楊 艷,何張偉,梁 燕,楊 民,楊敏琴
(大理州農業科學推廣研究院糧食作物研究所,云南 大理 671005)
云南省高海拔稻區主要分布在1950~2400 m,大理州是高海拔稻區,是中國乃至世界最特殊稻區之一[1],生產上對品種要求更為嚴格。高海拔稻區生產難度大、科技支撐力不強、單產低已成為云南省水稻生產發展的瓶頸,加強高海拔粳稻品種的選育自主創新研究,不斷選育出后續品種,培育出適應地方種植的新品種十分重要和迫切[2]。大理州農科院糧作所多年開展對高海拔常規粳稻的新品種研究,育成了一批鳳稻系列新品種,創建了大理州高海拔常規粳稻育種技術體系,并實踐多年,文章主要對大理州高海拔常規粳稻選育過程中的育種目標和育種流程進行了介紹。
為避過和抵御8月抽穗揚花期低溫冷害,早熟和綜合抗逆性強為粳稻育種首要目標;以商品性、經濟性考慮,豐產穩產、品質改良和稻米食味為育種核心目標。注重理想株型的培育,對目標性狀堅持從雜交低世代材料嚴格篩選,育成綜合性狀優良的新品種。對低世代材料側重于個體豐產性和抗性的選擇,對高世代材料側重于經濟性狀、群體協調性及品質的選擇,對半成品材料要進行綜合性狀的篩選[3]。
早熟:全生育期180 d左右;株高:90~110 cm;劍葉:倒二、三葉直立;有效穗:450萬·hm-2左右;每穗實粒數:100~110粒;千粒重:25~30 g;結實率:75%左右;耐寒:抽穗揚花期能抗低溫寡照3~5 d;抗病:中抗稻瘟病、稻曲病、惡苗病、白葉枯病;熟色、熟像好;谷殼薄、堊白度小、碎米少、米粒晶瑩透明有光澤;食味:口感軟糯適中,冷飯不回生。
優良株型的篩選要遵循不在邊行、走道和缺株周圍選擇的原則,根據育種目標,篩選出早熟、耐寒、抗病、優質、穩產、適應性好的品種。秧田期選出苗齊、秧苗素質高的株型;分蘗期選分蘗力強、長勢好且整齊、葉茂且葉色濃綠、葉姿挺直、抗逆性強的株型;抽穗期選抽穗整齊、株系緊束、成穗率高的株型;成熟期選穗大、葉片不早衰、熟期整齊、莖稈硬抗倒伏、抗病性強、熟色熟像好的株型。
2.1.1 親本選擇
父本母本要具有互補的特性,才能創造豐富變異。大理州高海拔稻區稻米堊白大、整精米粒低,在親本上要多引用優異外源基因;兩頭低溫冷害突出,在親本上主要選用早熟、耐寒、抗病的材料;單產低主要選用高產、廣適材料;稻米食味性差的要多選用黏糯稻種。
2.1.2 溫室管理
1月底,溫室15℃以上育苗,每個親本播種5~6盆;3月初,3葉1心移栽,每個親本移栽19~20盆,每盆移栽7~8株,各親本插牌標記;5月初,雜交授粉,雜交方式上采用單交復交法等;6月中旬,收雜交種子。在分蘗盛期和孕穗后期,人工創造高溫高濕的條件誘發稻瘟病,對稻瘟病抗性鑒定進行篩選,及早淘汰感病材料。
2.1.3 雜交手段
剪穎去雄法。(1)去雄。在上午7:00—10:00時未開花前去雄,每個組合的母本剪5穗以上,每粒剪去穎殼的1/3,然后用鑷子取出雄蕊,去雄時不能損傷雌蕊的柱頭,確保不漏粒,以免造成假雜種。(2)套袋。先檢查去雄是否干凈、紙袋有無破損,再將紙袋輕輕套在母本上,用回形針固定,以免串粉出現假雜種。(3)授粉。在中午12:00—14:00時,結合當天的天氣情況,1~2人采粉,1人授粉套袋,1個母本要授粉4~5個穗子,套袋后,用回形針固定,輕輕拍打紙袋,讓花粉盡可能的落在柱頭上。(4)掛標簽。在塑料標簽上注明父母和母本,標記日期并掛在穗莖部。(5)收獲。收割的雜交種子按組合放一起,全部脫粒,裝進紙袋,編號。
2.1.4 溫室加代
F1種子量少,采用直播法全部播種;F2和F3用單籽粒傳法移栽和直播加代,即每個組合收獲時每穗取2~3粒飽滿粒混合后再加代,收獲的F4進入大田,在集團圃種植篩選出優良單株。
2.2.1 觀察記載
應固定專人負責,記載主要生育性狀和主要形態特征特性,同時對群體的典型性、豐產性、一致性、抗逆性和生育期進行記載。按照《農作物品種區域試驗技術規范水稻》(NY/T 1300)[4]。秧田期:記錄播種期,觀察出苗整齊度、調查秧苗素質(秧苗高度、葉齡、綠葉片數、分蘗苗數、莖基寬和20株風干重)。分蘗期:記錄移栽期,觀察分蘗強弱、生長整齊度、抗逆性、長勢、葉色、葉姿,調查基本苗、最高苗,計算分蘗苗率。抽穗期:記錄始穗期、盛穗期、齊穗期,觀察抽穗整齊度、株型,調查有效穗,計算成穗率。成熟期:記錄成熟期、觀察株型、穗型、粒型、穎色、芒有無、芒長度、熟期整齊度、抗倒性、耐寒性、抗病性、熟期轉色、落粒性及目測豐產性,調查株高、穗數。收獲期:調查記載小區產量、谷物含水量和室內考種(穗長、總實粒數、總秕粒數、總粒數、千粒重、結實率、稻米外觀品質、香味)。
2.2.2 秧田
秧田使用旱育秧的方式,播種量為600 kg·hm-2。在播種前各組合材料用牛皮紙袋裝好編號,扎成捆并浸種,用25%氰烯菌酯1000倍液浸泡72 h,播種前后所有種子(包括對照種子)各項措施應保持一致,選擇無風的天氣播種,播種均在同一天完成,播種時注意不要混雜,并繪制秧田布置圖。播種后4 d開始通風以防止燒苗,2葉1心揭膜,揭膜后秧田泡水,秧齡50 d移栽。移栽前清除小區間隔雜秧和小區內雜草,按播種圖插牌標記好各組合,并對秧苗素質進行考察。拔秧時把標牌和秧捆在一起,運到大田按編號依次排序,并繪制田間布局圖,嚴防混雜。插秧時按計劃的密度栽相應的苗數、叢數和行數,移栽后化除,增施有機肥,合理使用氮、磷、鉀肥,促壯稈粒飽,只防蟲但不防病,在抽穗后,拉防鳥網,以免影響小區產量及單株篩選。
2.2.3 集團圃
集團圃為溫室出來的F4代雜交種。集團圃的墑面寬2 m,走道寬0.3 m,株距10 cm,行距20 cm,分墑移栽,栽單苗,群體在2500叢以上,記錄好各個時期的性狀表現及抗性情況。成熟期選出優良單株并掛牌標記,入選單株測量株高和穗數,將整株取下裝袋、編號,室內進行脫粒、貯藏保存,來年進入選種圃。
2.2.4 選種圃
選種圃為F5代以上雜種單株。選種圃墑面寬2 m,走道寬0.3 m,栽單苗,株距10 cm,行距20 cm,栽2~3行,記錄好各個時期的性狀及抗性情況。在優良株系中選出優良單株,入選單株測量株高和穗數,將整株取下裝袋、編號、脫粒,進入室內考種決選,入選的優良單株來年繼續定向選育直至穩定。
2.3.1 生產力測定
從穩定株系中篩選出的優良株系,進行生產力測定試驗。各株系按編號順序排列,按照田間規劃分區種植,墑間走道寬0.3 m,株系小區面積10 m2(2 m×5 m),株距10 cm,行距20 cm,栽單苗,每15個設1個對照,首尾必須是對照種,記錄好各個時期的性狀及抗性情況。取樣時選對角線3點,每點選1叢,去除雜株、病株、倒伏株、生育期不一致株、葉型不一致株,計入產量結果。成熟期篩選,和對照種在各方面相比,以及全方位的系統觀察,淘汰較差的株系,確定當選株系區,做好相應標記,先收割保護行、對照小區和淘汰株系,再收割當選株系,收割當選株系前先檢查工具以防止混雜,后期室內進行脫粒、測產、考種和稻米品質分析。通過綜合分析比較,篩選出優良株系,來年參加新品種(系)比較試驗及多點示范,對產量、品質、抗性等進行鑒定。
2.3.2 品種區域試驗
生產力測定中優良品系進入區域試驗,隨機區組,3次重復,面積為13.33 m2,株距10 cm,行距20 cm,栽2苗,記錄好各個時期的性狀表現及抗性情況。取樣時選對角線5點,每點選1叢,去除異形株、病劣株。先進行品比試驗,試驗采用隨機區組排列,在本所試驗場(海拔1987 m)及鶴慶新民(海拔2200 m)各有側重的異地穿梭選育[2],所試驗場強調豐產性,鶴慶點強調早熟、耐寒、抗病性的鑒定篩選,2個試點表現好的品種進入區域試驗,在大理州多個高海拔試點中鑒定篩選,苗頭品系進行示范試種,客觀全面準確地評價其豐產、穩產、適應性。區試中綜合性狀表現好的株系升級參加省區試,通過品種審定后,可大面積示范推廣和繁殖。
原種繁殖應連片種植,防止混雜,影響品種純度,適時進行人工去雜株、異型株,進行化學除草和防治病蟲害,收獲后進行干燥通風貯藏,嚴防鼠蟲危害及霉變,來年可擴繁。