水稻是世界上最重要的粮食作物,其种植遍及各地,从世界上最潮湿到最干旱的地区均有种植。20世纪80年代初,我国测配出一系列早熟恢复系种质,其中测64-7、测48、测49、二六窄早等在生产上大面积应用,实现了我国杂交水稻的熟期配套,为我国杂交水稻育种的发展做出了巨大贡献。经过我国育种家30年的努力,已经创制出一大批优异的早熟恢复系资源,具有代表性的有R402[1]、明恢77[2]、晚3[3]、明恢82[4]、明恢2155[5]等。但是,我国大面积使用的主要恢复系和不育系之间遗传相似性较大,遗传背景较为单一,尤其早熟恢复系资源较为单一。因此,利用种间或亚种间亲缘关系更远的亲本杂交,进行有利等位基因的聚合,从而选育出适应性更好、杂种优势更强的早熟恢复系是当前育种家的目标。
明恢82是福建省三明市农业科学研究院育成的早熟、抗瘟恢复系,该恢复系配组育成了6个品种通过省级品种审定,累计推广面积达60万hm2;全国各育种单位育成了5个含有明恢82背景的恢复系、6个杂交水稻新品种通过省级以上品种审定委员会审定[6]。为了丰富明恢82的遗传背景,同时充分利用其高配合力、优质、抗瘟等优点,本研究用明恢82分别与抗稻瘟病常规粳稻云引、籼型晚恢HK01复合杂交,经多年多点加代选择,最终育成了早熟杂交稻恢复系福恢1095,组配的杂交稻品种闽标优1095通过福建省农作物品种审定委员会审定(闽审稻2014001)。本文介绍闽标优1095的选育过程、区试表现及品种的主要特征特性。
1 材料与方法 1.1 试验材料早熟恢复系明恢82由福建省三明市农业科学院提供,抗稻瘟病粳稻云引由福建省农业科学院水稻研究所张建福博士提供,HK01由本课题组保存,闽标1A由福建农林大学作物科学学院提供。
1.2 试验方法 1.2.1 试验设计2003年春季于海南省藤桥基地分别用明恢82为母本和父本分别与粳稻云引、晚恢HK01杂交,2003年8月在福建省福州市水稻所试验田以明恢82×云引的F1作母本与杂交组合HK01×明恢82的F1复交,2004年春季在海南藤桥基地种植复交F1,选择表现早熟优良的植株混收,2004年晚季在福建省沙县种植F2,选择熟期早、经济性状较好的单株。通过系谱法加代选择,后代在上杭县茶地乡、将乐县黄潭镇稻瘟病重发区及福建省农业科学院植物保护研究所等地进行稻瘟病抗性鉴定,选择早熟、抗病、株叶形态好、粗杆及转色好的株系与金23A测交,2006年早季在海南种植测交后代,淘汰结实率低、株叶形态差的株系。2009年晚季在沙县与闽标1A进行少量制种,恢复系定名为福恢1095,品种定名为闽标优1095。
闽标优1095的试验数据来自福建省早稻区试及生产试验结果。2011-2012年参加福建省早稻区域试验区试,实验点分别位于福建省农业科学院水稻研究所、荔城区良种场、南安市良种场、安溪县良种场、龙海市良种场、诏安县良种场、连城县良种场、新罗区良种场、沙县良种场、南平市农业科学研究所、邵武市原种场、宁德市农业科学研究所和福鼎市良种场等13个点,分布于福建省9个区市,从东经116°04′至128°18′,北纬24°30′至27°20′,海拔2.0~351.0 m,所有参试品种按长宽比2∶1的长方形小区种植于同一田块,四周种植保护行,试验采用随机区组设计,3次重复,每个小区面积13.32 m2,试验田土壤肥力均匀一致,肥力水平略高于普通大田水平,栽插规格为16 cm×20 cm或20 cm×20 cm。
1.2.2 稻瘟病抗性鉴定2011-2012年,参试品种分别种植于将乐县黄潭、宁化县水茜、上杭县茶地、南平市农业科学研究所、宁德市农业科学研究所、南靖县农业科学研究所等6个试验点,鉴定圃选择排灌方便、土壤肥力中等偏上的老病区重病田,采用湿润育秧或旱育秧。鉴定品种顺序排列,重复2次,每个品种插4行,每行插5丛,20丛为一小区,株行距为20 cm×17 cm。为使各品种均匀发病,在鉴定小区两边插植2行诱发品种,同时在田间四周种植诱发品种。鉴定圃喷施氮肥,不烤田、不防治病害,栽培按一般大田管理。稻瘟病苗期抗性鉴定于福建省农业科学院植物保护研究所进行,设3次重复,播种于秧盘,待秧苗长至三叶一心时,喷雾不同稻瘟病生理小种菌株,7~10 d后调查发病情况。
1.2.3 稻米品质的检测2011年早季,米质检测的样品单独种植于沙县良种场,小区面积5 m2,按优质稻栽培方式进行田间管理,晒种时不曝晒,2011年9月成熟稻谷送农业部稻米及制品质量监督检验测试中心(杭州)进行稻米品质检测。
2 结果与分析 2.1 选育经过2003年早季于海南省藤桥基地选用明恢82为母本与云引杂交,以HK01为母本与明恢82杂交,各获得杂交种子16粒和22粒,2003年8月在福建省农业科学院水稻研究所试验田种植2个杂交组合的杂交F1,各成株12株和18株,选择明恢82×云引的F1作母本与HK01×明恢82的F1复交,获得36粒杂交种子,2004年春季在海南藤桥基地种植复交F1,成株32株,成熟期选择综合表现优良的8个单株混收,2004年晚季在福建省沙县基地种植F2,从丰富的分离群体中获得31个生育期早、经济性状较好的单株,2005年春季在海南淘汰不整齐株系,获得18个早熟、株叶形态好、杆粗、结实率高、后期转色好的株系;2005年晚季进行稻瘟病抗性筛选,淘汰感病株系,获得11个抗病株系,分别与早熟三系不育系金23A测交,2006年早季至2008年晚季,对获得的11个株系进行加代稳定,同时进行稻瘟病的抗性筛选,2009年用代号K5的株系与闽标1A等多个不育系进行少量制种,恢复系定名为福恢1095,品种定名为‘闽标优1095’(图 1)。2011-2012年参加福建省早稻新品种区域试验,2013年参加福建省早稻生产试验,2014年6月通过福建省农作物品种审定委员会审定(闽审稻2014001)。
2011年,闽标优1095参加福建省早稻区域试验平均产量7 238.55 kg·hm-2,比对照威优77增产5.98%,达极显著差异水平,居该组第五位;2012年继续参加早稻区域试验,平均产量7 327.65 kg·hm-2,比威优77增产6.81%,达极显著水平,居该组第二位。两年区试平均产量达7 283.10 kg·hm-2,比威优77增产6.39%。两年试验,闽标优1095均表现良好的产量优势。2013年参加福建省早稻生产试验,平均产量7 722.00 kg·hm-2,比对照金优2155增产1.61%(表 1)。区域试验及生产试验结果表明,闽标优1095具有良好的丰产性和稳产性。
闽标优1095是三系早籼杂交水稻新品种,属基本营养生长型。2011-2012年参加福建省早稻区域试验,闽标优1095的全生育期平均128.8 d,比威优77(CK)迟熟2.0 d;2013年参加福建省早稻生产试验,闽标优1095比对照金优2155迟熟1.2 d(表 1)。闽标优1095全生育期属于早籼类型,故在福建省可作早稻种植。
2.3.2 主要农艺性状2011-2013年,闽标优1095在福建省早稻区域试验及生产试验中,表现群体整齐,植株较高,穗大粒多,后期转色好。2011-2012年两年区试平均每公顷有效穗数257.3 万,株高113.7 cm,穗长24.8 cm,每穗总粒数158.1 粒,结实率79.79%,千粒重28.6 g。2013年生产试验每公顷有效穗250.5 万,株高114.6 cm,穗长21.8 cm,每穗总粒数162.3 粒,结实率80.10%,千粒重28.1 g(表 2)。从闽标优1095的穗部性状及产量性状分析,闽标优1095的有效穗、结实率和千粒重均比对照低,在穗长、每穗总粒数均明显优于对照。因此,闽标优1095是一个大穗型品种,主要通过每穗粒数和保持高结实率提高产量。
据福建省早稻区域试验抗性鉴定结果,闽标优1095在2011年田间自然诱发鉴定中感(MS)叶稻瘟和穗颈瘟,苗期室内人工接菌鉴定表现抗(R)稻瘟病;抗菌株率为90.91%;2012年田间鉴定表现中感叶稻瘟和穗颈瘟,苗期室内人工接种鉴定表现抗稻瘟病,抗菌株率为94.12%;两年综合评价为中感(MS)稻瘟病。
2.3.4 稻米品质据农业部稻米及制品质量监督检测试验中心的检测结果,闽标优1095糙米率81.6%、精米率69.9%、整精米率44.7%、粒长6.8 mm、长宽比2.8、垩白粒率96%、垩白度17.3%、透明度3级、碱消值4.5级、胶稠度58 mm、直链淀粉含量20.5%、蛋白质含量9.7%,符合五等食用籼稻品种品质规定要求。
3 讨 论近15年来,福建省审定的杂交水稻新品种共有241个,但其中杂交早稻仅37个,占审定水稻品种数的15.35%[7]。控制水稻品质和抗性的基因之间往往存在基因累赘的效应,导致早稻的产量、品质与抗性之间的矛盾,这也是长期困扰育种工作者的难题。因此,优质、高产、抗病杂交早稻的选育是南方稻区水稻育种的薄弱环节。现育成的早稻品种或者优质不高产,或是高产不抗病,再加上早稻品种抗病资源较少,也成为早稻品种选育的瓶颈之一。针对早熟恢复系因其生育期短、生长量不足,造成茎秆不够粗壮、抗倒性差等问题,本研究注重提高早熟杂交稻的抗倒性,选育时适当提高植株高度,增加茎粗。同时,早熟杂交水稻选育还应兼具早熟、高产、多抗、优质、苗期耐低温、抽穗期耐高温、抗倒等优良特性,协调优质与高产、高产与多抗、高产与倒伏的矛盾。
目前,早熟恢复系的选育方法有早/晚恢杂交、晚恢/晚恢、辐射诱变等。蔡耀辉等[8]采用“晚恢/晚恢”的杂交方式成功选育了早熟恢复系R458,其配制的早熟杂交稻品种金优458于2009年被农业部认定为超级稻品种;郑家团等[9]采用早/晚恢杂交方式选育的早熟恢复系明恢77 配制的早熟杂交稻品种威优77长期作为福建省区试对照种。李道品等[10]利用辐射诱变育成早杂恢复系温恢49辐,并配组育成早优49辐。但是,这些方法对品种稻瘟病的抗性提高并不明显。随着分子标记技术的发展,分子标记辅助育种选择技术在稻瘟病抗性育种中的应用越来越广泛[11, 12, 13, 14, 15, 16]。闽标1A(金抗1A)系福建省农林大学作物科学学院通过分子标记技术选育的早熟三系不育系[17]。本研究采用早/晚恢杂交与籼、粳亚种间杂种优势综合利用复合杂交的方式选育早熟恢复系,再与早熟不育系闽标1A配制组合,所选育的闽标优1095是福建省第一个利用分子标记技术育成的早熟三系杂交水稻新品种,成功将传统育种方法和现代分子标记技术有机结合,也为今后福建省早熟杂交水稻的选育提供了借鉴。
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