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D38S是一个与光敏核不育系农垦58S光温反应特性不同的两用核不育系,它具有短光不育、长光可育,光长主导育性转换的育性反应特性。由于该不育系具有在短光条件下表现为稳定不育的特性,因此在杂交水稻生产实践和理论研究中具有重要的意义。弄清其育性转换的光温特性,对利用该新资源将有重大的生产价值和理论意义。但目前对该不育系育性变化与光照、温度的关系的研究还很少,有关D38S育性转换的临界光长,温度对D38S花粉育性的影响,以及D38S败育的细胞学机制未见报道。本文以D38S为材料,通过分期播种、人工气候光、温处理,研究不同光温条件对D38S花粉育性的影响规律,主要结果如下:
1.D38S是一个典型的籼型短光敏核不育系,它在长沙自然条件下呈现长日可育→短日不育的转换规律。其育性主要受光照长度控制,长日诱导花粉可育,短日诱导花粉不育。在夏季长日高温时期,花粉可育度达到66.2%,套袋自交结实率为39.7%,在短日条件下,花粉育性为0~4%,套袋自交结实率为0%。
2.在D38S始穗前第25d至19d进行12h短日处理,其育性表现出明显的短日诱导花粉可育的光敏特性,始穗前第17d至15d进行12h短日处理,仍表现出一定的光诱导作用。因此,D38S育性感光的光敏感时期为抽穗前25~15d,即二次枝梗原基分化至花粉母细胞减数分裂期。
3.经12h~13.75h不同光照长度处理,在13.75h条件下D38S的花粉育性与自然长日条件下对照差异不显著,13.5h条件下D38S的花粉育性比对照明显降低,13.25h条件下花粉完全不育。研究揭示了13.5h是开始诱导D38S花粉不育的光长,诱导D38S花粉完全败育的临界光照长度为13.25h。
4.温度对D38S的花粉育性有一定的影响。在长日可育条件下,日均温20.9℃~29.5℃温度范围内,花粉可染率与温度呈正相关,在日均温30.2℃~32.9℃温度范围时,花粉可染率与温度呈负相关。D38S育性感温的温敏期在抽穗前15d左右,即花粉母细胞减数分裂期。
5.当D38S处于短日(13.25h)条件下时,花药发育在减数分裂期有异常败育现象发生,但主要在单核花粉期发生小孢子败育,为典败类型。