水稻抗旱育種及水旱輪選技術(shù)研究與應(yīng)用

楊永升 楊慧萍 劉昌峰 王和樂 宋家勇

近年來，由于水利資源匱乏，稻田灌溉水減少，致使水稻種植面積逐漸萎縮，給稻米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了很大的影響。選擇優(yōu)質(zhì)早熟抗旱品種，采用直播技術(shù)代替育苗移栽，減少灌溉用水，保護(hù)和促進(jìn)水稻產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展，是水稻育種工作者面臨的又一個新的研究課題。水稻育種科研單位根據(jù)黃淮地區(qū)水稻生產(chǎn)發(fā)展的需要，及時調(diào)整了育種方向，改變了原有的育種技術(shù)，制定了新的育種目標(biāo)，利用遠(yuǎn)緣雜交、輻射誘變及花培單倍體育種等手段，并首先提出和研究應(yīng)用“水旱輪選法”選擇抗旱性材料的育種新技術(shù)，有效地加快了育種步伐，為盡快選育出優(yōu)質(zhì)、抗旱、高產(chǎn)、抗病、適宜機(jī)械化直播的水稻新品種提供了新的育種途徑。

一、抗旱性育種目標(biāo)及路線

（一）育種目標(biāo)

水稻的抗旱性要在五級以上，品質(zhì)達(dá)到二級優(yōu)質(zhì)米，抗當(dāng)?shù)刂饕l(fā)生的病害達(dá)到中抗，如稻瘟病、條紋葉枯病等，產(chǎn)量在500kg/667 m2以上，較當(dāng)?shù)赝茝V的直播稻品種增長10%以上，適應(yīng)性廣，適宜在黃淮稻區(qū)大面積推廣應(yīng)用。

（二）育種路線

利用輻射誘變、遠(yuǎn)緣雜交及花藥培養(yǎng)誘導(dǎo)單倍體技術(shù)選育優(yōu)質(zhì)、早熟、高產(chǎn)、抗病及抗旱親本材料，通過自交、回交、復(fù)交聚合各親本優(yōu)良性狀，使優(yōu)質(zhì)和早熟、早熟和高產(chǎn)、高產(chǎn)和抗病、優(yōu)質(zhì)早熟和抗旱、優(yōu)質(zhì)早熟和高產(chǎn)性狀有機(jī)結(jié)合，利用“水旱輪選”技術(shù)對雜交后代進(jìn)行選擇，選育出適宜黃淮地區(qū)直播種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗病水稻新品種。

二、育種材料的利用

根據(jù)各品種的特征特性，對綜合性狀較為理想，某一性狀較差的種質(zhì)資源，如南粳35、鐵404、新稻68-11及豫粳1號通過輻射誘變育種改良不良性狀;對沒有特殊不良性狀，且性狀能夠互補(bǔ)的進(jìn)行雜交組配，為使優(yōu)質(zhì)或高產(chǎn)性狀達(dá)到更為理想水平，采用回交或復(fù)交以聚合其優(yōu)良性狀。取手2號和萊苯耐特雜交組配， F1代和原89-42進(jìn)行了復(fù)交，津原28和原稻02138組配，鎮(zhèn)稻99和原稻02138組配，沈農(nóng)776和秋錦組配，秋錦和中作98組配，石狩和關(guān)東98組配，同時也選取這些種質(zhì)資源和其他品種進(jìn)行了雜交組配，原稻108和新稻18的雜交后代也利用了水旱輪選技術(shù)進(jìn)行了株行鑒定。

三、水旱輪選法在后代材料選擇中的應(yīng)用成果

（一）水旱輪選技術(shù)

水旱輪選是指水稻育種的后代材料在水田和旱田按系譜法輪回選擇的一種技術(shù)方法，F(xiàn)1代單粒擺播育苗，單株穴插，生育期間調(diào)查記載生長情況，對具有雜交優(yōu)勢的單株混合收獲，種植F1代～F3代，混收。F4代～F5代在旱田按系譜號單粒播種，4～5葉期干旱管理，鑒定苗期抗旱能力，孕穗期、抽穗灌漿期是水稻對水分的敏感期，應(yīng)保證正常生長的水分供應(yīng)，其他時間，間歇性協(xié)迫干旱以鑒定品系及株行間的抗旱性，結(jié)合生育期表現(xiàn)出來的抗病性、抗倒性，品質(zhì)及株葉型等性狀，選擇適宜直播的優(yōu)良株行進(jìn)行直播品系的比較試驗(yàn)，將晚熟不宜直播的優(yōu)良株行返回水田進(jìn)行鑒定試驗(yàn)。

（二）水旱輪選法

水稻水旱輪選法選育出的骨干親本和品種：F1代～F3代在水田分系育苗移栽，分系混收; F4代～F5代在旱田分系單粒播種，選擇單株或株行，鑒定后代的抗旱能力; F1代～F3代在水田結(jié)合株型、葉型選擇早熟、抗病、優(yōu)質(zhì)及高產(chǎn)優(yōu)良單株。F4代～F5代在旱田脅迫選擇抗旱性好兼具優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗病早熟綜合性狀優(yōu)良單株。按照水旱輪選育種技術(shù)，通過多年的完善改進(jìn)和提高，現(xiàn)已發(fā)展成一個獨(dú)具特色的育種技術(shù)體系，累計(jì)選育出優(yōu)良種質(zhì)材料及骨干親本20個（見表1）。

選育出的水稻親本材料輻2115和原89-42通過和中作93雜交組配，育成了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、早熟的直播稻新品種原旱稻3號，2012年通過國家審定，審定編號國審稻2012041。同時，利用水旱輪選法也將原稻108和新稻18的后代納入了旱田選擇，并選育出了優(yōu)良單株，通過持續(xù)在旱田和水田的輪回鑒定，于2009年F5代鑒定出優(yōu)良株行并定名裕粳136，并參加了國家黃淮粳稻區(qū)域及生產(chǎn)試驗(yàn)，2018年通過國家審定，審定編號：20180053。之前利用選育的骨干親本原89-42和鎮(zhèn)稻99雜交，選育出的原稻108通過了河南省審定，審定編號：豫審稻2009002。

利用水旱輪選技術(shù)對后代材料的選擇，及早掌握了后代材料的抗旱性及在干旱條件下性狀表現(xiàn)，較常規(guī)的育種方法等待品系穩(wěn)定后再作抗旱性鑒定提早2～3年完成育種程序，有效地節(jié)省了水稻育種時間，加快了水稻育種步伐，節(jié)省了大量的人力物力，為水稻抗旱性育種工作提供一條便捷途徑。