粳型親秈系常規稻育種價值探討

李 宏，周少川，黃道強，王志東，周德貴，王重榮，羅文永，賴穗春

（廣東省農科院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術重點實驗室，廣東 廣州 510640）

粳型親秈系常規稻育種價值探討

李 宏，周少川，黃道強，王志東，周德貴，王重榮，羅文永，賴穗春

（廣東省農科院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術重點實驗室，廣東 廣州 510640）

秈粳交是擴大遺傳基礎和選育突破性品種的重要手段，粳型親秈系在秈粳交育種中具有獨特的地位。粳型親秈系指具有秈型花粉不育基因型的粳型品系，1994年由張桂權首次提出，粳型親秈系培育成不育系并成功組配了秈粳型雜交稻；梳理了粳型親秈系與廣親和、特異性親和、秈粳型雜交稻、秈粳型常規稻、粳型親秈系、摻粳秈稻、秈粳架橋等的關系。粳型親秈系不能作為常規稻品種的原因是粳型親秈系的培育效率低下，難以應用于常規稻育種的原因是粳型親秈系培育效率低下和較小的育種規模，但在秈粳交育種規模擴大的情況下，粳型親秈系在常規稻育種中顯現出重要的利用價值，闡明了如何發揮其價值的育種策略，利用粳型親秈系培育摻粳秈稻品種的育種效率高，初步開展了粳型親秈系的選育。

水稻；粳型親秈系；常規稻育種；秈粳交育種

李宏，周少川，黃道強，等.粳型親秈系常規稻育種價值探討［J］.廣東農業科學，2016，43（6）：28-31.

擴大遺傳基礎是水稻育種取得突破的基礎，秈粳交是擴大遺傳基礎的重要手段。廣親和、特異性親和、秈粳型雜交稻、秈粳型常規稻、粳型親秈系、摻粳秈稻、秈粳架橋等均與秈粳交育種有關［1-9］。其中的粳型親秈系在秈粳交育種具有獨特的地位。本文簡述了粳型親秈系的發展歷史，梳理了粳型親秈系與廣親和、特異性親和、秈粳型雜交稻等的關系，分析了粳型親秈系不能作為常規稻品種及難以應用于常規稻育種的原因，但在秈粳交育種規模擴大的情況下，粳型親秈系在常規稻育種中顯現出重要的利用價值，闡明了如何發揮其價值的育種策略，初步開展了粳型親秈系的選育。

1 粳型親秈系的發展歷史

粳型親秈系于1994年由張桂權首次提出，粳型親秈系指具有秈型花粉不育基因型的粳型品系，這種粳型品系對秈型品種具有親和性， 而對一般的粳型品種可能表現為不親和性［2］。此后，張桂權等致力于粳型親秈系的選育及其在雜交水稻超高產育種上的利用研究［3］，直到2007年，張桂權等才將粳型親秈系的利用范疇拓展到常規稻育種，即利用粳型親秈系選育秈粳型品種［4］。目前粳型親秈系直接配制秈粳型雜交稻組合已獲得成功［10-12］，盡管育種者在論文中未提及粳型親秈系。

粳型親秈系與廣親和無關、與特異性親和有關，即粳型親秈系具有特異性親和能力，粳型親秈系與秈稻雜交的F1結實率正常；

粳型親秈系既可培育成恢復系、也可培育成不育系而直接配制秈粳型雜交稻組合，目前，粳型親秈系培育成不育系的成功事例是浙江寧波市農業科學院育成的甬粳2號A［10］、甬粳78A、甬粳6號A等，未見粳型親秈系培育成恢復系報道。

以粳型親秈系為雜交親本可選育秈粳型常規稻品種，目前未見到育成常規稻品種的報道。

以粳型親秈系為供體親本，秈稻品種為受體親本，可雜交培育摻粳秈型常規稻品種，但目前也未見到育成常規稻品種的報道。

粳型親秈系的培育與秈粳架橋思想是相矛盾的，秈粳架橋思想認為秈粳交后代具有廣親和性，秈粳后代與秈稻或粳稻雜交的F1結實率均正常，粳型親秈系的培育過程為秈粳交單交后代再與粳稻一次或多次雜交，秈粳交單交后代與粳稻雜交的F1結實率低，不表現為廣親和性。

2 粳型親秈系不能作常規稻品種的原因

為表述方便和簡潔，不妨將粳型親秈系看作是“粳/秈//粳” 的雜交后代株系，按雜交配組方式可認為其粳型成分為75%。其培育過程分兩步：（1）秈粳雜交獲F1，F1結實率低，按系譜法種植F2直至選擇到穩定的高代Fn；（2）粳/秈的高代Fn再與粳稻雜交獲BC1F1，BC1F1結實率低，按系譜法種植BC1F2直至選擇到穩定的高代BC1Fn，即為粳型親秈系（圖1）；由于粳秈親緣關系遠，后代遺傳穩定慢，要求后代選擇群體大，再加上粳秈F1及BC1F1的結實率低，使粳型親秈系的培育成本高，費時費力。

粳型親秈系的培育過程所涉及的秈粳交育種效率低，其效率遠低于粳粳交培育粳稻品種的效率，粳型親秈系作為常規稻品種無應用價值，若必須種植，不如北粳南移，直接種植粳粳交培育的粳稻品種。

圖1 秈粳交培育粳型親秈系

圖2 粳型親秈系培育摻粳秈稻品系

3 粳型親秈系難以應用于常規稻育種的原因

育種歷史表明，摻粳秈稻品系 （粳型成分≤25%）的農藝性狀和適應性優于粳秈型品系（粳型成分50%），摻粳秈稻品系能通過品種審定。故本文只探討摻粳秈稻品系的培育。

培育摻粳秈稻品系方法有兩種：（1）利用粳型親秈系，先按圖1培育粳型親秈系，再按圖2進行，利用粳型親秈系與秈稻雜交，培育摻粳秈稻品系；（2）不利用粳型親秈系，按圖3進行秈粳交，后代與秈稻雜交，培育摻粳秈稻品系。

育種家幾乎不采用方法1，而是采用方法2，方法1的培育程序比方法2更費時，采用方法2是合理的。

事實上，采用方法2的合理性只局限于小規模開展秈粳交育種的范疇，當幾乎所有的育種家都只開展小規模秈粳交育種時，方法2成為普遍的、合理的方法，粳型親秈系難以應用于常規稻育種。

圖3 秈粳交培育摻粳秈稻品系

4 粳型親秈系在常規稻育種中具有重要的利用價值

當秈粳交育種規模擴大，即一個粳稻品種導入到多個秈稻品種時，粳型親秈系顯示出重要的利用價值，即采用方法1比采用方法2更有效率。

育種成本是指雜交后代穩定所需時間和每世代種植植株的合理數量，不妨將秈秈交獲得（秈/秈）Fn的育種成本設定為1，按秈粳交后代穩定所需時間是秈秈交的3倍、秈粳交后代每世代種植植株的合理數量是秈秈交的10倍計，（秈/粳）Fn的育種成本為30。

（秈/粳）Fn與粳稻雜交的BC1F1育性差，但親本差異縮小一半，〔（秈/粳）Fn//粳〕Fn的育種成本也減少到一半為15。（秈/粳）Fn與秈稻雜交BC1F1結實正常，按是育性差的結實率3倍計，〔（秈/粳）Fn//秈〕Fn育種成本減少到〔（秈/粳） Fn//粳〕Fn育種成本的1/3為5。

獲得（粳型親秈系/秈）Fn，其早代F1育性正常，親本差異與秈粳間差異相當，（粳型親秈系/秈）Fn育種成本為10。（粳型親秈系/秈）Fn與秈雜交，其F1育性正常，親本差異縮小一半，〔（粳型親秈系/秈）Fn//秈〕Fn育種成本縮小為5。

圖1程序的育種成本為45，圖2程序的育種成本為15，圖3程序的育種成本為35。

表1 各育種程序的育種成本

表2 不同數量的秈稻受體培育摻粳秈稻的育種成本

單個粳稻品種導入到單個秈稻品種培育摻粳秈稻品系，采用方法1的育種成本為60，采用方法2的育種成本為35；單個粳稻品種導入到2個秈稻品種培育摻粳秈稻品系，采用方法1的育種成本為75，采用方法2的育種成本為70。兩種情況下，方法1的育種成本均高于方法2，采用方法2培育摻粳秈稻是合理策略。

單個粳稻品種導入到3個秈稻品種培育摻粳秈稻品系，按方法1的育種成本為90，按方法2的育種成本為105；單個粳稻品種導入到4個秈稻品種培育摻粳秈稻品系，按方法1的育種成本為105，按方法2的育種成本為140；這兩種情況下，方法1的育種成本均低于方法2，隨著受體秈稻品種數量的增加，方法1的育種成本低于方法2的差值會更大，換句話講，利用粳型親秈系，培育以3個或3個以上受體秈稻品種的摻粳品系是有效率的，并隨著受體品種的數量增多，其育種效率越高。當受體數為n，方法1較方法2節約的育種成本為35n-15n-45=20n-45。當秈粳交育種規模擴大，培育粳型親秈系，并以粳型親秈系培育摻粳秈稻品種是有效率的。

5 粳型親秈系的利用策略

由于培育粳型親秈系的育種成本太高，所以粳型親秈系的培育數量不宜多。圍繞1、2個粳型親秈系開展摻粳秈稻品系的培育，以粳型親秈系如L為供體親本、分別以優良品種 V1、V2、V3、V4、V5等為受體親本。每季做1～2個組合即可。每個組合的選育數量較多的第1輪摻粳秈稻品系，再進行摻粳秈稻品系間即姊妹系間的雜交，選育第2輪摻粳秈稻品系（圖4）。第1輪摻粳秈稻品系間有豐富的遺傳變異，進行姊妹系間的雜交可進一步選育到更好的品系。

圖4 利用粳型親秈系的培育摻粳秈稻

6 粳型親秈系的培育

我們的秈粳交育種始于1998 年，長期按通行方法開展摻粳秈稻品種（系）的培育，如2006年通過廣東省審定的品種美香占2號，其組合來源為Lemont（粳）/豐澳占（秈）3，采用Lemont為受體親本、豐澳占為供體親本進行連續回交育成；苗頭品系〔五豐A（秈）/武運粳7號（粳）//閩恢3301（秈） 〕F4，采用五豐A與武運粳7號雜交的F1再與閩恢3301雜交進行摻粳秈稻品種系的培育［13］。

通過多年的育種實踐，我們發現了通行方法的弊端，即在秈粳交育種規模擴大的情況下，其育種效率低。通過培育粳型親秈系來開展摻粳秈稻品系的培育效率有所提高，2014年早季，我們著手粳型親秈系的培育，通過制種方式獲得大量的秈型三系不育系天豐A與粳稻品種日本晴的雜交種子F1，2014年晚季種植F1約2 500株，F1結實率，全收種子，2015年早季種植F2約30 000株，選擇6株，2015年晚季種植F36個株系，每個株系約600株，從其中1個株系選擇12株。2016年早季將種植F412株系，每個株系約600株。再經過6～8代，預計株系能穩定，再將穩定的株系與日本晴或其他粳稻品種雜交，選育粳型親秈系。

［1］顧銘洪.水稻廣親和基因的遺傳及其利用［J］.江蘇農學院學報，1988（2）：19-26.

［2］張桂權，盧永根，張華，等.栽培稻（Oryza sativa）雜種不育性的遺傳研究 Ⅳ．F1花粉不育性的基因型［J］.遺傳學報，1994（1）：34-41.

［3］張桂權，盧永根.粳型親秈系的選育及其在雜交水稻超高產育種上的利用［J］.雜交水稻，1999（6）：5-7，13.

［4］張桂權，盧永根.水稻粳型親秈系的創建及其在超級稻育種上的利用［J］.沈陽農業大學學報，2007 （5）：676-680.

［5］楊振玉，張忠旭，羅治華，等.雜交水稻“秈粳架橋”骨干親本的培育與雜種優勢生態群的利用［J］.雜交水稻，2010（S1）：64-67.

［6］萬建民.水稻秈粳交雜種優勢利用研究［J］.雜交水稻，2010（S1）：3-6

［7］李容柏，Pandey M P，楊新慶，等.標記輔助改良熱帶粳稻利用水稻亞種間雜種優勢［J］.廣西農業科學，2005（1）：1-5.

［8］廖惠紅，李容柏，張向軍，等.秈稻與熱帶粳稻滲入系間的分子標記差異性和雜種優勢分析［J］.西南農業學報，2005（1）：5-10.

［9］李宏，周少川，黃道強，等.水稻秈粳交育種研究綜述［J］.廣東農業科學，2012，39（21）：14-17.

［10］馬榮榮，王曉燕，陸永法，等.晚粳不育系甬粳2號A及其秈粳雜交晚稻組合的選育及應用［J］.雜交水稻，2010（S1）：185-189.

［11］秈粳雜交超級稻品種甬優6號［J］.浙江農業科學，2008（2）：248.

［12］秈粳雜交超級稻品種—— 甬優12號［J］.湖南農業，2012（5）：14.

［13］李宏，周少川，黃道強，等.水稻秈粳交育種策略的優化及育種實踐［J］.廣東農業科學，2015，42 （3）：1-5.

（責任編輯 楊賢智）

Discussion on available value of indica-compatible japonica line in inbred rice breeding

LI Hong，ZHOU Shao-chuan，HUANG Dao-qiang，WANG Zhi-dong，ZHOU De-gui，WANG Chong-rong，LUO Wen-yong，LAI Sui-chun
（Rice Research Institute，Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Provincial Key Laboratory of New Technology in Rice Breeding，Guangzhou 510640，China）

Indica-japonica crossing is a powerful approach to broaden genetic basis and develop elite variety，indica-compatible japonica line is situated a special position in indica-japonica crossing breeding.Indica-compatible japonica line is japonica line with indical S type，the concept was put forward by Zhang gui-quan in 1994，the line was developed as A line in indica- japonica hybrid.The relations between indica-compatible japonica line with other concepts such as wide-compatibility，specific compatibility，indica- japonica hybrid，indica- japonica varity，indica rice introgressed by japonica rice were distinguished.The reason why indica-compatible japonica line couldn’t be qualified as a registered variety is the low efficiency of development of indica-compatible japonica line，the difficulty of application of indica-compatible japonica line in inbred rice breeding is the low efficiency of development of indicacompatible japonica line and small scale of concerned breeding.The line is actually important in large-scale indicajaponica crossing breeding.The approach to apply the line was expounded.The efficiency to develop indica rice introgressed by japonica rice via application of indica-compatible japonica line，the breeding for indica-compatible japonica line was carried out preliminarily .

rice；indica-compatible japonica line；inbred rice breeding；indica-japonica crossing breeding

S511.032

A

1004-874X（2016）06-0028-04

10.16768/j.issn.1004-874X.2016.06.006

2016-01-20

廣東省科技計劃項目（2015B020202003，2013B020301013）； 國家“863”計劃項目（2014AA10A603）

李宏（ 1971-），男，碩士，研究員，E-mail： gdxxs123@126.com

周少川（1962-），男， 研究員，E-mail：xxs123@163.com