水稻光溫敏核不育系Q33S及Q34S的選育

彭 菊， 伍 祥， 蒙秀菲， 張上都， 周樂良， 石邦志， 陳文強(qiáng)

(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所， 貴州 貴陽 550006)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，老百姓對稻米的需求也發(fā)生變化，從追求吃得飽向吃得好轉(zhuǎn)變。在我國雜交水稻新品種不斷突破新的產(chǎn)量水平情況下，對雜交水稻品種穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的要求也越來越高[1-2]。20世紀(jì)60年代，中國因培育出矮稈水稻使其單產(chǎn)提高30%；20世紀(jì)70年代，因成功培育出三系雜交水稻，其產(chǎn)量水平又比矮稈水稻提高20%。20世紀(jì)90年代，兩系法育種以光溫敏兩用核不育系利用為特征，使超級雜交水稻單產(chǎn)比普通雜交水稻提高20%[3]。據(jù)農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)作物主要推廣情況的統(tǒng)計(jì)資料，1993—2009年共有121個(gè)兩系組合年推廣面積達(dá)到或超過6 700 hm2，累計(jì)推廣面積達(dá)2 097.4萬hm2，目前兩系雜交水稻已成為我國水稻生產(chǎn)中不可或缺的類型[4]。但多年來兩系雜交水稻在貴州等西南稻區(qū)發(fā)展緩慢，引用的兩系不育系由于不育起點(diǎn)溫度偏高、不耐寡照、抗性弱等因素，存在稻瘟病重、結(jié)實(shí)率低、稻米品質(zhì)較差等諸多問題，制約兩系雜交水稻的發(fā)展[5]。

2006—2017年，貴州省審定水稻品種共155個(gè)，其中三系雜交水稻品種122個(gè)，兩系雜交水稻品種僅12個(gè)[6-7]。因此，培育適合貴州特殊生態(tài)氣候條件的優(yōu)質(zhì)水稻兩用核不育系材料對水稻生產(chǎn)顯得尤為重要。優(yōu)良兩用核不育系的應(yīng)用是選育突破性雜交水稻新品種的前提，前人以光溫敏核不育系培矮64S[8]和Y58S[9]為親本，選育出兩優(yōu)培九[10]和Y兩優(yōu)1號[11]等突破性雜交稻品種。20世紀(jì)80年代末，貴州省引進(jìn)W6154S、W6111S、8902S、農(nóng)墾58S等光溫敏核不育系[12]，在進(jìn)行育性觀察、測配利用的同時(shí)開展光溫敏核不育系的雜交轉(zhuǎn)育研究工作，1995年育成紫標(biāo)S[13]。至2017年，相繼育成2136S[14]、360S[15]、凱農(nóng)S-3[16]、G156S[17]及885S[18]等10余個(gè)水稻兩用核不育系。2017年貴州省水稻研究所選育的兩優(yōu)363于2003年首次通過國家審定[15]，另外還有兩優(yōu)211、兩優(yōu)6785、Y兩優(yōu)585等10余個(gè)兩系品種通過省級審定[19-21]。隨著貴州省兩系不育系鑒定中心的建立和兩系法雜交水稻育種體系的完善，為水稻兩系不育系及其雜交組合選育打下了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)條件和理論基礎(chǔ)。貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所圍繞抗性好、稻米品質(zhì)優(yōu)、配合力好、異交結(jié)實(shí)率高、易繁殖及育性穩(wěn)定的育種目標(biāo)，2007年利用優(yōu)質(zhì)水稻親本越光與自育的光溫敏不育材料(1196S)雜交，經(jīng)過多年的連續(xù)定向選擇，于2013年育出了綜合性狀好、稻米品質(zhì)優(yōu)、配合力好的水稻兩系不育材料Q33S和Q34S。2017年8月通過貴州省農(nóng)作物品種審定委員會組織的田間技術(shù)鑒定，2017年12月通過貴州省水稻兩用核不育系生態(tài)鑒定中心鑒定。2017年2月申請農(nóng)業(yè)部植物新品種保護(hù)，申請?zhí)柗謩e為：20170451.1和20170452.0。

1選育過程

1.1親本來源

Q33S和Q34S兩系不育材料的親本均為優(yōu)質(zhì)水稻品種越光、光溫敏兩用核不育系1013S和360S。越光在日本的種植面積始終位居第一，其稻米的外觀、品質(zhì)、氣味和口感在世界各地都享有盛名[22]，我國近年來對越光進(jìn)行直接或間接的利用。1013S是1993年貴州省水稻研究所用安香S/農(nóng)墾58S雜交選育而成，360S是貴州省水稻研究所用兩用核不育系安湘S/黔香1號雜交選育而成，1998年通過中國水稻研究所進(jìn)行人工氣候箱起點(diǎn)溫度鑒定[23]。

1.2選育經(jīng)過

1996年春，用兩用核不育系1013S與360S可育株雜交，經(jīng)過三亞、貴陽兩地多年不斷選擇，于1999年秋選擇出育性轉(zhuǎn)換起點(diǎn)溫度為23.5℃的兩系株系材料1196S，至2002年，1196S育性基本穩(wěn)定；2004年，用1196S與R894、Q568等恢復(fù)系配組，雜種F1表現(xiàn)穗大、分蘗力較強(qiáng)、米質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)實(shí)率不高，株葉形成批散狀。2007年夏，用1196S與越光雜交，收獲13粒種子，同年雜種F1種于海南三亞，成熟后混收，于貴陽種植F2，群體約3 000株，由于是遠(yuǎn)緣雜交和秈粳雜交，F(xiàn)2世代分離大，類型豐富，通過育性觀察，入選植株偏矮、偏秈、結(jié)實(shí)正常的兩系單株材料156份。以選擇兩系材料為唯一方向，F(xiàn)3以后各世代分別在貴陽、三亞兩地種植、選擇，至2013年春季于三亞種植F11代，各株系材料性狀基本穩(wěn)定，其中當(dāng)年田間編號1301、1303、1304及1310株系材料綜合性狀優(yōu)良；2014年正季用對應(yīng)上述4個(gè)編號的株系進(jìn)行配組，同年冬季各配組組合種于三亞，其中編號1303、1034所配組合綜合表現(xiàn)較其他株系好，1303、1034株系暫定名為Q33S、Q34S。Q33S與Q34S的選育系譜見圖1。至2017年8月通過貴州省農(nóng)作物品種審定委員會組織的田間技術(shù)鑒定，2017年12月通過貴州省水稻兩用核不育系生態(tài)鑒定中心鑒定。

2主要特征特性

2.1生育期及農(nóng)藝性狀

以湖南雜優(yōu)中心育成的Y58S為參照，Q33S和Q34S與Y58S同期播種，播始?xì)v期Q33S和Q34S較Y58S均短3～5 d。Q33S株高65 cm，分蘗力強(qiáng)，劍葉較長、正卷呈蔥葉狀、直立，葉鞘、葉緣、葉耳、柱頭、穎尖紫色，籽粒長，平均穗穎花數(shù)142粒，穗長19.0 cm，千粒重24.5 g。Q34S株高68 cm，分蘗力強(qiáng)，劍葉較短、微微正瓦卷、直立，葉鞘、葉緣、葉耳、柱頭、穎尖紫色，籽粒長，平均穗穎花數(shù)146粒，穗長18.7 cm，千粒重24.0 g。

2.2育性及異交習(xí)性

2017年在貴州省銅仁市玉屏縣朱家場鎮(zhèn)長華村種植的Q33S群體共2 457株，不育株率100%。隨機(jī)抽取100穗進(jìn)行室內(nèi)花粉育性鏡檢，連續(xù)鏡檢100株，結(jié)果以典敗為主，極少量圓敗，花粉不育度達(dá)99.99%?，F(xiàn)場抽取套袋穗子116穗，總穎花數(shù)20 648朵，自交結(jié)實(shí)1粒，套袋自交不育度99.995%。同年經(jīng)貴州省水稻兩用核不育系生態(tài)鑒定中心人工氣候室鑒定Q33S的育性轉(zhuǎn)育起點(diǎn)溫度在23.5℃以下。同年在貴州省銅仁市印江縣合水鎮(zhèn)新連村用恢復(fù)系R349組配制種，上午9:40左右開花，11:40左右盛花，張穎角度15°～17°，未噴施赤霉素情況下，柱頭外露率為62.8%，其中雙外露率22.7%；噴施赤霉素情況下，柱頭外露率為75.1%，其中雙外露率26.2%，結(jié)實(shí)率45.1%，制種面積72.6 m2，割測面積72.6 m2，出田谷重24.6 kg，折干率80%，出田干谷重19.7 kg，折合制種產(chǎn)量 2 722.5 kg/hm2。

同樣條件下，種植的Q34S群體共2 135株，不育株率100%。隨機(jī)抽取100穗進(jìn)行室內(nèi)花粉育性鏡檢，連續(xù)鏡檢100株，結(jié)果以典敗為主，極少量圓敗，花粉不育度達(dá)99.99 %?，F(xiàn)場抽取套袋穗子107穗，總穎花數(shù)26 009朵，自交結(jié)實(shí)1粒，套袋自交不育度99.995%。同年經(jīng)貴州省水稻兩用核不育系生態(tài)鑒定中心人工氣候室鑒定Q34S的育性轉(zhuǎn)育起點(diǎn)溫度在23.5℃以下。同年在貴州省銅仁市印江縣合水鎮(zhèn)新連村用恢復(fù)系R349組配制種，上午9:35左右開花，11:40左右盛花，張穎角度15°～18°，未噴施赤霉素情況下，柱頭外露率為64.5%，其中雙外露率23.1%；噴施赤霉素情況下，柱頭外露率為74.3%，其中雙外露率28.5%。結(jié)實(shí)率46.7%，制種面積54.3 m2，割測面積54.3 m2，出田谷重19.6 kg，折干率78%，出田干谷重15.3 kg，折合制種產(chǎn)量 2 812.5 kg/hm2。

2.3稻米品質(zhì)

2018年，經(jīng)中國水稻研究所檢測，Q33S稻米品質(zhì)表現(xiàn)：糙米率81.5%，整精米率70.5%，精米率73.7%，長寬比3.2，粒長7.1 mm，堊白度1.6%，堊白粒率12%，透明度1，堿消值4.9級，膠稠度66 mm，直鏈淀粉 16.3%，蛋白質(zhì)6.08%。Q34S稻米品質(zhì)表現(xiàn)：糙米率80.7%，整精米率72.0%，精米率73.1%，長寬比3.1，粒長6.5 mm，堊白度0.2%，堊白粒率5%，透明度1，堿消值4.8級，膠稠度66 mm，直鏈淀粉 11.7%，蛋白質(zhì)10.4%。

3配合力表現(xiàn)

3.1配組組合的產(chǎn)量

2017年以汕窄8號為對照進(jìn)行品種比較試驗(yàn)，Q33S所配組合Q33S×黔恢085和Q33S×SR180，全生育期分別比對照晚1.0 d和1.5 d，產(chǎn)量分別為8 425.5 kg/hm2和8 284.5 kg/hm2，比對照種(7 629 kg/hm2)分別增產(chǎn)9.45%和7.91%；Q34S所配組合Q34S×黔恢085、Q34S×SR180，全生育期與對照相當(dāng)，產(chǎn)量分別為8 290.5 kg/hm2和8 184.0kg/hm2，比對照分別增產(chǎn)8.67%和7.27%(表1)。

2018年以香早優(yōu)2017為對照進(jìn)行品種比較試驗(yàn)，Q33S所配組合Q33S×R349、Q33S×R965和Q33S×R430等的全生育期均與對照相當(dāng)，較對照增產(chǎn)1.1%～4.2%；Q34S所配組合Q34S×R349、Q34S×R965和Q34S×R430的全生育期均與對照相當(dāng)，較對照增產(chǎn)2.3%～4.7%。

表1 Q33S和Q34S配組組合的產(chǎn)量(2017年)

3.2配組組合的米質(zhì)

從表2看出，Q33S與R349和R430配組組合，初步檢測組合米質(zhì)指標(biāo)(檢測地點(diǎn)為貴州省水稻研究所)，其直鏈淀粉含量分別為15.49%、16.50%，蛋白質(zhì)含量分別為10.14%、9.73%。Q34S與黔恢085、R349配組組合，組合直鏈淀粉含量分別為16.22%和16.71%，蛋白質(zhì)含量分別為10.28%和10.52%。

表2 Q33S和Q34S配組組合的米質(zhì)(2018年)

4繁殖技術(shù)

4.1隔離要求

水稻光溫敏核不育系Q33S與Q34S繁殖的隔離條件要求嚴(yán)格，采用空間隔離應(yīng)在500 m以上；采用時(shí)間隔離則應(yīng)與其他水稻品種花期相差28 d以上。

4.2適期播種

選擇有充足低溫水資源的地區(qū)春繁，在貴州省貴陽地區(qū)進(jìn)行冷灌繁殖，5月30日左右播種，稀薄、勻播，薄膜濕潤育秧。6月7日前單本移栽壯秧，適當(dāng)稀植，栽插密度24萬穴/hm2，行株距13.3 cm×16.7 cm。

4.3科學(xué)肥水管理

施足底肥(碳銨、磷肥各525 kg/hm2)，增施農(nóng)家肥。早施分蘗肥，移栽后5～8 d施尿素150 kg/hm2，巧施穗肥(尿素55 kg/hm2、氯化鉀60 kg/hm2)。水分管理做到薄水分蘗、淺水勤灌、足苗曬田，中后期水孕穗，干濕交替壯籽。重點(diǎn)監(jiān)測育性敏感期，注意群體主穗幼穗分化V期初至VII期末氣溫情況，在貴陽地區(qū)尤其注意8月中下旬的天氣情況，若氣溫偏高，須采用冷水灌溉，若氣溫低于23.5℃則不需采用冷水灌溉。

4.4嚴(yán)格去雜，適時(shí)收割，防治病蟲害

全程嚴(yán)格去雜，特別是始穗期、乳熟期，去除株葉形態(tài)明顯差異的異形株。晴天及時(shí)提早收割，做到單獨(dú)收、曬、運(yùn)、貯等環(huán)節(jié)，嚴(yán)防混雜。重點(diǎn)防治稻瘟病、紋枯病等病害以及二化螟、三化螟及稻飛虱等蟲害。