楊東 鄭長(zhǎng)林
(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所,福州 350018;第一作者:121187207@qq.com;*通信作者:361655780@qq.com)
據(jù)2022 年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織《世界糧食安全和營(yíng)養(yǎng)狀況》報(bào)告表明,2021 年全球8.28 億人受饑餓困擾,占全世界人口的近10%。而且,隨著環(huán)境持續(xù)惡化,耕地面積減少,全球人口不斷增長(zhǎng),糧食短缺問(wèn)題日益突出。全球50%以上人口以水稻為主食來(lái)源[1]。據(jù)估計(jì)2050 年全球人口將達(dá)到90 億,要滿(mǎn)足人類(lèi)的食物需求,需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高水稻產(chǎn)量60%以上[2-3]。水稻育種在經(jīng)歷高稈變矮稈、常規(guī)稻變雜交稻,在產(chǎn)量上實(shí)現(xiàn)了兩次巨大飛躍后,很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有取得重大突破,育種親本的遺傳基礎(chǔ)狹窄是主要原因之一[4]。
秈粳雜交稻具有更強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì),在產(chǎn)量及適應(yīng)性等方面表現(xiàn)強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)[5]。近年來(lái),育種家通過(guò)實(shí)踐表明,秈粳亞種間雜交后代比傳統(tǒng)的秈秈交和粳粳交后代具有更明顯的雜種優(yōu)勢(shì),應(yīng)用其優(yōu)勢(shì)來(lái)選育超高產(chǎn)量水平的雜交水稻是當(dāng)前育種的重要技術(shù)手段之一[6]。而且,秈粳交水稻組合大多數(shù)以粳型不育系為母本,秈型或中間型恢復(fù)系為父本,即為粳不秈恢亞種間雜交水稻[7]。如中國(guó)種子集團(tuán)有限公司選育的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗中粳優(yōu)9313、寧波種業(yè)股份有限公司選育的莖稈粗壯、分蘗力強(qiáng)、穗大粒多、結(jié)實(shí)率高、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好、適應(yīng)性廣、后期青稈黃熟、米質(zhì)較優(yōu)的組合甬優(yōu)1540 和甬優(yōu)2640 等,浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所選育的被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部認(rèn)定為超級(jí)稻的浙優(yōu)18 和穗大粒多、耐肥抗倒、后期青稈黃熟、米飯口味佳的浙優(yōu)21。因此,要育成強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的秈粳雜交稻組合,選育配合力好的粳型不育系尤為重要。
福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所利用武運(yùn)粳7 號(hào)為母本,以徐稻4 號(hào)為父本雜交獲得F1,通過(guò)自交得到F2;再以淮稻5 號(hào)為母本,以鎮(zhèn)稻88 為父本雜交得F1,通過(guò)自交得到F2。分別在這2 個(gè)F2群體中選擇優(yōu)良單株進(jìn)行復(fù)交,利用系譜法在后代中連續(xù)多年選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株加代穩(wěn)定,得到穩(wěn)定株系F5,與臺(tái)中65A 連續(xù)回交,得到穩(wěn)定粳型不育系,命名為竹稻08A。該不育系于2023 年通過(guò)福建省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)鑒定[鑒定號(hào):閩鑒稻(不育系)2023003],已獲品種權(quán)申請(qǐng)受理(申請(qǐng)?zhí)枺?0231002000)。
竹稻08A 親本來(lái)源為:臺(tái)中65A/竹稻08B(武運(yùn)粳7 號(hào)/徐稻4 號(hào)//淮稻5 號(hào)/鎮(zhèn)稻88)。2011 年春季,在海南三亞,用武運(yùn)粳7 號(hào)為母本,以徐稻4 號(hào)為父本雜交獲得F1;再以淮稻5 號(hào)為母本,以鎮(zhèn)稻88 為父本雜交得F1。2011 年正季在福建沙縣通過(guò)2 個(gè)F1株系自交,獲得2 個(gè)F2群體。2012 年春季,在海南三亞,在2 個(gè)F2群體中篩選優(yōu)良單株進(jìn)行復(fù)交,獲得F1株系。2012 年正季至2014 年春的南繁季,在后代選擇株葉形態(tài)好的單株自交。2014 年正季,利用獲得的基本穩(wěn)定單株(F5)與臺(tái)中65A 進(jìn)行測(cè)交,2015 年春季在海南三亞成對(duì)種植,在抽穗揚(yáng)花期對(duì)測(cè)交F1進(jìn)行花粉育性鏡檢并套袋考察自交情況,淘汰不良群體。后代不斷在三亞和沙縣進(jìn)行穿梭育種選擇,經(jīng)過(guò)BC1~BC5連續(xù)5 個(gè)世代回交轉(zhuǎn)育,于2017 年育成育性穩(wěn)定、開(kāi)花習(xí)性好的不育系竹稻08A。
經(jīng)過(guò)多代回交轉(zhuǎn)育,在福建沙縣育種基地、海南育種基地等地對(duì)竹稻08A 花粉鏡檢和套袋鑒定,花粉以染敗為主,套袋自交結(jié)實(shí)率為0,不育株率100%。2017年在海南育種基地對(duì)竹稻08A 進(jìn)行套袋育性觀察,無(wú)自交結(jié)實(shí),育性穩(wěn)定。
竹稻08A 群體整齊,株型適中,葉片寬度中等,分蘗力中,葉鞘綠色,稃尖、柱頭無(wú)色。在福建沙縣6 月2日播種,8 月25 日始穗,播始?xì)v期84 d;在海南三亞1月1 日播種,3 月25 日始穗,播始?xì)v期83 d。株高81~85 cm,主莖葉片數(shù)13~14 葉。劍葉長(zhǎng)20.6~22.2 cm,劍葉寬2.0~2.2 cm,每穗粒數(shù)141.0~152.0 粒,千粒重28.9 g左右。
竹稻08A 與保持系竹稻08B 親本來(lái)源之一的鎮(zhèn)稻88 相比,始穗期遲,谷粒略長(zhǎng)。
竹稻08A 不育系單株抽穗歷期6~9 d,破口后第3 d 進(jìn)入抽穗高峰期,到第6 d 累計(jì)抽穗率達(dá)90.5%,抽穗高峰期相對(duì)較集中。破口后第2 d 始花,日開(kāi)花數(shù)逐日增加,單叢開(kāi)花歷期7 d,正常晴好天氣條件下,早上9∶45 穎花開(kāi)放,10∶45—12∶15 盛花。一般繁殖制種田的異交結(jié)實(shí)率為30.0%以上。
對(duì)竹稻08A 分穗考察,其柱頭總外露率35.3%,其中柱頭雙邊外露率和單邊外露率分別為13.2%和22.1%。一般繁殖、制種產(chǎn)量可達(dá)150~225 kg/hm2。
2022 年6 月將海南三亞種植樣品送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè),竹稻08A 糙米率82.1%,精米率70.4%,整精米率62.1%,粒長(zhǎng)5.4 mm,長(zhǎng)寬比2.1,堊白粒率10%,堊白度1.4%,透明度2 級(jí),堿消值7.0 級(jí),膠稠度79 mm,直鏈淀粉含量12.6%,蛋白質(zhì)含量9.46%。
竹稻08A 配合力好,與Y 恢02 配組的竹稻優(yōu)802于2020—2021 年參加中國(guó)種子集團(tuán)有限公司水稻品種綠色通道長(zhǎng)江中下游麥茬秈稻組區(qū)域試驗(yàn),2 年區(qū)試平均產(chǎn)量9 750.6 kg/hm2,比五優(yōu)308(CK)增產(chǎn)4.75%,增產(chǎn)點(diǎn)比例79.3%;全生育期125.6 d,較五優(yōu)308 遲熟0.3 d;有效穗數(shù)231.0 萬(wàn)/hm2,株高113.3 cm,穗長(zhǎng)22.1 cm,每穗總粒數(shù)225.3 粒,結(jié)實(shí)率83.8%,千粒重25.6 g??沟剐员憩F(xiàn):2 年區(qū)試倒伏點(diǎn)比例分別為0和5%。稻瘟病綜合指數(shù)2 年分別為3.4 級(jí)和3.6 級(jí),穗瘟損失率最高級(jí)分別為3 級(jí)和5 級(jí);白葉枯病最高級(jí)分別為5 級(jí)和7 級(jí);褐飛虱最高級(jí)2 年均為9 級(jí)。2022年據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(武漢)檢測(cè),其糙米率83.2%,精米率74.3%,整精米率72.8%,粒長(zhǎng)5.6 mm,長(zhǎng)寬比2.3,堊白粒率24%,堊白度6.7%,透明度1 級(jí),堿消值3.7 級(jí),膠稠度83 mm,直鏈淀粉含量14.6%。竹稻優(yōu)802 表現(xiàn)出顯著的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì),2022 年完成生產(chǎn)試驗(yàn),2023 年通過(guò)國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(審定編號(hào):國(guó)審稻20232074)。
選擇土地肥沃平整、排灌方便、交通便利的田塊為繁殖田。
在福建沙縣繁殖6 月下旬播種,不育系抽穗揚(yáng)花期的溫度在25 ℃~30 ℃之間,保持系分兩期播種,Ⅰ期保持系比不育系遲播3 d,Ⅱ期保持系比不育系遲播7 d,秧齡控制在25 d 左右。
父母本行比2∶(8~10)。不育系種植規(guī)格16.5 cm×16.5 cm,每叢栽2~3 苗,基本苗達(dá)225~300 萬(wàn)/hm2。保持系行株距20.0 cm×16.5 cm,每叢栽2~3 苗。
在移栽前,繁殖田應(yīng)施足基肥,保持系栽插5~7 d后每hm2追施尿素75 kg,在幼穗分化I—Ⅲ期,控施或不施氮肥,增加磷鉀肥的施用。適時(shí)、適量施好穗粒肥、?;ǚ?,促進(jìn)穗大粒多,增強(qiáng)母本柱頭活力。N、P、K 用量比為1.0∶1.0∶1.5。
于母本始穗10%噴施“九二〇”,每hm2用量225 g,分2 次噴施。
首先,避免外來(lái)花粉竄粉,在時(shí)間隔離上繁殖田揚(yáng)花期與其他水稻揚(yáng)花期應(yīng)相差25 d 以上,在物理隔離上,其他水稻應(yīng)種植在繁殖田塊周?chē)? 000 m 以外[8]。
其次,確保親本質(zhì)量是前提,嚴(yán)格去除雜株是關(guān)鍵。由于BT 類(lèi)型粳稻三系不育系的包頸程度低,花藥形狀較大且顯黃色,時(shí)而出現(xiàn)散粉現(xiàn)象,難以與保持系區(qū)分,除雜難度增加。因此,在繁殖種子過(guò)程中,確保親本的種子純度極為重要。在水稻分蘗盛期至齊穗期,及時(shí)調(diào)查父母本典型性狀,去除雜株或異株。趕粉完成后,先收割父本,并清理出繁殖田外,以便改善母本行生態(tài),既起到通風(fēng)透光作用,又防止在母本收獲時(shí)父本種子混入其中。為避免機(jī)械混雜,須提前清理收割設(shè)備和烘干設(shè)備,保證種子純度。
在生產(chǎn)應(yīng)用推廣中加強(qiáng)親本原種制繁種的技術(shù)培訓(xùn)和監(jiān)督管理,嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)操作規(guī)程,從源頭上避免人為、機(jī)械混雜和生物學(xué)遺傳混雜造成的不良影響,從每個(gè)環(huán)節(jié)確保種子純度。