雜交水稻高效配組的方法研究

蔡星星　李興華　張盛　王歡　周強

摘要? ? 測配組合是選育雜交水稻品種必需的環節。傳統的方法以人工剪穎為主，效率低，種子易發霉，工作環境差。隨著我國留守人口老齡化的加速，請工難、請工貴成了農業科研工作的一個難題。傳統配組的方法已不再滿足現代育種工作的需求。本文設計了一種新的配組方法，并對該方法開展了試驗驗證。結果表明，該方法極大地提高了配組的效率，降低了配組費用，是一種值得推廣的配組方法。

關鍵詞? ? 雜交水稻;配組;方法

中圖分類號? ? S511? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）03-0031-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

雜交水稻為保障全球糧食安全和農業可持續發展發揮了巨大作用[1]。雜交稻較常規稻一般能增產10%以上[2]。聯合國糧農組織（FAO）將發展雜交水稻作為解決貧困地區饑餓問題的首選農業技術[3]。新環境下，農戶對雜交稻提出了更高的要求，除了高產、穩產外，優質和高效將是農戶選擇雜交稻品種的重要依據[4]。這意味著雜交稻的門檻更高，配組出能夠適應當前市場環境的品種變得更加困難。

雜交稻的選育要經過大規模的配組測試，從中選出產量、抗性、米質、熟期能夠達到審定標準的組合。一個好的雜交稻品種是從數千個組合中選出來的，測配組合是育種家選育雜交稻品種工作中任務量最大的一個環節。盡管功能基因組的發展為基因組功能的預測提供了可能，但是F1的田間表現依然是最直接、有效、可靠的唯一途徑。雜交水稻的產量已經達到一個較高的水平，要打破這種瓶頸就要增加測配組合的基數。規模化、程序化、標準化和信息化是現代商業化育種的重要標志[5]。建立高效的育種程序是保障規模化生產、降低育種成本的重要途徑，也是保障品種產出的基礎。社會經濟發展和水稻生產比較效益降低，促使水稻育種由過去追求高產為主，轉向追求整個過程的高效。首先體現在水稻育種技術的高效性[6]。

傳統的配組試驗，需要試驗人員用剪刀將不育系的穎花逐個剪開，用雜交袋套上授粉。一個組合大概需要剪4～6個穗子的穎花（超過1 000個）才能獲得足夠的種子。遇到高溫或陰雨天氣結實率會較低，種子在雜交袋中生長18 d左右，極易發霉，影響種子質量。這種方法用工多、效果差，后期脫粒繁瑣，需要在室外高溫下作業，工作條件差。隨著我國社會經濟的快速發展和勞動力短缺，雜交水稻育種和種子生產技術需要不斷地創新提高[7]。生活水平的提高和社會生產的多元化，使得廣大勞動者不愿再從事報酬低、條件差的農事工作。勞動力尤其是青年勞動力匱乏為農業科學研究工作造成了一定困擾。

本課題組為解決測配組合遇到的實際困難，嘗試采取了一種高效的配組方法，極大減少了用工費用，提高了配組效率，是一種值得推廣的高效配組方法。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗材料

恢復系：本研究團隊選育的恢復系86份，編號為CR。

不育系：本研究團隊自選不育系33份，外單位引不育系13份，共計46份。其中兩系不育系42份、三系不育系4份，編號為CA。配制抗稻瘟病中稻、晚稻組合2 000份，用于篩選優于對照豐兩優4號、金優207的雜交稻組合，參加品種區試。

1.2? ? 試驗方法

1.2.1? ? 播期調整。恢復系與不育系合計132份，播始歷期不盡相同，但基本集中在73～92 d之間。不育系與恢復系相隔7 d抽穗可以收到足夠的種子用于株系比產。將所有材料理論始穗期調整到8月15日（避開高溫集中的天氣），理論播期前后相隔3 d的可一起播種。將132份材料分4批播種，播種時間分別是5月14日、5月20日、5月26日、6月1日。

1.2.2? ? 播種與插秧。計算好播種量，正常播種，合理秧田管理。為減少工作量和繁瑣程度，可將相隔6 d播種的材料一起插秧。因此，只需要插2次秧即可將所有材料移栽到大田。

插秧按圖1、2所示進行。株距較大，有利于水稻分蘗，可以拉長揚花時間，使父、母本相遇得更好。有利于揚花期相差較長的材料完成授粉。

1.2.3? ? 隔離與除雜。將不同恢復系間用不低于2 m寬的隔離布隔離，所有恢復系隔離時一側間留40 cm過道，如圖3、4所示;除雜很重要，一個恢復系周圍安排了46個不育系，若個別材料不純會污染多個組合。苗期觀察葉鞘顏色除雜，分蘗期看株葉形態，抽穗期看抽穗時間、花粉敗育情況。

1.2.4? ? 噴施九二○與趕粉。九二○可適當推遲噴施，待大部分不育系始穗了再一起噴施。測配組合對產量不做嚴格要求，滿足翌年株系鑒定即可（50株），一般要求種子量有100粒。九二○噴施少于組合制種噴施標準;每天9：30—11：30用竹竿趕粉3次。2～3個人即可完成每天的趕粉工作。

2? ? 結果與分析

試驗用地1 066.67 m2，理論測配組合3 870個，實際測配組合2 900個（部分父、母本均不抗稻瘟病的材料未測），實際獲得種子量大于100粒的組合>2 500個。極大地減少了用工量，提高了配組效率，結實率較高（圖5），達到了試驗的預期效果。

3? ? 結論與討論

試驗結果表明，本方法降低了配組成本，提高了配組效率，很好地解決了用工難、用工多的問題。該方法前期插秧較繁瑣，但后期操作簡單高效，是實現規模化配組的有效途徑。操作中應注意以下事項：一是適當稀植，拉長父、母本的揚花期，使花期相遇的更好。同時，避免早播種的材料長勢過快影響相鄰的材料。二是稀植使水稻分蘗變多，生育期變長，實際生育期與大田有一定出入。也可以播2期父本，間隔7 d左右，可一起插秧。本試驗是課題組首次較大規模地使用該方法，也是為適應當前用工環境嘗試的新方法。在有限的條件下，很好地解決了配組難、過程繁瑣的問題。該方法還有很大的應用空間，單次配組數目可以達到1萬個以上，視配組需要而定。實踐證明，這是有效可行的配組方法，為科學化、規模化配組提供了新的思路。

4? ? 參考文獻

[1] 謝放鳴，彭少兵.雜交水稻在國外的發展歷程與展望[J].科學通報，2016，61（35）：3858-3868.

[2] 袁隆平.雜交水稻學[M].北京：中國農業出版社，2002.

[3] 趙夢熙.“一帶一路”戰略與雜交水稻推廣的風險管理[J].湖南農業科學，2017（4）：110-114.

[4] 陳立云，雷東陽，唐文幫，等.中國雜交水稻發展面臨的挑戰與策略[J].雜交水稻，2015，30（5）：1-4.

[5] 黎仲冰.淺談種子企業的商業化育種[J].農業與技術，2019，39（11）：165-166.

[6] 肖國櫻，肖友倫，李錦江，等.高效是當前水稻育種的主導目標[J].中國水稻科學，2019，33（4）：287-292.

[7] QIAN QIAN.Smart super rice[J].Science China（Life Sciences），2017，60（12）：1460-1462.