優質高產抗病廣適粳稻新品種墾稻88育種分析

馮尚宗，張建達，張 華，毛瑞喜，宋向頗，吳夫坤，丁效東

(1.臨沂市農業技術推廣中心，山東臨沂 276000；2.郯城縣精華種業有限公司，山東郯城276100；3.山東省種子管理總站，山東濟南250013；4.郯城縣李莊鎮農業綜合服務中心，山東郯城276100；5.郯城縣農業技術推廣中心，山東郯城276100；6.青島農業大學，山東青島 266109)

水稻是全球主要的糧食作物之一，全世界50%的人口以稻米為主食。它也是我國的主要糧食作物，種植面積約占世界水稻面積的20%，總產約占世界水稻總產的33%，居第1位。隨著經濟社會的不斷發展和人們生活水平的逐漸提高，人們對稻米質量的要求也越來越高。因此不斷提高水稻的單產和質量是解決糧食危機和滿足人們需求的重要途徑。理論和實踐證明，提高水稻產量和質量，首先要選育出適合當地生態條件和耕作制度特點的高產、優質、抗病新品種；其次要弄清其生長發育特性和完善配套栽培技術。21世紀以來，人們生活水平顯著提高，我國的水稻生產漸漸地發生了重大變化，育種目標也從單一高產轉向優質高抗高產等復合性狀目標。多年來，針對制約當地水稻生產發展的關鍵技術問題，立足自身品種和技術優勢，結合當地生態和氣候條件，科學制定育種策略、原則和目標，堅持引進吸收利用和改造創新相結合，從種質資源創新入手，采用系統育種、雜交育種、生物育種等方法，選育出了優質抗病高產廣適粳稻新品種墾稻88。墾稻88具有高產穩產、品質優良、綜合抗性好、適應性強等特點，2019年通過山東省農作物品種審定委員會審定(審定編號為魯審稻20190005)。2020年分別通過江蘇省、河南省引種備案，引種備案號分別為：(蘇)引種(2020)第024號、(豫)引種(2020)稻055。 鑒于此，筆者從育種目標、原則、原理和選育過程等方面，總結了墾稻88粳稻育種實踐、品種特征特性和育種經驗。

1 水稻育種目標、原則的確定

近年來，隨著氣候和條件的變化，水稻病蟲害也發生變化，山東省乃至黃淮稻區原有一些主栽品種的抗性退化較嚴重，品質下降，產量不穩，有些年份有的地塊因品種原因而導致大幅減產，這嚴重制約了當地水稻產業的健康發展。為此，項目組在總結長期育種工作經驗的基礎上，確立了水稻新品種選育目標：在突出優質的同時，追求高產穩產，選育出的新品種要米質優良、產量突出、抗逆性強、熟期適中，比本地主栽品種增產5%以上。通過雜交配組、分離擇優，快速聚合優良性狀基因，利用常規育種和生物技術等手段，選育出適宜華北稻區和黃淮稻區的優質高產品種。

在水稻品種選育工作中，項目組始終把握以下原則：

一是品種增產潛力要高。一個水稻新品種被市場認可并推廣獲得成功，一個很重要的因素就是產量水平要高。一個品種的有效穗數、穗粒數和千粒重3要素協調發展是其產量潛力取得突破的關鍵。理論和實踐證明，應選擇大穗型、結實率高、灌漿期長、灌漿速率快、葉片功能期長的品種。在獲得足夠有效穗數的基礎上，通過增穗促粒、提高單株生產力是實現水稻高產的重要途徑。

二是株型結構要好。高產水稻品種株型應該葉群分布合理，葉片短挺，既不漏光也不郁蔽。分蘗集散適中，根系發達，基部節間短，莖稈粗壯、堅韌。半直穗型，穗層整齊，著粒密度中等。能夠實現高產水稻群體質量栽培“小群體、壯個體、高積累”的目的。

三是適應性要強。抗逆性的強弱是決定一個水稻品種能否高產穩產和推廣成功的重要因素。提高水稻品種的抗病性、抗倒性、抗逆性等生物與非生物脅迫的能力，減少化肥農藥使用量，提高水稻生產機械化水平，實現水稻新品種綠色環保、抗逆穩產的育種目標。

四是產量與品質要協調。隨著人們生活水平的不斷提高，城鄉居民對稻米的消費需求由過去數量溫飽型向質量營養型轉變，對食用大米品質的要求也越來越高。水稻生產由單純追求產量向產量和品質并重，重點是蒸煮食用品質和外觀品質，通過改良和創造優異種質，使高產與優質兩者統一協調好，實現水稻育種高產優質的協調發展。

2 粳稻新品種育種原理

優異種質資源的挖掘和利用，是水稻育種取得突破的關鍵。加強對優異種質資源的引進挖掘利用，尤其是加強對新優質源、新的抗原(抗病、抗蟲、耐逆境)、新的株型材料、高光效材料等的研究，及時有效地將應用到超高產育種中去，豐富親本組合的遺傳背景，發掘利用好優異性狀。

親本選配是品種選育的主要環節之一，是變異之源，也是選擇的基礎。親本選配不當，常常花費大量人力、物力、財力，卻收效甚微。雙親綜合性狀很大程度上控制著雜交后代的整體水平及優良變異類型出現的概率。因此，雙親優點多、缺點少，沒有共同的較大缺點及優缺點互補，是親本選配最基本的原則之一。特別是親緣關系較遠、地理遠距、綜合性狀優良的種質，性狀差異較大，擁有豐富的互補基因，雜交后代容易出現更多的優良變異類型。項目組采用“搭梯上樓”的育種策略，以基礎親本為主干，不斷融合優良性狀，使育成品種綜合性狀得到逐步提高。

利用優質性狀互補親本材料，通過引進挖掘利用優異種質資源，選擇基礎材料較好的在國內外大面積推廣和具有優異遺傳背景的種質或品種作為親本，通過常規育種及生物技術等途徑，定向選育高產、優質、高效、環境友好型新種質、新品系和新品種，選育出了優良品種墾稻88。

在選用綜合抗性好的親本材料基礎上，通過塑造理想株型，優化產量構成因子，導入鎮稻88和秀水405的抗性基因，采取當地鑒定和異地鑒定相結合，自然鑒定和誘發鑒定相結合，聚合多種優良性狀，根據豐產性結合早熟性、抗性和外觀品質、落粒性等目標性狀，有性雜交系統選育出墾稻88。其父母本是多個親本的優良基因的聚合，這些帶有優良基因的品種(品系)分別來自不同時期、不同地理位置，在生產中作為種質資源都曾發揮過重要的作用。雙親的基因類群具有種質遠緣、血統遠緣、生態遠緣和類型遠緣等特性，實現了優異基因的累加和優良基因的互補，從而為培育優質、高產、多抗、廣適性水稻新品種奠定了豐富的遺傳基礎。

3 粳稻新品種選育過程

墾稻88是以H301(鎮稻88選系)為母本、連嘉粳1號(秀水405系選)為父本，通過雜交配組、分離擇優，快速聚合優良性狀基因，系統選育而成(圖1)。墾稻88集父母本高產、優質、穩產、抗倒、抗病等優良性狀于一體，實現了理想的產量結構性狀的突破，解決了高產與優質、高產與廣適、高產與晚熟之間的矛盾。

由圖2可知，2005年以H301為母本、連嘉粳1號為父本雜交，采用常規雜交育種法選育，2005年冬海南種植F代，2006年郯城試驗田種植F代開展分離性狀選擇，2007年冬南繁加代種植F代，2008年在郯城試驗田種植F代，繼續進行分離性狀選擇，2009年冬南繁種植F代選擇優系單株8株。2010—2011年在郯城試驗田種植F、F代，優選單株。2012年選定其中1個編號為88號的優良株系定名為墾稻88，擴繁種子。2013—2014年開始品比試驗，2015—2016年參加郯城縣及江蘇、山東、河南多點品比試驗。2017—2018年參加山東省區域和生產試驗，2019年通過山東省品種審定。

圖1 墾稻88系譜圖Fig.1 Pedigree chart of Kendao 88

圖2 墾稻88育種程序Fig.2 Breeding procedure of Kendao 88

4 墾稻88特征特性

由表1可知，墾稻88株高95.4 cm，株型緊湊，莖稈粗壯，基部節間短；芽鞘色綠色，葉鞘色(基部)綠色，葉片顏色綠色；倒數第二葉片長和寬中等，葉尖與主莖的角度直立，葉片茸毛疏，劍葉葉片曲度無或很小；莖稈粗細中等，主莖葉片多有17片，穗長16.3 cm，穗伸出度抽出較好，中間型穗型，二次枝梗較多，穗立形狀中間型；有效穗數346.5萬/hm，每穗實粒數123.3粒，結實率83.6%，千粒重25.7 g。分蘗力中等，成穗率高，灌漿速度快，落黃好熟相佳。

苗期生長健壯，莖蘗質量高，大蘗多，奠定了高成穗基礎。生長發育均衡。拔節期間兩極分化較快，無效分蘗少，養分利用率高；拔節后穗分化進程加快，抽穗早，灌漿時間長，灌漿強度大，熟期適中，熟相好。株葉型好，冠層結構合理。株高適宜，抗倒性能好。

表1 墾稻88與對照蘇秀867 的生育期和特征特性比較Table 1 Comparison of the growth period and characteristics between Kendao 88 and Suxiu 867

由表2可知，從參加區試和生產試驗的產量結果看，墾稻88較對照品種增產10.9%，達極顯著水平，增產點比例100%。因表現出良好的高產穩產性，區試第2年同時進行生產試驗，生產試驗產量較對照品種增產8.2%。增產幅度極為顯著。

由表3可知，墾稻88的主要米質指標中整精米率73.8%，堊白粒率10.0%，堊白度1.7%，直鏈淀粉含量16.2%，膠稠度73.5 mm，其理化指標達到國家《優質稻谷》標準1級。墾稻88在稻米品質上有出米率高、低堊白、米飯香味濃郁、食味優等眾多優點，符合當前優質水稻產業發展的需要。

表2 墾稻88區試和生產試驗產量比較Table 2 Comparison of yields of Kendao 88 in regional test and production test

表3 墾稻88稻米主要品質常規分析(農業農村部NY 20—1986、NT/T 83—1988)Table 3 Conventional analysis of major rice quality of Kendao 88

2017年天津市植物保護研究所抗病性接種鑒定結果顯示，墾稻88抗稻瘟病，高抗紋枯病抗性，對稻曲病達到免疫級別(表4)。植株抗寒、抗倒性強，田間基本無倒伏現象，適宜在魯南、魯西南及沿黃稻區種植。

表4 墾稻88與對照蘇秀867 的田間抗性比較Table 4 Comparison of field resistance between Kendao 88 and Suxiu 867

5 粳稻新品種選育與推廣的體會

(1)種質資源是育種的物質基礎，選用優異種質是取得突破的關鍵在選育水稻新品種過程中，往往重視擴大親本的錄用范圍，但拓展的程度仍然有限；偏重于現成品種的利用，忽視新資源、中間材料的創新和利用。雖然項目組有較好的常規育種基礎，但育種手段和方法較為單一、育種周期較長。在未來的育種工作中，將拓寬優質親本資源來源，廣泛征集、研究、利用國內外優質種質資源；注意中間材料的積累與利用作為水稻育種的主攻方向。

(2)科學選配親本。親本選配是選擇的基礎，正確地選配親本是育種工作成功的關鍵。親本的優選和配組一直是育種家們在確定育種方案時首先考慮的重點。選擇的親本品種必須具有育種目標所要求的性狀，如高產、優質、抗逆性、抗病蟲性好等，避免使用有共同缺點的材料作為雜交親本；其次還要考慮其性狀互補。在選配組合時應以選擇中等穗型、著粒密度適中的組合為主，以利于協調源庫關系，充分利用光能，提高結實率和充實度。

(3)生物技術必須與傳統的常規技術緊密結合起來，才有可能大幅度提高未來我國水稻育種的研究水平，實現水稻育種的新突破。在常規育種中，基因都是隨機組合的，一些重要的目標特性通過傳統育種手段很難達到。而基因工程技術在定向育種方面具有極大潛力。綜合運用常規育種與雜種優勢利用，航天誘變、基因工程、分子標記技術等多種育種技術，選育出更多水稻類型和品種。

(4)高產仍是水稻育種的永恒命題。為了追求水稻生產的經濟效益，在強調水稻品質提升的同時，仍要把高產作為水稻育種的重要目標，追求強生理功能，即庫大、源足、流暢、凈光合率高。這一點墾稻88與對照品種相比具有明顯優勢，如具備前期葉面積發展迅速、早生快發性強、葉片寬厚、色深、株型半緊湊、稈粗活熟、大粒大穗、成穗率高、結實率高、耐寒抗病、根系發達等表型性狀，實現了較對照增產8.2%的產量目標。在穗數、粒數、生長率、收獲指數和生物產量等經濟性狀中，生物產量和收獲指數對水稻產量起決定性作用。因此，今后應在繼續保持較高經濟系數的基礎上，進一步提高生物產量并繼續走理想株型和強生理功能相結合的路子。

(5)良種良法配套，才能發揮新品種的潛力。優良品種只有與配套技術相結合才能發揮其增產潛力。開展新品種宣傳推廣，加強優質稻米生產基地建設，將良種推廣與良法應用相結合，將品種推廣與稻米品牌開發相結合，建立一個新型的“公司+米廠+農民”育繁推加利益聯合體，實行訂單農業，推動龍頭加工企業發展，實現水稻新品種的市場化開發、產業化經營，加快成果的轉化利用，才能實現品種效益的最大化。