水稻花药培养及其应用
大田农艺《现代农业科技》２００８年第１７期
水稻花药培养及其应用
柳美南
钟海明
陈绵桥
姚志坚
黄蓉芬
唐娟
刘海林
（江西省萍乡市农业科学研究所，江西萍乡３３７０００）
摘要概述水稻花药培养的基础理论研究以及水稻花药培养在杂交水稻育种方面的应用，并提出了存在的问题，同时展望花药培养
与转基因工程相结合成为杂交水稻育种的新方向。
关键词水稻；花药培养；理论研究；应用
文献标识码Ａ文章编号１００７－５７３９（２００８）１７－０２３４－０１中图分类号Ｓ５１１．０３５．３
１９６８年新关宏夫等首先通过花药培养诱导小孢子再生
这些单倍体植株可自发植株成功，培养出单倍体花粉植株。
或人工加倍形成正常的二倍体植株。加倍形成的二倍体是纯合体，其性状稳定，不会发生分离［１］。在这期间，花药培养为水稻的育种工作做出了重大的贡献，是水稻的一个非常重要和实用的育种手段。
关，其中最高的能达到对照的５．１倍。而且，多种激素成分的培养基比单一激素成分的花药培养效果要好。在培养基中加入蔗糖和麦芽糖（３％蔗糖＋３％麦芽糖）对出愈率及培养力氮源现在一般都用硝态氮，因为高浓度的改善效果更佳［５］。
的氨态氮会明显抑制愈伤组织的形成。朱永生等指出，ＮＨ４＋
／ＮＯ３－为５．３／２８．０对提高籼粳杂交后代花药培养力的效果
最好［５］。在培养基中添加有机物，如马铃薯提取液、丝瓜伤流液、椰子汁等对提高愈伤组织诱导率和绿苗分化率具有明显效果。
１１．１
水稻花药培养理论研究取材
早期的水稻花药培养常用Ｆ１代的材料，由于选材盲目
性大，培育出的植株中有利用价值的较少。所以现在取材，一般是选用Ｆ３或Ｆ４代材料进行花培［２］。取材的时间最好选在晴天的下午，选取剑叶与下一叶的叶距５￣１０ｃｍ的带苞叶稻穗，此时幼穗的颖壳宽度已接近成熟的大小，颖壳呈现淡绿色，雄蕊伸长达颖壳的１／３￣１／２，花药发育处于单核中晚期［３］。
２水稻花药培养的实际应用
在过去４０年的时间，花药培养在水稻研究中得到广泛
的应用。不育系和恢复系由于长时间的使用会发生不同程度的退化，因此严格的提纯复壮措施非常必要。花培育种在不育系和恢复系的提纯上应用较多。葛美芬等［６］配套提珍汕９７Ａ和恢复系明纯了汕优６３的三系材料珍汕９７Ｂ、
恢６３。１９９３年张家宏等［７］对水稻印尼水田谷６号质源不花培过程产育系Ⅱ－３２Ａ和优ⅠＡ的花培提纯获得成功。
生的变异为水稻的选育提供了新的遗传基础材料，选育出了一些应用广泛的新恢复系和新的组合。如四川农业大学水稻研究所选育出的恢复系花广５１８、花广５４９、花广１３５７和蜀恢１６２等广亲和恢复系。张志雄等［８］利用花培技术选育出了恢复系川恢８０２和组合Ⅱ优８０２。另外，由于水稻籼粳杂种和爪籼杂种的后代稳定非常慢，可以对其杂种后代进行花药培养，加速其杂种后代的稳定，以加速水稻育种的进程。利用花培技术已选育出了具有良好育性转换特性的光温敏不育系Ｉ－ＩＳ－１、Ｉ－ＩＳ－２、１１０３Ｓ、Ｈ１２８６Ｓ、１６４７Ｓ、在常规育种中也利用花培技术育ＺＮＤＢＳ和培ＭＳ－１等［９］。
出了很多优良的常规品种，如中花８号、中花１０号、中花１２号、中花１３号、中花１４号、单丰１号等，还有高抗寒的龙粳
１．２低温预处理
由于水稻的花药培养，从接种到孢子体途径分裂的启
动，期间有几天的发育停滞期，经过低温预处理后便可消除这段停滞期。预处理还可延缓花药的退化，为启动花粉雄核发育所需生化变化的进行赢得时间。将材料置于９￣１０℃的冰箱中，预处理８ｄ（籼稻）或１０￣１５ｄ（粳稻和籼粳杂交组合）。
１．３基本培养基
继最初使用Ｍｉｌｌｅｒ培养基进行花培成功后，通过大量
试验及比较，迄今已获得适合各种不同水稻花培材料的培养基。如通用和Ｍ８培养基对各种类型材料具有普遍适用性，Ｎ６比较适合粳稻材料，合５适用籼稻类型的材料，ＳＫ３适用于籼粳杂种后代。ＭＳ培养基是用在分化阶段的培养基。而在实际应用中我们要针对不同的基因型材料对培养基进行调整，以达到最佳的培养效果。
１．４激素、碳源、氮源和有机物
培养基中的激素、碳源、氮源和有机物对花药培养有较
８号。３
水稻花药培养中存在的问题及展望
虽然水稻花药培养的技术已逐日完善，但也存在许多技术难题和理论问题。其中最主要的问题是花药培养得苗率（出愈率×绿苗率）低，尤其是籼稻的花药培养得苗率更低，籼稻花培的得苗率只有１．０％￣１．５％。为了提高籼稻花培绿苗率，梅传生等［１０］，研制了一种提高绿苗率的新培养基Ｍ８。经试验证明Ｍ８确实大大提高了籼稻的绿苗率。已有的大量试
（下转第２３６页）
大的影响效果。合理使用和配比２，４－Ｄ、６－ＢＡ、ＫＴ和ＩＡＡ等激素可以提高水稻的花药培养力，对花培起到促进作用。李大林等进行了用２，４－Ｄ浸幼穗茎节的试验，发现在
［４］
０￣６ｍｇ／Ｌ的浓度范围内，绿苗生产率与２，４－Ｄ浓度呈正相
作者简介收稿日期
柳美南（１９７８－），女，江西萍乡人，助理农艺师，从事水稻遗
传育种研究工作。
２００８－０７－２５
大田农艺《现代农业科技》２００８年第１７期
１３０４万元；玉米增产８１０ｋｇ／ｈｍ２，增收９７５元／ｈｍ２，总产增７７２０ｔ，新增产值９５６万元；２项合计增产１．５９万吨，增加经
济收入２２３０万元。测土配方施肥是我县农业生产中的一项重要技术措施。
ｋｇ／ｈｍ２；追肥：分蘖期施尿素１２０￣１５０ｋｇ／ｈｍ２，孕穗期施尿素６０￣９０ｋｇ／ｈｍ２，抽穗期施硫酸二氢钾３ｋｇ／ｈｍ２加尿素７．５ｋｇ／ｈｍ２
对水喷施，防止早衰。
５．２５．２．１
玉米
不同生长时期玉米对养分的需求特点。每个生长时
５５．１
水稻、玉米测土配方施肥技术水稻
基肥。有机肥属完全肥料，含有各种养分，除氮、磷、
期玉米需求养分的比例不同，玉米从出苗到拔节，吸收氮素有效磷１．２％、有效钾３％；从拔节到开花，吸收氮素２．５％、
有效磷６３．８％、有效钾９７％；从开花到成熟，吸收氮４６．３％、５１％、
有效磷３５．１％、有效钾为０。
５．１．１
钾外，还有钠、镁、硫、钙及各种微量元素。施用有机肥可以改善土壤通气性能，提高保水保肥性能，促进稻株稳健生长，从而有利于水稻获得高产。
５．２．２玉米整个生长期内对养分的需求量是氮素最多，钾
５．１．２氮肥。适量施用氮肥可以促进水稻发棵，但过量施肥次之，磷居第３位。一般每生产１００ｋｇ籽粒需要从土壤中吸收纯氮２．５ｋｇ，五氧化二磷１．２ｋｇ，氧化钾２．０ｋｇ，氮磷钾比例为１．００∶０．４８∶０．８０。
变青、倒伏、病虫害加剧，而用，不仅会造成无效分蘖增多、
且会导致空秕粒多，结实率下降，影响产量。因此，在水稻生长过程中要注意控制氮肥用量。
５．２．３施肥量和施肥方法。基肥施有机肥１５．０￣２２．５ｔ／ｈｍ２；
５．１．３重视施用磷钾肥。磷钾肥是水稻生长发育不可缺少种肥施测土配方玉米专用肥４５０￣６００ｋｇ／ｈｍ２；苗肥在拔节后
的元素，可增强植株体内活力，促进养分合成与运转，加强光合作用，延长叶片的功能期，使谷粒充实饱满。
１０ｄ内追施，能促进茎生长和促进幼穗分化作用，施尿素１２０￣１５０ｋｇ／ｈｍ２；穗肥在玉米抽雄前１０￣１５ｄ大喇叭口期施
入，能有效促进穗大粒多，并对后期灌浆饱满有良好效果，施尿素１８０￣２２５ｋｇ／ｈｍ２。
［２］ＳＷＡＩＮＥＤＪ．Ｔｈｅｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｉｎｓｏｉｌ［Ｊ］．Ｃｏｍｍｏｎｗｅａｌｔｈ
ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＢｕｒｅａｕ，Ｅｎｇ，１９９５（１７１）：１３４－１４１．
［３］刘铮．中国土壤微量元素［Ｍ］．南京：江苏科学技术出版社，１９９６．
［４］ＧＵＳＴＡＦＳＳＯＷＪＰ，ＪＯＨＮＳＳＯＮＬ．ＳｅｌｅｎｉｕｍｒｅｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｏｆＳｗｅｄｉｓｈｆｏｒｅｓｔｓｏｉｌｓ［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，１９９２，４３（３）：４６１－４７２．
［５］王金达，于君宝，张学林．黄土高原土壤中硒等元素的地球化学特征
［Ｊ］．地理科学，２０００，２０（５）：４６９－４７３．
［６］吴少尉，池泉，陈文武，等．土壤中硒的形态连续浸提方法的研究［Ｊ］．土壤，２００４，３６（１）：９２－９５．
［７］王美珠，章明奎．我国部分高硒低硒土壤的成因初探［Ｊ］．浙江农业大
学学报，１９９６，２２（１）：８９－９３．
［８］侯少范，王丽珍，李德珠，等．控制土壤硒化学行为因素的探讨［Ｊ］．地
理研究，１９９１，１０（４）：１２－１７．
［９］易秀．生态环境中的硒及其地方病［Ｊ］．西安工程学院学报，２０００，２２（４）：
６９－７２．
［１０］李永华，王五一．硒的土壤环境化学研究进展［Ｊ］．土壤通报，２００２，３３
（３）：２３０－２３３．
［１１］候军宁．硒的土壤化学研究进展［Ｊ］．土壤学进展，１９８７，１５（１）：１０－１７．［１２］赵少华，宇万太，张璐，等．环境中硒的生物地球化学循环和营养调
控及分异成因［Ｊ］．生态学杂志，２００５，２４（１０）：１１９７－１２０３．［３］向发云，宋志江，刘凯，等．花药培养在籼稻恢复系提纯与改良中的应
用［Ｊ］．湖北农业科学，２００７（１）：１５－１７．
［４］李大林．提高水稻花药培养效率分析［Ｊ］．农艺科学，２００４，２０（４）：１２８－１３１．
［５］陈红，秦瑞珍．水稻花药培养过程中各种影响因子的研究进展［Ｊ］．中
国农业科技导报，２００７，９（３）：５２－５６．
［６］葛美芬．花药培养在籼型野败型不育系提纯复壮上的应用［Ｊ］．江苏农
业学报，１９８５（１）：２５－３２．
［７］张家宏，陈劲松．水稻印尼水田谷６号质源不育系花培提纯研究［Ｊ］．杂
交水稻，１９９３（３）：１５－１８．
［８］张志雄，张安中．利用花培纯系培育中杂交稻新组合Ⅱ优８０２［Ｊ］．杂交
水稻，１９９５（６）：３６．
［９］姜健，金成海．水稻花药培养研究与应用进展［Ｊ］．中国农学通报，２００１，
１７（４）：４９－５１．
［１０］梅传生，张金渝，吴光南．籼稻花培绿苗率的提高［Ｊ］．江苏农业学报，
１９８８（４）：４５－４８．
５．１．４适当补充中、微量元素。具体操作，基肥：有机肥施腐
熟厩肥１５．０￣２２．５ｔ／ｈｍ２，测土配方的水稻专用肥５２５￣６００（上接第２３３页）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
殖质结合，一般情况下，与富里酸结合的硒能被植物吸收，与胡敏酸结合的硒难以被植物吸收［１０－１２］。
土壤中硒的多少与黏粒含量密切相关，呈极显著的正相关关系，土壤质地越黏重，硒含量就越高。
４土壤中硒的赋存形态及转化
土壤硒的赋存形态因分类方法而异，按原子价态可分
为元素硒、硒化合物、亚硒酸盐、硒酸盐及有机硒和挥发硒。土壤中硒形态随外界条件变化而转化。此外，土壤中各种形态硒因酸碱度、氧化还原电位等的变化而发生转化。土壤中硒以不同形态存在，对植物的有效性各异。植物能吸收利用的硒，包括部分有机硒（占水溶态硒的３０％～硒酸盐和９５％）、亚硒酸盐。
５参考文献
［１］何振立．污染及有益元素的土壤化学平衡［Ｍ］．北京：中国环境科学出版社，１９９８．
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第２３４页）
验证明，除了基本培养基的使用有一定的模式外，对某一特定的材料要尝试不同的成分配比。而且籼型品种一次成苗的绿苗率比多级成苗的高。
目前，籼粳中间型材料已成为花培育种研究的主体材料之一，籼粳杂交稻的花药培养是我国选育超高产杂交水稻的有效途径之一。花药培养与转基因工程相结合，培养具有优质、高产、多抗优点的新品种，是现代水稻育种的发展方向。
４参考文献
［１］肖国樱．水稻花药培养研究综述［Ｊ］．杂交水稻，１９９２（２）：４４－４６．
［２］罗琼，曾千春，周开达，等．水稻花药培养及其在育种中的应用［Ｊ］．杂
交水稻，２０００（１５）：１－２．