。计算公式如下：
愈伤诱导率（%）=诱导的愈伤数量/接种的花药数量×100
绿苗分化率（%）=分化的绿苗数/有效分化的愈伤数量×100
培养力（%）=愈伤诱导率×绿苗分化率/100
2 结果与分析
2.1 花药培养力
P31S/K14S的愈伤诱导率、绿苗分化率、培养力分别达到了43.86%、42.62%和18.69%。与现有报道的水稻花药培养的研究结果相比，P31S/K14S的愈伤诱导率和绿苗分化率单个指标都不是最高的，但是两者的平衡性是最好的。其他材料大部分都是愈伤诱导率高，绿苗分化率就低，绿苗分化率高，愈伤诱导率就低，两者呈负相关[7]。
2.2 结实株率
经统计，Z32（P31S/K14S的F1代）收获的可育单株为39株，按照成活苗数662株计，结实株率为5.89%。其中柱头外露率表现较好的单株8株，占成活苗数的1.21%，占可育株的20.51%。
2.3 柱头外露单株的柱头外露率
由表1可知，花培柱头外露单株的穗型大小不一，穗总粒数最少的为36粒，最多的达到79粒，极差为43粒；花培柱头外露单株的结实率差异也很大，最低为14.81%，最高的可以达到88.24%，极差达到73.43个百分点；花培柱头外露单株的柱头外露率最低为1.96%，最高的为48.21%，极差为46.25个百分点。
3 结论与讨论
试验结果表明，P31S/K14S的愈伤诱导率、绿苗分化率、培养力分别达到了43.86%、42.62%和18.69%。愈伤诱导率和绿苗分化率的协调提高是其培养力高的主要原因。
P31S/K14S就愈伤诱导率、绿苗分化率单个指标来讲，与见诸报道的结果相比，并不是最高[8]，但是其分化力在现有报道的数据中属于最高的。分析其数据间的关系，发现其愈伤诱导率和绿苗分化率2个指标之间的关系，和前人报道的两者之间呈负相关的结果不同[9]，两者比较均衡，并不是一个数值很高，而另一个数值很低，从而制约了分化力的提高。P31S/K14S的愈伤诱导率和绿苗分化率两者呈协调提高的关系，从而取得了较高的分化力。花培苗的柱头外露单株的穗总粒数、结实率和柱头外露率之间的相关性不明显，从柱头外露单株的柱头外露率情况来看，各个单株的柱头外露率大部分介于双亲之间，但也出现了高于其双亲的超亲现象，说明了培养基对柱头外露基因不具有选择性，通过花药培养选择高柱头外露率单株是可行的。
4 参考文献
[1] 葛胜娟.水稻花药培养及其在遗传育种上的应用[J].种子，2013，32（8）：45-50.
[2] 陆燕鹏，万邦惠，陈雄辉.短光低温不育水稻新种质的花药培养研究[J].种子，2001，113（1）：15-16，19.
[3] 陈秋方，王彩莲，吕忆梅.γ射线和秋水仙碱对水稻花药培养绿苗再生的刺激效应[J].浙江农业学报，1998，10（4）：188-192.
[4] 方国伟，梁海曼.低温预处理影响水稻花药培养效率的机理初探[J].植物生理学报，1985，11（4）：366-380.
[5] 冯双华，赵森，郭家源，等.不同培养基和激素对超级杂交稻花药培养力的影响[J].西南农业大学学报：自然科学版，2006，28（4）：523-525.
[6] 葛胜娟.高温热击处理对培养水稻花药愈伤组织形成的影响[J].绵阳师范学院学报，2010，29（11）：81-84.
[7] 汪庆，冯都华，崔海瑞，等.高花药培养效率粳稻杂交组合的筛选[J].现代农业科技，2013（16）：44-46.
[8] 杨玉廷，于翠梅，宋贺，等.不同穗型籼粳杂交稻F1代花药培养条件的优化[J].沈阳农业大学学报，2011，42（3）：354-357.
[9] 顾永强，曹华兴.12个粳稻品种间正反交E对花药培养力的影响[J].上海农业学报，1986，2（4）：47-54.