粳稻矮秆品种苗期和成株期对赤霉素反应的研究

杜 永 徐敏权 潘启民

摘要 本试验对28个粳稻矮秆品种对GA3的反应进行了研究，结果表明：粳稻矮秆品种对GA3反应较为复杂，苗期与成株期反应，大多数品种表现为趋势基本一致，但也存在着其它种类型表现；在粳稻中，对GA3反应敏感的矮秆品种并不一定携带含有sd-1等位基因，但含有sd-1基因的品种表现为敏感，不含有sd-1基因的表现为低敏感或不敏感，据此可以初步确定矮4和紫叶矮含有与sd-1非等位的矮秆基因，是一种新的矮源；GA3对株高构成因素的影响表现因品种不同而异，但以基部一、二节间为主。

关键词 粳稻品种；矮秆基因；赤霉素；反应

矮秆抗倒是水稻育种的主要目标之一。50年代以来，水稻矮源在水稻育种上的成功应用，使我国水稻产量大幅度提高。在我国得到利用的主要是携带sd-1半矮生基因的矮仔占、低脚乌尖、矮脚南特等矮源。矮源的利用存在着单一现象，易导致遗传背景的单一化^［1、2］。加强对矮源的收集和利用研究是我国水稻育种工作者的一项重要工作。为此，我们对水稻育种中收集到的部分综合性状较好的矮秆材料进行了鉴定，以明确其在育种中的利用价值。

1. 材料和方法

通过辐射、杂交和天然变异选出的粳稻矮秆材料9份，编号为矮1～矮9，紫叶矮、新泰矮、盐变为江苏地方品种。已知其矮秆基因的不同类型矮秆品种16份，其中日本品种12份由中国农业大学孙传清副教授提供。含有sd-1基因的品种作为参照。

幼苗处理：将供试种子放入覆有滤纸的三角烧瓶中，加入100mg/kg的GA₃水溶液10ml，以加入等量蒸馏水为对照。烧瓶封口后放入25℃光照发芽箱中培养，1周后测量叶鞘长和苗长，试验重复两次，每次两个重复。

将供试材料移栽于水泥槽中，在圆秆拔节期喷100mg/kgGA₃水溶液，以喷清水作对照，每材料分别处理10株，另设5株作为对照，成熟期考察其株高、穗长、每节间长度（由下而上依次为基部1、2、3.......节间）等性状。

两次试验的结果基本一致，28份供试材料对GA₃的反应差异显著，根据其胚芽鞘长和苗长的增长率，可以分为以下几种类型：（1）胚芽鞘长及苗长的增长均在1倍以上，共计13份，以黎明和H0563增加最为显著，胚芽鞘长分别增加523.6%和357.6%，苗长增加346.3%和207.1%；（2）胚芽鞘长及苗长仅有一种类型增长在1倍以上，另一种虽不足1倍，但与对照差异显著，共计5份；（3）胚芽鞘长及苗长的增长均不足1倍，但与对照差异显著，共计4份；（4）胚芽鞘长及苗长两指标，与对照比增长均不显著或一个显著或另一个不显著，共计6份。

前人的研究结果已表明黎明、南京11均具有sd-1基因。具有sd-1基因的品种对GA₃反应敏感^{［1、2、3］}。在本试验中，以上两品种胚芽鞘长和苗长对GA₃反应极为敏感，尤其黎明最为显著。另外在苗期表现敏感或较敏感的18份品种中，已知有CM719、CM296、H0563、M92、矮生白筇世、北大系、矮银坊^［2］与sd-1非等位，因而其它苗期表现敏感的品种，与sd-1等位与否尚不能定论，仍需做进一步研究。具有与sd-1不等位矮秆基因的有雪河矮早、CM45、CM298、大黑、短秆白筇世对GA₃反应相对不敏感，此种类型品种还有矮4、紫叶矮等未知基因位点的矮秆材料。

在供试的材料中，共计有7份材料，株高虽有所增加或减小，但差异不显著，其中已知雪河矮早和日本材料CM296、H0563、晚神力、大黑的基因位点与sd-1非等位，矮4和紫叶矮增幅分别为3.73%、4.9%，可推断这两个品种与sd-1基因位点为非等位关系。另外，共计有21份材料对GA3反应敏感，株高增幅为11.3%～116.0%，其中作为参照的含有sd-1基因的黎明、南京11增幅分别为12.97%、15.6%，矮2增幅最大达116%，已知具有与sd-1非等位基因的矮银坊和来自日本的材料CM719、M29、M92、矮生白筇世、CM45、CM298、北大系、矮秆白筇世株高增幅也达显著或极显著水平，故由此推论其它增幅显著的品种与sd-1是否等位，尚不能确定。

28份材料有20份苗期和成株期的反应是一致的，说明苗期和成株期对GA₃的敏感性具有一定的相关性。在不相一致的材料中，矮4、CM296胚芽鞘长和苗长虽增加显著，但相比较处于中等敏感程度；大黑、雪河矮早仅有胚芽鞘长增幅达显著水平，而对苗长与株高的影响均未达显著水平；H0563苗期反应极为敏感，而成株期反应未达显著水平；CM45、CM298、盐变仅苗长反应不敏感。对出现以上几种异同类型的原因，有待于进一步研究。2.4 GA₃对株高构成因素的影响

株高是由穗长和各节间长度构成的。GA₃对各株高构成因素影响因材料而异，如矮1、南京11基部一、二节间显著增长，其它节间变短，正负抵消后，株高仍显著变长。矮9是第二、第三节间增长，CM296则仅为基部第一节间增长，大黑则为基部第二节间和穗长显著增长，紫叶矮分别为基部节间和穗下节间显著增长，晚神力不仅GA₃对株高没有增高作用，而是有矮化株高趋势，喷GA₃基部节间分别为7.67cm和6.17cm，对照则为11.17cm和7.5cm。在表2中有6个品种，株高变化不显著，表观原因是正负作用趋于平衡从而引起变化不显著。

3.1 用GA₃处理矮秆水稻品种幼苗，可引起胚芽鞘和苗长明显增长，但不同品种的幼苗对同一浓度GA₃处理的反应有显著差异。本试验中，含有与籼稻相同的sd-1基因的黎明、南京11苗期对GA₃的反应比其它品种较为敏感，在其它对GA₃反应敏感品种中，由于日本品种的已知矮秆基因是与sd-1非等位的，说明粳稻中存在若干矮秆基因对GA₃反应敏感。因而，在粳稻矮秆品种鉴定中，不能仅依据苗期反应敏感与否判断其具有sd-1基因，但可认为苗期反应不敏感者具有与sd-1非等位的矮秆基因。与董凤高等研究结果相似^［4］。

3.2 从本试验结果可以看出，粳稻矮秆品种对GA₃的反应比较复杂，虽多数品种苗期反应与成株期趋势基本一致，但也存在着多种特殊类型，如H0563，苗期对GA3反应极为敏感，成株期反应则不敏感，大黑、雪河矮早仅苗期胚芽鞘长与对照差异显著，苗长和成株期则差异不显著；晚神力苗期反应不敏感，成株期却有矮化作用，对出现以上几种特殊类型的原因尚需进一步研究。

3.3 在我们收集的尚不明确基因位点的矮秆材料中，矮4苗期表现出一定的敏感性，成株期差异不显著，紫叶矮苗期与成株期差异均不显著，可以初步判定矮4、紫叶矮与sd-1基因为非等位关系。矮4是江苏省地方高秆品种91-1天然突变体，株高65cm，每穗粒数110～120粒左右，千粒重26g；紫叶矮，株高44cm，每穗粒数50～60粒，千粒重21g。其它矮秆材料虽对GA₃敏感，但是否是与sd-1基因等位及这些品种在育种中的应用，尚需进一步研究。

1 顾铭洪，朱立宏.几个矮秆籼稻矮秆基因等位关系的初步分析.遗传.1979,1（6）：10～13

2 朱立宏，李欣.粳稻矮生性的遗传研究.南京农学院学报.1985,13:12～26

3 林鸿宣，熊振民，闵绍楷，等.矮生性水稻对赤霉素反应的初步研究.中国水稻科学.1991，5（1）：13～18

4 董凤高，熊振民，闵绍楷，等.应用赤霉素对水稻矮秆基因资源进行苗期鉴定和研究.南京农业大学学报.1992，15（3）：13～19

The responses of japonica dwarf varieties to gibberellic

acid treatment at seedling and adult stage

XU Dayong DU Yong XU Minquan PAN Qimin

Abstract The effect of GA₃ on 28 japonica dwarf varieties was studied. The results showed that the response of the plants to GA₃ of most tested varieties were similar at seedling and shooting stages while there was a little difference in some varieties.In japonica rice,the varieties with sd-1 dwarf gene were sensitive to GA₃.However,not all the GA₃-sensitive varieties have sd-1 gene.It is concluded that Ai-4 and Ziyeai might carry non-allelic to sd-1.The effect of GA₃ on the elements of plant height was different.Of all elements of plant height,the response of first and second base internodes to GA₃ were most significant.

Key words Japonica varieties;Dwarf gene;Gibberellic acid;Response