高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交中秈稻新組合珍兩優(yōu)17的選育及高產(chǎn)制種技術(shù)

熊躍東,王思哲,任代勝,喬保建*

(1.安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司,安徽蕪湖241000;2.安徽袁糧種業(yè)科學研究院,安徽蕪湖241000)

2021年12月8日,中央經(jīng)濟工作會議上,習近平總書記再一次提出:“越是有糧食吃,越要想到?jīng)]糧食的時候。中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手中,決不能在吃飯這一基本生存問題上讓別人卡住我們的脖子”[1]。水稻是我國最主要的糧食作物,國內(nèi)60%以上的人口以水稻為主食[2]?！稗r(nóng)以種為先”,目前良種對糧食增產(chǎn)的貢獻率已達45%[3],在我國糧食生產(chǎn)上發(fā)揮了重要作用。安徽省作為我國的糧食持續(xù)輸出省,水稻是最重要的糧食作物之一,其總產(chǎn)量占全省糧食作物總產(chǎn)量40%以上[4]。進一步研究安徽省水稻種植結(jié)構(gòu),國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,2016—2021年5年間,安徽省水稻常年種植面積在250萬hm2以上,其中中稻和一季晚稻種植面積占比80%以上[5]。因此,選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)型中稻和一季晚稻新品種可以有效提升安徽省糧食產(chǎn)量,為國家糧食安全做出更大貢獻。

相較于常規(guī)水稻品種,雜交水稻品種擁有較大的產(chǎn)量優(yōu)勢,可有效提升農(nóng)民收入和糧食產(chǎn)量。但是,雜交水稻種子生產(chǎn)一般為異花人工授粉,需要對其母本和父本進行異交栽培,目前來看是一個較為復雜的勞動密集型產(chǎn)業(yè),也是雜交水稻種子價格較高的根本原因之一[6]。如何培育易制種的雜交水稻新品種,有效降低雜交水稻種子生產(chǎn)成本,是商業(yè)化雜交水稻育種的重要課題。因此,筆者選用具備自主知識產(chǎn)權(quán)的高異交率不育系珍9S為母本與強優(yōu)勢恢復系R17為父本進行配組,培育了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)型兩系中秈新組合珍兩優(yōu)17,并于2022年通過國家農(nóng)作物新品種審定委員會審定,編號國審稻20220195[7],該組合高產(chǎn)優(yōu)質(zhì),抗倒大穗,制種產(chǎn)量較高。鑒于此,筆者介紹了珍兩優(yōu)17的選育過程和主要農(nóng)藝性狀,對其高產(chǎn)制種技術(shù)進行了探索,以期為優(yōu)良品種的商業(yè)化推廣提供數(shù)據(jù)支撐。

1 選育過程

1.1 不育系珍9S的選育珍9S是安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司選育的光溫敏核不育系。2012年夏季在蕪湖利用Y58S(♀)與五山絲苗(♂)進行雜交,后經(jīng)4a8代系統(tǒng)選育,于2017年育成(圖1)。該不育系株高93 cm左右,株型緊湊,分蘗力中上,劍葉略內(nèi)卷,稃尖無色,單株有效穗10～16穗,穗長22.7 cm左右,每穗總粒數(shù)182.6粒,千粒重24.2 g。柱頭無色,柱頭外露率較高,2017年蕪湖鏡湖區(qū)方村基地未噴施“九二〇”時統(tǒng)計,其柱頭單邊外露率為46.3%,雙邊外露率為35.2%,總柱頭外露率為81.5%。人工氣候?qū)嶒灄l件表明,該不育系起點溫度低于23.5℃。該品種于2021年8月通過安徽省不育系鑒定,并于同年12月獲得植物新品種權(quán),品種權(quán)號為CNA20191002669[8]。

1.2 恢復系R17的選育R17[4]是安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司選育的強優(yōu)勢抗倒恢復系。2007年冬在海南用含有粳稻血緣的親本材料零輪作母本與R207雜交,同時用優(yōu)良親本9311作母本與丙4114雜交,2008年夏在安徽蕪湖用零輪/R207為母本與9311/丙4114復交,即零輪/R207//9311/丙4114。此后各世代針對著粒密度、落粒性、抗倒性和生長優(yōu)勢等進行定向選育,歷經(jīng)3年6代,2011年在海南三亞選擇綜合性狀良好的QR11017株系,定名為R17(圖2)。該恢復系具有大穗、抗倒、著粒密度高、不易落粒、枝梗成熟后不干枯、活稈成熟等特點,于2019年獲得植物新品種權(quán),品種權(quán)號為CNA20151638.7[9]。

圖1 不育系珍9S選育歷程Fig.1 The breeding process of PTGMS line Zhen 9S

圖2 恢復系R17選育歷程Fig.2 The breeding process of restorer line R17

1.3 雜交中秈新組合珍兩優(yōu)17珍兩優(yōu)17是安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司以光溫敏核不育系珍9S與強優(yōu)勢抗倒恢復系R17配組而成的兩系雜交中秈稻新組合。2017年3月在海南三亞南繁試驗基地配組,后經(jīng)兩年多點品種比較試驗,表現(xiàn)綜合性狀優(yōu)良,高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。2020—2021年參加安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司組織的長江中下游中秈遲熟組聯(lián)合體(后稱安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體)區(qū)域試驗,2021年同步參加了安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體生產(chǎn)試驗。2022年11月,珍兩優(yōu)17在第4屆國家農(nóng)作物品種審定委員會第10次會議通過審定,適宜在長江中下游稻瘟病輕發(fā)區(qū)作一季稻推廣種植。

2 特征特性

2.1 產(chǎn)量表1為珍兩優(yōu)17的區(qū)域試驗及生產(chǎn)試驗產(chǎn)量表現(xiàn)。由表1可知,珍兩優(yōu)17于2020年參加國家南方稻區(qū)長江中下游中秈遲熟組安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體區(qū)域試驗初試,平均產(chǎn)量為9.70 t/hm2,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)增產(chǎn)5.32%,增產(chǎn)顯著;2021年參加安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體區(qū)域試驗續(xù)試,平均產(chǎn)量為9.67 t/hm2,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)增產(chǎn)5.61%,增產(chǎn)顯著;經(jīng)2年聯(lián)合體區(qū)域試驗多點測試,珍兩優(yōu)17平均產(chǎn)量為9.68 t/hm2,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)增產(chǎn)5.46%。2021年同步進行生產(chǎn)試驗,平均產(chǎn)量為9.66 t/hm2,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)增產(chǎn)4.20%。

2.2 主要農(nóng)藝性狀珍兩優(yōu)17為中秈兩系雜交水稻新組合。由表1可知,2020年珍兩優(yōu)17株高122.0 cm,穗長25.5 cm,有效穗15.9萬穗/hm2,每穗總粒數(shù)203.7粒,結(jié)實率86.3%,千粒重26.2 g,全生育期134 d,與對照豐兩優(yōu)4號(CK)一致;2021年珍兩優(yōu)17株高123.1 cm,穗長25.1 cm,有效穗17.2萬穗/hm2,每穗總粒數(shù)189.9粒,結(jié)實率85.3%,千粒重25.0 g,全生育期136 d,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)長1 d。在2年聯(lián)合體區(qū)域試驗多點測試中,平均株高122.6 cm,穗長25.3 cm,有效穗16.5萬/hm2,每穗總粒數(shù)196.8粒,結(jié)實率85.8%,千粒重25.6 g,全生育期135 d,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)長0.5 d。

表1 珍兩優(yōu)17在區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗中的產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀比較Table 1 Comparison of yield and major agronomic characters of Zhenliangyou 17 in regional test and production test

2.3 稻米品質(zhì)由表2可知,2020—2021年經(jīng)安徽袁糧企業(yè)聯(lián)合體試驗統(tǒng)一取樣送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(武漢)進行米質(zhì)檢測,珍兩優(yōu)17 2年平均整精米率65.9%、長寬比為3.10、堊白度2.9%、膠稠度64 mm、直鏈淀粉含量17.0%、堿消值6.8級,米質(zhì)指標符合農(nóng)業(yè)部《食用稻品種品質(zhì)》(NY/T 593—2013)標準2級。

表2 2020—2021年區(qū)域試驗中珍兩優(yōu)17的米質(zhì)表現(xiàn)Table 2 Rice quality performance of Zhenliangyou 17 in regional test(2020-2021)

2.4 抗性表現(xiàn)珍兩優(yōu)17根強莖壯,基部節(jié)間短,抗倒性強。2020—2021年安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體區(qū)域試驗委托湖北省宜昌市農(nóng)業(yè)科學院、福建省上杭縣茶地鄉(xiāng)水稻抗病育種研究協(xié)會、江西省井岡山企業(yè)集團農(nóng)業(yè)技術(shù)服務中心、浙江省農(nóng)業(yè)科學院植物保護與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所、安徽省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所、湖南省農(nóng)業(yè)科學院植物保護所等多家單位嚴格按照國家標準進行稻瘟病自然誘發(fā)鑒定。由表3可知,2020、2021年珍兩優(yōu)17稻瘟病抗性綜合指數(shù)分別為3.7和3.9級。在多年多點抗性鑒定試驗中,該組合褐飛虱病級最高達到9級,白葉枯病最高達到5級,稻瘟病病級達到5級,最終評價為高感褐飛虱,中感白葉枯病,中感稻瘟病。

表3 2020—2021年區(qū)域試驗中珍兩優(yōu)17的抗性表現(xiàn)Table 3 Resistance performance of Zhenliangyou 17 in regional test(2020-2021)

3 高產(chǎn)制種技術(shù)

3.1 花期安排不育系珍9S異交習性好,育性穩(wěn)定,利于獲得較高的制種產(chǎn)量。制種時需要根據(jù)母本的育性轉(zhuǎn)換臨界溫度,通過選擇適宜制種區(qū)域,合理安排播種期,確保母本育性轉(zhuǎn)換溫度敏感期和抽穗揚花期處于安全時段,避免低溫對母本不育性的影響,同時盡量使抽穗揚花期避開極端高溫等不利天氣[10]。珍兩優(yōu)17在海南進行春季制種,母本一般于2月10日播種,第1期父本于2月5日播種,第2期父本比第1期父本遲10 d播種,4月28日以后進入抽穗揚花期比較安全;在蕪湖進行夏季制種,母本一般于6月10日播種,第1期父本于6月1日播種,第2期父本比第1期父本遲10 d播種,8月22日以前進入抽穗揚花期較安全。同時,適當調(diào)整母本較父本早2～3 d始穗為好。進行大規(guī)模制種時,母本大田用種量為22.5 kg/hm2左右,父本大田用種量為6.0 kg/hm2左右。

3.2 基本苗要求母本秧齡23～26 d進行移栽,父本秧齡30 d內(nèi)進行移栽。父母本行比為2∶16 左右,父母本行間距為26 cm左右[11]。父本每穴栽2～3粒谷苗較好,移栽規(guī)格一般為20.0 cm×33.3 cm,保證基本苗以6萬～7萬/hm2、有效穗以30萬～35萬穗/hm2為佳。母本每穴栽3～4粒谷苗較好,移栽規(guī)格一般為13.3 cm×16.7 cm,保證基本苗達到70萬/hm2、有效穗達到160萬穗/ hm2為佳。

3.3 田間管理制種田建議施用45%復合肥450～600 kg/hm2作底肥,母本移栽5 d左右充分返青后,全田施用尿素120～150 kg/hm2作追肥;當母本達到幼穗分化初期,可根據(jù)苗情、幼穗分化發(fā)育的實際進度,施用45%復合肥45～90 kg/hm2作穗肥。灌溉方面,前期保持淺水促進分蘗,達到分蘗高峰期后及時充分曬田至田面開裂,在孕穗至灌漿期間采用淺水灌溉保花,促進灌漿,灌漿期后田間保持干濕交替,成熟收割前5～10 d斷水曬田[12]。

3.4 “九二〇”噴施及趕粉珍9S對“九二〇”較敏感,為有效解除母本的包頸,可于母本見穗30%左右時噴施“九二〇”375～450 g/hm2。間隔1 d后,父本再連續(xù)3 d,1次/d,每次噴施“九二〇”45～60 g/hm2。在適宜天氣條件下,母本當天開花會早于父本,因此待父本開花時即開始趕粉。當處于晴好天氣時,一般于10:30左右開始進行第1輪趕粉,趕粉3～4輪/d,每次間隔30 min左右,持續(xù)7～10 d,保證花粉足量覆蓋。

3.5 隔離與收獲制種大田應選取隔離良好、排灌水便利的田塊,制種田周圍150～200 m,不能種植花期相近的其他水稻品種,如種植其他水稻品種,制種田母本與周圍同期種植的其他水稻品種的花期應間隔20 d以上。少量制種時,可采用高度不低于2.5 m的薄膜、彩篷布、專用隔離網(wǎng)等進行隔離,同時使用竹竿或鐵桿等進行加固[13]。全生育期對父母本群體進行嚴格除雜,與原種存在差異的異型株、落地谷,以及授粉完畢的父本,要及時貼地割除。收獲時單收單曬,運輸和儲藏時嚴密封裝,防止機械混雜[14]。

4 結(jié)語

隨著社會進步,人民生活水平提高,為了更好地滿足人民對美好生活的追求,雜交水稻產(chǎn)業(yè)正面臨著米質(zhì)提升這一重大問題。雜交水稻父母本性狀互補和遺傳背景差異是雜種優(yōu)勢的主要來源[15],這些差異也是造成雜交水稻“高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì),優(yōu)質(zhì)不高產(chǎn)”的重要原因。因此,如何在水稻雜種優(yōu)勢群體理論體系指導下,搭建自有水稻品系框架,通過合理導入優(yōu)質(zhì)水稻遺傳背景,利用顯隱性基因及性狀互補快速在雜交水稻父母本中有目的的聚合米質(zhì)及其他優(yōu)良質(zhì)量性狀,是目前雜交水稻商業(yè)化育種的重要方向。同時,雜交水稻制種的成本是制約雜交水稻組合市場競爭力的重要因素,需要持續(xù)通過育種手段在先天改進其制種相關(guān)性狀,結(jié)合探索新型制種技術(shù)在后天有效降本增效,進一步形成具備較強市場競爭力的雜交水稻新組合及推廣體系。