劉賀梅 王書玉 劉經(jīng)緯 孫建權(quán) 張 栩 殷春淵 田芳慧 張金霞 劉翼成
(河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,新鄉(xiāng) 453002)
長期以來,由于我國水稻育種的目標(biāo)是主攻產(chǎn)量,對品質(zhì)重視不足,近10 年來雖然加強(qiáng)了品質(zhì)育種工作,但著眼點(diǎn)主要是稻米外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì),而對食味品質(zhì)尚未給予足夠的重視[1]?!笆濉币詠?,繼水稻高產(chǎn)育種、品質(zhì)育種和抗性育種之后,水稻食味育種已在我國各地相繼展開,呈現(xiàn)廣闊的市場應(yīng)用前景。另外,隨著年輕勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移,從事勞作的人口銳減并老齡化,依靠人工操作的傳統(tǒng)手插秧方式已不能滿足新時(shí)期稻作的發(fā)展需求,培育適于省工、省力、節(jié)本、增效的輕簡化栽培的水稻新品種成為目前普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。因此,加強(qiáng)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、食味佳、抗病、適于輕簡化栽培水稻新品種的選育是現(xiàn)階段的育種方向。
河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻科研工作始于1950 年,歷經(jīng)70 多年的發(fā)展,積累了豐富的育種資源和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),取得了累累碩果。先后育成水稻新品種(組合)35 個(gè),其中9 個(gè)品種通過國家審定,16個(gè)品種通過省級審(認(rèn))定;獲得科技成果獎(jiǎng)勵(lì)43項(xiàng),其中獲河南省重大科技成果獎(jiǎng)1 項(xiàng),河南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)11 項(xiàng),神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)1 項(xiàng);截至目前育成的新稻系列品種在黃淮稻區(qū)推廣應(yīng)用累計(jì)約700 萬hm2,新增社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益約130 億元,為黃淮稻區(qū)水稻生產(chǎn)作出了突出貢獻(xiàn)[2]。
1.1 育種思路通過認(rèn)真分析黃淮稻區(qū)水稻生產(chǎn)現(xiàn)狀,提出了每667m2產(chǎn)量達(dá)650kg 以上,品質(zhì)達(dá)國家優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn),抗多種水稻病害的育種目標(biāo)。本著綜合兼顧的育種思路,選育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、食味佳類型水稻新品種。為此,提出了“水稻綜合育種技術(shù)”新思路,即采用“目標(biāo)性狀親本互補(bǔ)雜交、多品種復(fù)合雜交、多性狀協(xié)調(diào)選擇、多年多點(diǎn)生態(tài)鑒定”等綜合育種技術(shù)路線。
1.2 技術(shù)措施具體技術(shù)措施為:選擇接近目標(biāo)性狀且互補(bǔ)的親本,群體選擇以高光效為主攻方向,以理想株型的選育為突破口,多品種復(fù)合雜交、多性狀協(xié)調(diào)選擇,通過多年、多點(diǎn)生態(tài)鑒定其豐產(chǎn)性及抗性水平等。
1.2.1 選擇優(yōu)點(diǎn)多的親本本著地理來源較遠(yuǎn)、遺傳基礎(chǔ)豐富、雙親優(yōu)點(diǎn)多且互補(bǔ)的原則選擇親本。為豐富親本的多樣性,積極從省內(nèi)外兄弟單位引進(jìn)新的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病的種質(zhì)資源材料。
1.2.2 低代F1 超親組合的選擇低代F1選擇超親組合,即選擇生物性狀和經(jīng)濟(jì)性狀均明顯優(yōu)于親本的材料作為重點(diǎn)組合。為聚合多種優(yōu)良基因,采用復(fù)交的形式進(jìn)行親本配組。
1.2.3 多性狀協(xié)調(diào)選擇后代采用系譜法與集團(tuán)法相結(jié)合的育種選擇技術(shù)進(jìn)行分離后代大群體的構(gòu)建和選擇。低世代采用集團(tuán)種植,混合收獲,F(xiàn)3后進(jìn)行單株選擇,系統(tǒng)選育。單株選擇注重超高產(chǎn)水稻理想株型與穩(wěn)定優(yōu)勢利用相結(jié)合,通過田間鑒定、室內(nèi)考種等手段篩選目標(biāo)性狀群體[1]。
1.2.4 “雙低雙高”優(yōu)質(zhì)食味稻的選育在新品系選育過程中,篩選出“低堊白、低直鏈淀粉,高整精米率、高食味值”的水稻新品系。通過糙米率、精米率和堊白度的測定評價(jià)稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì);通過直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量和食味值的測定來評價(jià)稻米的食味品質(zhì),從而選育出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、食味佳的粳稻新品種,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的同步改良。
1.2.5 生態(tài)鑒定抗性和適應(yīng)性抗性強(qiáng)、適應(yīng)性廣是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)水稻品種是否能適應(yīng)不同環(huán)境、不同栽培方式進(jìn)行大面積推廣的保證。為提高品種的抗逆性,充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)和增產(chǎn)潛力[3],利用沿黃稻區(qū)、豫南稻區(qū)、蘇北稻區(qū)及海南地區(qū)不同的生態(tài)氣候條件開展生態(tài)育種,通過鑒定篩選,及時(shí)淘汰感病品系,篩選出生長健壯、具有理想株型的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病新品系。
經(jīng)過多年選育,在“十三五”期間育成和推廣的早熟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、食味佳、抗病粳稻品種有3 個(gè),分別是新稻69、新科稻31 和新稻89。
2.1 新稻69新稻69(豫審稻2016002)于2016年通過河南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定,具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、米質(zhì)優(yōu)、食味佳等優(yōu)點(diǎn),是河南省自2012年啟動(dòng)豫南粳稻品種試驗(yàn)以來第一個(gè)通過審定、適宜豫南稻區(qū)“秈改粳”種植的粳稻品種[4]。該品種屬粳型常規(guī)水稻品種,全生育期155d,株高105cm,株型緊湊,莖稈粗壯,畝有效穗數(shù)20 萬穗左右,每穗總粒數(shù)約150 粒,結(jié)實(shí)率85%左右,千粒重25.5g。產(chǎn)量表現(xiàn):2013-2014 年參加豫南粳稻區(qū)域試驗(yàn),2 年每667m2平均產(chǎn)量576.4kg,比對照鄭稻18號增產(chǎn)13.0%,達(dá)極顯著水平;2015 年參加豫南粳稻生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量600.4kg,較對照增產(chǎn)21.2%,居參試品種第1 位。2016 年在河南省駐馬店市正陽縣大林鎮(zhèn)百畝示范方進(jìn)行實(shí)收測產(chǎn),平均產(chǎn)量645.0kg??剐裕旱疚敛【C合抗性指數(shù)為6.0,抗紋枯病,中抗白葉枯病,中感稻瘟病。品質(zhì):2014 年經(jīng)農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(武漢)檢測,達(dá)國家優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)2 級。食味品評:2018-2019 年采用北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司和日本佐竹公司合作開發(fā)生產(chǎn)的JSWL200 大米食味計(jì)多次對新稻69的食味值進(jìn)行測定,達(dá)到好吃標(biāo)準(zhǔn)。通過蒸米品評,新稻69 綜合評分較高,適口性較好,表明該品種食味品質(zhì)較好。
2.2 新科稻31新科稻31(國審稻20170074)于2017 年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審 定[5]。新科稻31 豎葉、直穗、早熟、抗病、米質(zhì)優(yōu)、食味佳、具有清香味[1]。該品種屬中熟常規(guī)粳稻類型,全生育期151.7d。綜合農(nóng)藝性狀好,株型緊湊,株高100.3cm,分蘗力較強(qiáng),生長清秀,根系發(fā)達(dá),莖稈粗壯,穗大粒多,著粒較密,穗型直立,成熟落黃好,有香味。畝有效穗數(shù)20.7 萬穗,每穗總粒數(shù)147.4粒,結(jié)實(shí)率91%,千粒重25.2g[6]。產(chǎn)量表現(xiàn):2015-2016 年參加國家黃淮粳稻組區(qū)域試驗(yàn),2 年區(qū)域試驗(yàn)每667m2平均產(chǎn)量674.76kg,較對照徐稻3號增產(chǎn)7.16%。2016 年參加國家黃淮粳稻組生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量673.74kg,較對照徐稻3號增產(chǎn)4.8%[5-6]。2017 年在河南省原陽縣太平鎮(zhèn)菜吳村機(jī)插秧百畝示范方,實(shí)收實(shí)打平均產(chǎn)量708.3kg??剐裕旱疚敛【C合指數(shù)3.5,穗頸瘟損失率最高級3 級,條紋葉枯病抗性等級5 級,中抗稻瘟病。品質(zhì):經(jīng)農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(武漢)檢驗(yàn),綜合評價(jià)達(dá)國家優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)3 級。食味品評:2018-2020 年采用JSWL200 大米食味計(jì)多次對新科稻31的食味值進(jìn)行測定,達(dá)到好吃標(biāo)準(zhǔn)。通過蒸米品評,新科稻31 綜合評分較高,氣味較好。
2.3 新稻89新稻89(豫審稻20180007)于2018年通過河南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定,2019 年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定,審定編號:國審稻20190161,具有高產(chǎn)、抗病、米質(zhì)優(yōu)、食味佳等特點(diǎn)[1]。該品種屬粳型常規(guī)水稻品種,全生育期154.6d。株高110.3cm,畝有效穗數(shù)22.2 萬穗,每穗總粒數(shù)133.0 粒,結(jié)實(shí)率90%,千粒重26.3g[7]。產(chǎn)量表現(xiàn):2016-2017 年參加國家北方黃淮粳稻組水稻聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn),2 年每667m2平均產(chǎn)量663.1kg,比對照徐稻3號增產(chǎn)4.2%。2018 年參加國家北方黃淮粳稻組水稻聯(lián)合體生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量655.3kg,比對照徐稻3號增產(chǎn)5.4%??剐裕旱疚敛【C合指數(shù)4.7,穗頸瘟損失率最高級5 級,條紋葉枯病最高級5 級;中感稻瘟病、條紋葉枯病和白葉枯病。品質(zhì):2016 年經(jīng)農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(武漢)檢測,達(dá)國家優(yōu)質(zhì)稻米3 級標(biāo)準(zhǔn)。食味品評:2019-2020 年采用JSWL200 大米食味計(jì)多次對新稻89的食味值進(jìn)行測定,達(dá)到好吃標(biāo)準(zhǔn)。通過蒸米品評,新稻89 綜合評分較高,味道較好。
3.1 育種目標(biāo)根據(jù)生產(chǎn)需要確定育種目標(biāo)。針對當(dāng)前存在的品種遺傳基礎(chǔ)狹窄、同質(zhì)化嚴(yán)重,自然災(zāi)害頻發(fā)、水稻灌漿后期低溫危害、稻瘟病危害嚴(yán)重,適應(yīng)輕簡化栽培方式的品種及配套栽培技術(shù)比較缺乏等問題,加強(qiáng)早熟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病、耐旱、高效水稻新品種選育將是下一步育種的主要目標(biāo)。
3.2 主要技術(shù)措施
3.2.1 繼續(xù)加強(qiáng)種質(zhì)資源創(chuàng)新研究與利用廣泛征集特異材料,利用遠(yuǎn)緣雜交聚合多種優(yōu)良種質(zhì)特性,重點(diǎn)創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)米資源種質(zhì)、抗稻瘟病資源種質(zhì)等[8],擴(kuò)充親本來源。
3.2.2 品質(zhì)、豐產(chǎn)性、農(nóng)藝性狀、綜合抗性同步改 良首先,要品質(zhì)、產(chǎn)量同步提高,不能一味追求優(yōu)質(zhì)而犧牲產(chǎn)量;其次,綜合抗病性要好,以減少農(nóng)藥使用量,實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型;再次,肥料要高效利用,節(jié)水、耐旱,以減少用水量,實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型;最后,要吃得好、吃得有特色,含有一定的微量元素等,對身體健康有利,實(shí)現(xiàn)功能型。重點(diǎn)選育早熟、優(yōu)質(zhì)、適宜輕簡化栽培的水稻新品種及特異優(yōu)良食味米品種。
3.2.3 創(chuàng)新育種手段,提高育種水平逐步開展分子標(biāo)記輔助選擇育種,提高選擇效率;初步探索兩系法、第三代雜交稻、花粉培養(yǎng)等育種技術(shù)在粳稻新品種選育上的應(yīng)用;加強(qiáng)新品系生態(tài)適應(yīng)性和稻瘟病抗性鑒定等工作[9]。
3.2.4 開展新品種配套栽培技術(shù)研究不斷提升配套栽培技術(shù)研究與集成水平,為優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。圍繞優(yōu)質(zhì)稻米形成的作用機(jī)理進(jìn)行研究,通過采用一定的栽培技術(shù)調(diào)控手段,提升稻米品質(zhì),初步探索出與品質(zhì)相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)及主要栽培措施。
3.2.5 做好新品種示范與推廣工作圍繞當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)需要,做好新品種示范與推廣工作。建立規(guī)范化的新品種示范基地;舉辦技術(shù)培訓(xùn)班,在水稻生產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)期及時(shí)培訓(xùn)種植農(nóng)戶,結(jié)合示范基地現(xiàn)場觀摩進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。