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抗稻瘟病晚粳稻不育系浙07A的选育与应用

2014-06-23张礼霞王建军王林友毛雪琴金庆生范宏环

浙江农业科学 2014年8期
关键词:籼粳杂交稻粳稻

张礼霞,王建军∗,王林友,毛雪琴,金庆生,范宏环

(1.浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所,浙江杭州 310021;2.浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所,浙江杭州 310021)

抗稻瘟病晚粳稻不育系浙07A的选育与应用

张礼霞1,王建军1∗,王林友1,毛雪琴2,金庆生1,范宏环1

(1.浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所,浙江杭州 310021;2.浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所,浙江杭州 310021)

以携Pigm基因的粳稻材料MP3为抗稻瘟病基因供体,通过回交转育,结合分子标记辅助选择,快速改良晚粳稻不育系浙04A的稻瘟病抗性,育成了BT型抗稻瘟病晚粳稻不育系浙07A及其保持系浙07B,2012年9月通过浙江省农作物品种审定委员会鉴定(浙育鉴2012006)。该不育系不育株率100%,花粉败育率99.99%,不育花粉以染败为主,其中染败率83.73%。经人工接种鉴定,为高抗稻瘟病。所配组合与原不育系浙04A相比较,分蘖数多、穗型大、粒重高,表现产量优势明显、稻瘟病抗性增强等特性。

晚粳稻不育系;浙07A;Pigm基因;抗稻瘟病;分子标记选择

籼粳杂交稻具有强大的植株生长和产量优势,大面积推广与应用超高产的籼粳杂交稻将对浙江省的粮食增产和粮食安全具有重要的意义。近年来,宁波市农业科学研究院、浙江省农业科学院、中国水稻研究所等科研单位,相继育成一批籼粳杂交稻新品种,显著地提高了浙江省水稻的产量潜力,而且在生育期、株型、适应性等农艺性状上有明显的改良,对推广和发展籼粳杂交稻起到了不可或缺的科技支撑作用。但已有籼粳杂交稻的稻瘟病抗性普遍偏弱,制种产量较低,难以适应大面积生产的要求。

基于浙江省杂交稻育种面临的新问题,本项目组开展了对大面积生产应用的晚粳稻不育系浙04A[1]进行稻瘟病抗性改良。在已公布的抗稻瘟病基因中,抗谱最广的当属Pigm基因,其供体谷梅4号在20多年不同地区的田间种植均表现出持久的抗性。沈瑛等[2]的研究表明谷梅4号对多种稻瘟病强致病菌株具有高抗或免疫能力,其抗谱比Pi1、Pi2和Pi3等基因更广。邓一文等[3]将谷梅4号的抗稻瘟病基因Pigm定位于第6染色体上标记C5483和C0428之间的70kb区间内,与Pi2和Pi9紧密连锁或等位,并开发了该基因的显性标记M26205进行辅助育种。利用谷梅4号与意大利粳稻品种Maratelli多次回交转育的中间育种材料MP3持有Pigm基因,且对多种稻瘟病强致病菌株同样具有广谱抗性。本研究用常规系谱育种法和分子标记相结合,以浙04A的保持系浙04B为骨干改良亲本,MP3为抗稻瘟病基因供体,以受体亲本浙04B为轮回亲本,多次回交培育以浙04B为遗传背景的,具Pigm基因的新保持系浙07B,同步与浙04A回交,将细胞质置换成CMS胞质,培育不育系浙07A。希望在保持浙04A原有优良性状的基础上,提高其抗稻瘟病能力,为解决杂交晚粳稻和籼粳杂交稻提供一个优良的不育系。

1 选育经过

2009年秋在杭州用浙04B与携稻瘟病广谱抗性基因Pigm的MP3杂交,2009年冬在陵水种植F1,并以浙04B为轮回亲本与F1回交。2010年春季在杭州种植B1F1,苗期利用Pigm显性标记M26205对每一单株进行PCR检测,入选携带Pigm基因的单株19株,6叶期时用黑布遮光的方法进行短日照处理,始穗后,与同步处理的浙04B回交,并同时与浙04A测交鉴定不育性保持能力。2010年秋季在温室中种植B2F1和测交F1,苗期再次检测Pigm基因,并考察B2F1阳性株的株型、穗型、粒型等性状,入选49个单株,与测交F1中花药败育彻底且携有Pigm基因的单株回交,转育成不育系浙04A/(浙04B///浙04B//浙04B/MP3)BC1F1。2010年冬季在海南省陵水县浙江省农科院育种基地种植49个株系,经破口前大孕穗期注射接种法鉴定稻瘟病抗性,综合农艺性状考察以及分子标记检测,共入选15个优良单株,并与不育系BF1中花药败育彻底的Pigm阳性株回交,同时开始不育系BF1与恢复系测交以鉴定配合力。2011年夏季杭州种植15个株系,分子检测选出Pigm纯合系3个,对综合农艺性状、稻瘟病抗性、配合力、米质等多个重要性状考察后,最终决选1个株系并定名为浙07B,并同步与不育系B2F1中12个Pigm阳性株回交,同时不育系BF1与恢复系配的组合参加本项目组新组合比较。2011年冬季,从12个不育系B3F1中各取一部分种子发芽,各取100株进行Pigm分子检测,入选1份Pigm纯合系定为浙07A。2012年春季在陵水基地用浙07A与浙07B及浙恢414小规模繁种和制种。2012年夏季在杭州试验场开展浙07A的分期播种、米质分析、抗性检测、开花习性观察,2012年9月召开不育系的技术鉴定现场会,通过了浙江省农作物品种审定委员会组织的专家鉴定。

2 特征特性

2.1 育性

浙07A为BT型配子体细胞质不育系。据2012年9月对1197株群体现场考察,群体整齐一致,不育株率100%;考查100个套袋自交稻穗,自交结实率0%;随机抽取50个稻穗的花粉镜检,花粉败育率99.99%。不育花粉以染败为主,染败率83.73%。

2.2 生育特性

浙07A属早中熟晚粳稻三系不育系,感光性较强。在杭州5月上旬和7月中旬播种,播种期相差70d,始穗期相差25d,说明浙07A感光性较强。与同期播种的浙04A相比,浙07A始穗迟0~4d。

2.3 植株形态

浙07A在杭州作单季稻栽培株高85cm左右,作连作晚稻种株高80cm左右,较浙04A高约2 cm。浙07A分蘖力强、株型紧凑、着粒较密、叶色较深、后期清秀、熟相好。保持系千粒重26g左右,每穗总颖花数176粒左右,穗长17.0cm,为密穗型中熟晚粳稻。浙07A的上三叶叶片及总粒数与浙04A基本相同,但叶色较浙04A深。

2.4 开花习性

2012年9月上旬,观察浙07A在杭州的开花习性。稻穗露出叶鞘即开始开花,见穗期与开花期无明显时差。单穗开花历期4~5d,单株开花历期6~8d,群体开花历期9~11d,花期集中且整齐,开花历期较短。浙07A约上午10:30始花,11:20—12:00盛花,始花至终花历时1.5~2.0h。浙07B与粳稻恢复系浙恢H414开花高峰均在11:10—11:40,与浙07A花时相遇较好,说明浙07A的开花习性适合粳粳交组合的高产制种。浙07A单朵小花开颖时间约50~60min,内外颖张开角度约32°~37°,开花时可见柱头。浙07A花药淡黄色,呈细箭头状而略皱缩,与保持系浙07B容易区别。

2.5 异交特性

2012年春季在陵水对浙07A进行小面积制种,结果表明浙07A在同粳型恢复系配组时异交结实率较高,相同条件下其制种产量与浙04A相仿,浙07A与浙恢H414制种667m2产量101.66kg。2012年9月鉴定现场取穗考察,浙07A平均异交结实率为41.4%。

2.6 稻米品质

2012年农业部稻米及制品质量监督检验测试中心分析,所测定的12项指标中,浙07A的透明度、直链淀粉含量、蛋白质含量3项指标和整精米率、碱消值、胶稠度等3项指标分别达到部颁NY/T593—2002《食用稻品种品质》1等和2等标准。浙07A的胶稠度、直链淀粉含量优于浙04A。

2.7 抗病性

经浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所2012年人工接种鉴定,浙07A叶瘟平均0.1级,最高3级,抗谱100%,白叶枯病平均3.5级,最高7级,总体表现为高抗稻瘟病、中抗白叶枯病(表1)。2011-2013年连续3年在桐庐东辉对浙07A进行稻瘟病田间自然诱发鉴定,调查发现浙07A稻瘟病穗瘟发病率明显轻于浙04A。浙07A所配的组合浙07A/H414、浙07A/H818均表现为抗稻瘟病,而浙04A所配的浙优12号(浙04A/H414)和浙优18(浙04A/H818)均中感稻瘟病。可见,与浙04A相比,浙07A所配组合的稻瘟病抗性明显改善。

表1 浙07A等材料的抗病性鉴定结果

3 配合力与产量表现

2011年正季,在浙江省农业科学院海宁试验基地对浙07A与粳型恢复系浙恢H414和籼粳交恢复系浙恢H818配制的新组合浙7优414和浙7优818进行产量鉴定和配合力测定,并分别与同一恢复系配制的杂交组合浙优12号(浙04A/浙恢H414,浙品审2008-019)和浙优18(浙04A/浙恢H818,浙审稻2012020)进行比较(表2)。以浙07A配制的新组合比与浙04A配制的杂交组合播始历期约长2~3d,单株有效穗增加0.4~0.7个,每穗总粒数增加8.5~8.1粒,千粒重也略有增加。小区折合667m2产量浙7优414为742kg,比浙优12增产5.7%;浙7优818为867kg,比浙优18增产12.0%。浙7优818新组合表现为谷粒饱满、后期熟相好、抗倒清秀、高产稳产。浙优18是近年来本项目组育成的超高产籼粳杂交稻[4],浙7优818在浙优18的高产基础上,显著地改良了抗稻瘟病能力,而且产量水平又有了明显增加,因此,其应用前景十分诱人。运用浙07A配制的一批新组合,正在进行制种和多点鉴定,有望选出超高产、抗病的籼粳杂交稻新类型品种。Sinica,2004,37:362-369.

表2 浙07A、浙04A与相同的恢复系所配组合的农艺性状表现

[3] DengYW,ZhuXD,ShenY,etal.Geneticcharacterization andfinemappingoftheblastresistancelocusPigm(t)tightly linkedtoPi2andPi9inabroad-spectrumresistantChinese variety[J].TheorApplGenet,2006,113:705-713.

[4] 王林友,王建军,张礼霞,等.杂交稻浙优18特征特性及栽培技术[J].浙江农业科学,2013(4):364-366.

[1] 王林友,王建军,金庆生,等.抗病、早花时高异交率晚粳稻不育系浙04A的选育与利用[J].杂交水稻,2009,24(1):15-1.

[2] ShenY,AdreitH,ZhuXD,etal.Resistanceevaluationof somehybridrice,conventionalearlyindicaandlatejaponica riceto MagnaporthegriseainChina[J].ScientiaAgricultura

(责任编辑:张才德)

S435.111

A

0528-9017(2014)08-1145-03

文献著录格式:张礼霞,王建军,王林友,等.抗稻瘟病晚粳稻不育系浙07A的选育与应用[J].浙江农业科学,2014(8):1145-1147.

2014-06-15

浙江省重大专项(8812计划)(2011C12901-2);植物分子遗传国家重点实验室开放课题(O809Z61171);浙江省植物有害生物防控重点实验室课题

张礼霞(1978-),女,助理研究员,硕士,主要从事水稻遗传育种研究工作。E-mail:go263@163.com。

王建军,研究员,E-mail:wangjj4197@163.com。

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