優(yōu)質(zhì)水稻品種龍稻28的選育及特征特性淺析

曹良子， 丁國華， 王彤彤， 白良明， 張鳳鳴， 洛 育, 夏天舒， 姜 輝，周勁松， 張靜華， 王 劍， 王雪揚， 楊 光， 孫世臣

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院博士后工作站， 哈爾濱 250086；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院耕作栽培研究所， 哈爾濱 250086；3.黑龍江省水稻品質(zhì)改良與遺傳育種工程技術(shù)研究中心， 哈爾濱 250086；4.東北農(nóng)業(yè)大學， 哈爾濱 250040； 5.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院大豆研究所， 哈爾濱 250086；6.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院， 哈爾濱 250086；7.黑龍江省作物分子設計與種質(zhì)創(chuàng)新重點實驗室， 哈爾濱 250028)

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平不斷提高，對優(yōu)質(zhì)大米的需求也越來越高。黑龍江省是我國主要粳稻產(chǎn)地之一，同時也是商品粳稻銷售量最大省份。進入21世紀以來，黑龍江省優(yōu)質(zhì)粳稻培育取得了豐碩成果，培育出一批優(yōu)質(zhì)食味品種，稻米整體品質(zhì)得到了明顯提高。但隨著水稻生產(chǎn)的發(fā)展，品質(zhì)較差的稻米庫存也逐年上升，導致稻農(nóng)收益降低，品質(zhì)較差的水稻品種已不能適應市場需求。為此，選育適合黑龍江省生態(tài)和生產(chǎn)特點的優(yōu)質(zhì)水稻新品種，對保障國家糧食安全，增加農(nóng)民收入具有非常重要的意義。

1 選育過程

龍稻28(哈121107)由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院耕作栽培研究所水稻研究室育成。2004年以遼粳5號為母本，哈99-352為父本組配雜交組合，當年獲得F0種子39粒；2006—2008年(F2～F4)集團種植；2009年F5種植2 000單株，秋季選擇抗倒伏，株型理想，穗位整齊，長粒型，無稻瘟病斑單株，共收獲20株(品系)；2010—2012年(F6～F8)每品系種植200單株，同時種植黑龍江省每個積溫帶的對照品種，針對對照品種鑒定適合種植地區(qū)，秋季選擇抗倒伏，株型理想，穗位整齊，無稻瘟病斑單株。F8世代同時進行耐冷試驗以及產(chǎn)量測試。2012年F8世代決選出1個最優(yōu)秀的品系，代號哈121107。2013年參加黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組品比試驗，2014—2015年參加區(qū)域試驗，2016年參加黑龍江省水稻品種第一積溫帶生產(chǎn)試驗，2017年4月通過黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會審定(黑審稻2017001)。

2 品種特征特性

2.1 生物學特征

普通粳稻，在適應區(qū)出苗至成熟生育日數(shù)144 d左右。需≥10 ℃活動積溫2 700 ℃左右。該品種主莖14片葉，長粒型，株高110.5 cm左右，穗長19.4 cm左右，每穗粒數(shù)123粒左右，千粒重25.8 g左右。

2.2 產(chǎn)量表現(xiàn)

2014—2015年，龍稻28參加黑龍江省第一積溫帶晚熟組水稻品種生產(chǎn)試驗，6個試驗點2年產(chǎn)量8 076.1～8 991.2 kg·hm-2，2年平均產(chǎn)量8 189.9 kg·hm-2，較松粳9(ck)增產(chǎn)6.9%(圖1，表1)；2016年黑龍江省第一積溫帶晚熟組水稻品種生產(chǎn)試驗，6個試驗點產(chǎn)量7 000.0～9 071.0 kg·hm-2，平均產(chǎn)量8 552.7 kg·hm-2，較ck增產(chǎn)7.6%(圖2，表2)。

表1 2014—2015年黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組區(qū)域試驗產(chǎn)量數(shù)據(jù)

表2 2016年黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組生產(chǎn)試驗產(chǎn)量數(shù)據(jù)

圖1 2014—2015年黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組區(qū)域試驗各試驗點產(chǎn)量數(shù)據(jù)

圖2 2016年黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組生產(chǎn)試驗各試驗點產(chǎn)量數(shù)據(jù)

2.3 抗病耐冷性

經(jīng)黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會指定鑒定單位對2014—2016年3年抗病耐冷進行鑒定。3年抗病接種鑒定結(jié)果：葉瘟3～5級，穗頸瘟1～5級(表3)。3年耐冷性鑒定結(jié)果：處理空殼率4%～17.56%(表3)。從表3可以看出，連續(xù)3年龍稻28的空殼率低于ck，同時葉瘟、穗頸瘟抗性也高于ck。

表3 2014—2016年龍稻28抗病耐冷試驗結(jié)果

2.4 米質(zhì)分析

經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(哈爾濱)2015—2016年品質(zhì)分析結(jié)果(兩年之間的幅度)：出糙率80.8%～81.5%，整精米率61.0%～68.9%，堊白粒米率4.0%，堊白度0.5%～1.1%，直鏈淀粉含量(干基)17.7%，膠稠度73.5～81.0 mm，食味品質(zhì)87～90分(表4)。根據(jù)優(yōu)質(zhì)稻谷國家標準(GB/T 17891-2017)的規(guī)定，除食味值之外，龍稻28各項指標均達到國標1級水平。食味值與優(yōu)質(zhì)稻谷國家標準1級僅差1.5分。

表4 2015—2016年龍稻28稻米品質(zhì)數(shù)據(jù)

3 龍稻28的優(yōu)質(zhì)基因

龍稻28擁有Wx1-1的等位基因(圖3)。Wx1-1是Waxy基因的一個等位基因。在第10個內(nèi)顯子中通過37 bp的缺陷導致直鏈淀粉含量下降，稻米食味品質(zhì)上升[1]。在我國北方粳稻品種中有部分優(yōu)質(zhì)品種擁有Wx1-1的等位基因。

圖3 龍稻28與其他水稻品種的Waxy基因序列差異

同時，龍稻28擁有與黑龍江省首個國標1級大米龍稻18相同的OsSSII的基因序列(圖4)。OsSSII是淀粉合成酶的一種，并且OsSSII的基因表達能夠影響Wx基因的表達量，最終導致直鏈淀粉含量以及稻米食味值的變化[2]。在我國北方粳稻品種中有部分優(yōu)質(zhì)品種擁有同樣的變異位點。今后為提高優(yōu)質(zhì)水稻品種的培育水平需要針對Wx1-1和OsSSII進行篩選。

圖4 龍稻28與其他水稻品種的OsSSII基因序列差異

4 優(yōu)質(zhì)配套栽培技術(shù)

龍稻28適合在黑龍江省第一積溫帶上限地區(qū)(有效活動積溫2 700 ℃左右)插秧栽培。

4.1 適期播種，培育壯秧

采用工廠化大棚育秧方式，4月中旬播種，播前用殺菌劑浸種48 h，催芽播種，稀播育壯秧。秧苗管理原則“見綠放風，控制灌水”。

4.2 適時移栽，合理密植

移栽時秧齡控制在30～35 d，近幾年黑龍江省5月25日左右有低溫。因此在低溫到來前讓秧苗達到緩苗狀態(tài)。當?shù)剡m期移栽時間5月15日左右。行穴距27 cm×10 cm，每穴3～5株苗，基本苗150萬株·hm-2左右，增加抗性以及提高抗倒伏能力。

4.3 科學肥水利用

施肥：全生育期每公頃施純氮150 kg，純磷70 kg，純鉀70 kg。化肥使用原則是“前促，中補，后控”。水稻優(yōu)質(zhì)受氮肥所影響，因此控制氮肥是優(yōu)質(zhì)栽培的基礎，前期提高水稻生物量多投入氮肥，相反后期在籽粒灌漿期盡可能避免氮肥的使用。

同時，龍稻28的米飯食味值對化肥反應敏感，同時也需要控制全生育期的化肥施用量。實驗結(jié)果表明，增加氮肥使用(純氮195 kg·hm-2和225 kg·hm-2)與ck相比(純氮150 kg·hm-2)每株能夠增加2～3個分蘗。但是會減少龍稻28稻米食味品質(zhì)。相比在減少化肥增加有機肥的使用雖然減少分蘗數(shù)量，但是能夠增加龍稻28的米飯食味值(圖5、圖6)。導致食味值下降的主要原因在于減少化肥增加有機肥起到了降低直鏈淀粉含量以及蛋白質(zhì)含量的作用，分別為16.96%和6.90%(圖7、圖8)。陳帥君等[3]報道，有機肥料具有提高米飯食味的作用。并且，徐正進等認為，北方粳稻的直鏈淀粉含量應該控制在17%以下，蛋白質(zhì)含量控制在7%以下，才能夠選育出優(yōu)質(zhì)食味的水稻品種[4]。從以上試驗結(jié)果可以看出，龍稻28的施肥方案需要減少化肥的使用量，增加有機肥施用量，從而可以提高稻米的食味品質(zhì)。

圖5 2019年不同施肥條件下龍稻28分蘗數(shù)量的變化

注：ck 1(純氮=150 kg·hm-2，100%化肥)；T 1(純氮=150 kg·hm-2，70%化肥，30%有機肥)； T 2(純氮=150 kg·hm-2 ，50%化肥，50%有機肥)，T 3(純氮=225 kg·hm-2，100%化肥)；T 4 (純氮=195 kg·hm-2，100%化肥)。磷肥與鉀肥統(tǒng)一70 kg·hm-2。下同。

圖7 2019年不同施肥條件下龍稻28直鏈淀粉含量的變化

圖8 2019年不同施肥條件下龍稻28蛋白質(zhì)含量的變化