秈稻優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的篩選

摘要：從國(guó)際水稻所引進(jìn)了296份秈稻微核心種質(zhì)，分別在三亞、深圳、杭州和荊州考察了該套核心種質(zhì)的外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)，并篩選出優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源。結(jié)果表明，有8個(gè)品種在三亞表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)，36個(gè)品種在深圳表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)，32個(gè)品種在杭州表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)，24個(gè)品種在荊州表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)。其中，IR120982、IR122232和IR117277在多種環(huán)境條件下均表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)，為中國(guó)南方稻區(qū)優(yōu)質(zhì)稻品種選育提供了優(yōu)質(zhì)供體親本。

關(guān)鍵詞：秈稻；優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源；篩選

中圖分類號(hào)：S511.2+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）01-0024-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.01.007

水稻（Oryza sativa L.）是世界上最重要的糧食作物之一，是世界一半以上人口的主食[1，2]。由于人口的迅猛增長(zhǎng)，長(zhǎng)期以來(lái)育種家都將產(chǎn)量提高作為首要的育種目標(biāo)，而忽略了水稻品質(zhì)的改良。近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，水稻品質(zhì)低下與人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求產(chǎn)生了巨大的矛盾[3]。尤其是加入了WTO以后，國(guó)外優(yōu)質(zhì)稻對(duì)中國(guó)稻米產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了巨大的沖擊。因此改良水稻品質(zhì)，盡快培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的水稻新品種，已經(jīng)成為了水稻育種工作者的迫切任務(wù)。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，關(guān)鍵在于種質(zhì)資源的挖掘和利用。周少川等[4-6]從實(shí)際育種出發(fā)，提出了核心種質(zhì)育種的理論，并根據(jù)該理論育成了多個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的水稻新品種，使廣東省成為全國(guó)品質(zhì)育種的領(lǐng)頭羊。他們育成的黃華占等品種目前已經(jīng)成為了長(zhǎng)江中下游和華南稻區(qū)的主栽品種[7]。

水稻品質(zhì)包括加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[8]，其中加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)直接關(guān)系到稻米的商品價(jià)值，因此也是最重要的兩個(gè)品質(zhì)。同時(shí)，這兩個(gè)品質(zhì)都受環(huán)境影響很大，因此它們也是最難改良的品質(zhì)。而篩選出在各種環(huán)境下都達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的種質(zhì)資源，并加以利用，可以十分有效地解決這個(gè)問(wèn)題。

本研究從國(guó)際水稻所引進(jìn)了一套含有296個(gè)品種的國(guó)際秈稻微核心種質(zhì)，分別種植在海南三亞、廣東深圳、浙江杭州和湖北荊州4個(gè)環(huán)境，考察所有品種的外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)，并從中篩選和鑒定在多個(gè)環(huán)境下均表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源，研究結(jié)果將為水稻育種改良品種提供種質(zhì)資源。

1 材料與方法

1.1 供試材料

所用的296份秈稻微核心種質(zhì)由國(guó)際水稻所提供。這些品種來(lái)源于亞洲、非洲、北美洲、南美洲和大洋洲。其中來(lái)源于中國(guó)、印度、斯里蘭卡、孟加拉國(guó)和馬達(dá)加斯加的品種較多。

1.2 材料種植

2012年冬季和2013年夏季分別在海南三亞、廣東深圳、浙江杭州和湖北荊州種植全部品種，分別篩選出214、194、139和140份能正常抽穗成熟的品種。2014年在以上4個(gè)環(huán)境下分別種植各地能抽穗的品種，按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，2次重復(fù)。播種后35 d插秧，種植密度為20.0 cm×26.6 cm。后期給高稈品種搭架，防止倒伏。每個(gè)品種成熟后即收種，避免過(guò)熟而影響品質(zhì)。每個(gè)品種混收后晾干脫種，并室溫儲(chǔ)藏3個(gè)月后考察加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)。

1.3 性狀考察

品質(zhì)考察指標(biāo)包括長(zhǎng)寬比、堊白粒率、堊白度、糙米率和整精米率?？疾旆椒▍⒁妵?guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1354-2009[9]。將10粒飽滿的水稻谷粒置于坐標(biāo)紙上首尾相連，不重疊，不留隙，測(cè)量10粒水稻谷粒的總長(zhǎng)度，求其平均值即為水稻粒長(zhǎng)，重復(fù)測(cè)量3次。將10粒飽滿的水稻谷粒置于坐標(biāo)紙上在橫向最寬處相連，不重疊，不留隙，測(cè)量10粒水稻谷粒的總寬度，求其平均值即為水稻粒寬，重復(fù)測(cè)量3次。粒長(zhǎng)與粒寬的比值即為長(zhǎng)寬比。用1/100天平稱取飽滿的種子30克，用礱谷機(jī)將稻谷打成糙米，糙米的質(zhì)量與稻谷質(zhì)量的比例即為糙米率（用百分比表示）。再用精米機(jī)將糙米碾磨成精米，再逐一挑揀出碎米，留下整精米（整精米的標(biāo)準(zhǔn)為長(zhǎng)度≥完整精米4/5的米），并稱重。整精米的質(zhì)量與稻谷質(zhì)量的比值即為整精米率（用百分比表示），重復(fù)測(cè)定2次，取平均值，即為該品種的整精米率。每個(gè)品種隨機(jī)挑選200粒整精米置于日光燈箱上，目測(cè)挑選出供試樣品中有陰影的米粒即堊白米粒，記錄堊白米粒數(shù)量。堊白粒數(shù)與全部米粒數(shù)的比值即為堊白粒率（用百分比表示），重復(fù)測(cè)定2次，取平均值，即為該品種的堊白粒率。

2 結(jié)果與分析

2.1 三亞優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源篩選

214份核心種質(zhì)在三亞的品質(zhì)變異非常豐富。長(zhǎng)寬比的變幅為1.72～5.54，堊白粒率的變幅為0～100%，堊白度的變幅為0～86.30%，糙米率的變幅為15.05%～93.88%，整精米率的變幅為1.86%～65.55%。外觀品質(zhì)中有79份達(dá)到了優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)，占全部品種的36.92%；加工品質(zhì)中有17份達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)，占全部品種的7.94%。這214個(gè)品種中，有8個(gè)品種的外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)均達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)（表1），其中IR122232、IR117277、IR121235和IR117574的品質(zhì)均為國(guó)標(biāo)1級(jí)，可以成為海南稻區(qū)優(yōu)質(zhì)稻育種的理想優(yōu)質(zhì)稻資源。

2.2 深圳優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源篩選

194份核心種質(zhì)在深圳的品質(zhì)表現(xiàn)如下：長(zhǎng)寬比的變幅為2.14～5.43，堊白粒率的變幅為0～100%，堊白度的變幅為0～86.30%，糙米率的變幅為39.15%～81.80%，整精米率的變幅為0～73.20%。外觀品質(zhì)中有60份達(dá)到了優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)，占全部品種的30.93%；加工品質(zhì)中有79份達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)，占全部品種的40.72%。這194個(gè)品種中，有36個(gè)品種的外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)均達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)（表2），其中有17個(gè)品種的品質(zhì)均為國(guó)標(biāo)1級(jí)，可以成為華南稻區(qū)優(yōu)質(zhì)稻育種的理想優(yōu)質(zhì)稻資源。

2.3 杭州優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源篩選

139個(gè)品種在杭州的品質(zhì)變異表現(xiàn)為：長(zhǎng)寬比的變幅為2.44～5.38，堊白粒率的變幅為1.00%～97.00%，堊白度的變幅為0.15%～43.25%，糙米率的變幅為70.11%～90.90%，整精米率的變幅為4.15%～77.60%。外觀品質(zhì)中有37份達(dá)到了優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)，占全部品種的26.62%；加工品質(zhì)中有113份達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)，占全部品種的81.29%。這139個(gè)品種中，有32個(gè)品種的外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)均達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)（表3），其中IR122091、IR120983、IR121856、IR121147、IR120855這5個(gè)品種的品質(zhì)均為國(guó)標(biāo)1級(jí)，可以成為長(zhǎng)江下游稻區(qū)優(yōu)質(zhì)稻育種的理想優(yōu)質(zhì)稻資源。

2.4 荊州優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源篩選

140份核心種質(zhì)在荊州的品質(zhì)變異非常豐富，長(zhǎng)寬比的變幅為2.41～5.68，堊白粒率的變幅為0.50%～100.00%，堊白度的變幅為0.10%～82.10%，糙米率的變幅為55.25%～83.69%，整精米率的變幅為11.82%～68.87%。外觀品質(zhì)中有46份達(dá)到了優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)，占全部品種的32.86%；加工品質(zhì)中也有46份達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)。這140個(gè)品種中，有24個(gè)品種的外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)均達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)（表4），其中IR122232、IR120983、IR122255和IR122011這4個(gè)品種的品質(zhì)均為國(guó)標(biāo)1級(jí)，可以成為長(zhǎng)江中游稻區(qū)優(yōu)質(zhì)稻育種的理想優(yōu)質(zhì)稻資源。

3 討論

優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的發(fā)掘、鑒定和利用是優(yōu)質(zhì)稻育種的基礎(chǔ)。世界各國(guó)都十分重視優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的發(fā)掘和利用，并取得了一些成果。中國(guó)在20世紀(jì)七八十年代開始進(jìn)行優(yōu)質(zhì)稻育種，通過(guò)引進(jìn)和鑒定各種優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源，并作為優(yōu)質(zhì)親本來(lái)源，選育了一系列優(yōu)質(zhì)稻品種[10-12]。黃富等[13]收集了國(guó)內(nèi)外40份種質(zhì)資源，從中篩選到了24份優(yōu)質(zhì)抗病的種質(zhì)資源。李宏凱等[14]從國(guó)外引進(jìn)一份優(yōu)異秈稻材料，并從中選育出優(yōu)質(zhì)高檔中秈稻品種鄂中5號(hào)。但是，前人的工作主要針對(duì)的是自己本省的環(huán)境，很難篩選到在多個(gè)稻區(qū)都能利用的種質(zhì)資源，最終限制了新育成品種在其他地區(qū)的推廣。另外，前人篩選的主要是國(guó)內(nèi)的種質(zhì)資源，由于遺傳背景較為狹窄，育成品種的產(chǎn)量等性狀很難有突破性的提高。

本研究從國(guó)際水稻所引進(jìn)了296份秈稻微核心種質(zhì)，該套微核心種質(zhì)是國(guó)際水稻所從十幾萬(wàn)份種質(zhì)資源庫(kù)中構(gòu)建的1萬(wàn)份核心種質(zhì)中提煉而成的，這套微核心種質(zhì)來(lái)源廣泛，代表了全球秈稻遺傳多樣性的80%，是用來(lái)篩選優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的理想材料。從這套材料種，篩選出三亞環(huán)境下的優(yōu)質(zhì)資源8份，深圳環(huán)境下的優(yōu)質(zhì)資源36份，杭州環(huán)境下的優(yōu)質(zhì)資源32份，荊州環(huán)境下的優(yōu)質(zhì)資源24份。這些環(huán)境代表了中國(guó)長(zhǎng)江中下游稻區(qū)和華南稻區(qū)，為中國(guó)南方稻區(qū)的水稻品質(zhì)改良提供了種質(zhì)資源。

此外，針對(duì)外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)受環(huán)境影響很大的問(wèn)題，還篩選到3份在3個(gè)環(huán)境下都表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源，分別是IR120982、IR122232和IR117277，這些品種可以在中國(guó)南方稻區(qū)水稻品種改良中起到十分重要的作用。尤其是IR122232在多個(gè)環(huán)境下均達(dá)到國(guó)標(biāo)2級(jí)以上，可以作為優(yōu)質(zhì)稻選育的理想供體親本。

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