粳稻新品种临稻16号的选育研究与应用效果

2017-02-15冯尚宗张民阁刘中聚赵理娄华敏王

湖北农业科学 2016年20期

冯尚宗+张民阁+刘中聚+赵理+娄华敏+王世伟+赵桂涛+刘宁

摘要：从育种目标、技术路线、选育原理和选育过程等方面总结了临稻16号粳稻育种实践、品种特征特性及产量表现。结果表明，以优质、高产、多抗、广适为育种目标，以理想株型与杂种优势利用相结合为重点，采用亲本改良、多元复交创造变异为手段，扩大和丰富遗传背景，应用多点异地生态选择、穿梭育种和系统选育等方法，合理选配亲本材料，塑造理想株型，优化产量构成因子，导入优质、抗病基因，研究选育出临稻16号粳稻新品种。多年实践证明，该品种表现高产、优质、多抗、广适的特点，适宜在鲁南、鲁西南及黄淮稻区作麦茬稻和夏直播稻推广种植。

关键词：粳稻；临稻16号；选育；应用效果

中图分类号：S511.2+2；S334 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）20-5177-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.20.003

Abstract： Breeding practices，characteristics and yield performance of japonica rice variety Lindao 16 were summarized in term of breeding objective，technical route，selection principle and breeding process. Results showed that with high yield，good quality，multiple resistance and wide adaptation as breeding objectives，with the combination of ideal plant type and advanced heterosis as emphasis，and with parents improvement and multi-composite crossing induced variations as means，we expanded and enriched the genetic background，and applied multi-location ecological selection at different locations，shuttle breeding and systematic breeding methods etc. Parent materials were reasonablely selected，ideal plant type was formed，yield components were optimised，and high quality and diseases resistance genes were incorporated into the new variety Lindao 16. It has been proved that this variety has the characteristics of high yield， good quality， multiple resistance and wide adaptation. It is suitable for wheat-rice and summer direct-seeding rice system in the south and southwest of Shandong province and Huanghuai rice areas.

Key words： japonica rice； Lindao 16； breeding； application effect

中國是世界水稻的生产和消费大国，中国60%的人口以大米为主食，水稻种植面积占世界水稻面积的20%左右，总产量占世界总产的33%左右，居世界第一位；同时中国又是主要的大米出口国之一[1]。山东属黄淮粳稻区，粳稻单产一般在550 kg/667 m2左右。临沂市常年种植水稻单产一般为550～600 kg/667 m2。是山东省第一大水稻种植市，在全省水稻生产中具有举足轻重的地位。大量的农业科研和生产实践表明，选育水稻新品种是提高水稻单产的有效途径。

多年来，沂南县水稻研究所课题组针对制约当地水稻生产发展的关键问题和技术瓶颈，根据本地特殊的气候条件，围绕丰、优、抗、早的育种目标，坚持引进利用和改造创新相结合，采用系统育种、杂交育种、物理辐射、化学诱变等多种方法，选育出了临稻16号等有重大影响的水稻新品种。特别是经过多年系统选育，育成抗条纹叶枯病的优质高产新品种临稻16号，实现了粳稻区抗病品种的选育与应用，一举解决了山东省粳稻区受水稻条纹叶枯病流行危害的重大难题。临稻16号具有高出米率、早熟、商品性好、高产稳产、适应性强等优点，连续6年成为临沂市水稻当家品种，解决了半直立穗型品种高产但出米率低的缺点，也为鲁南苏北直播稻的推广应用奠定了基础。

1 粳稻新品种育种目标和技术路线

以优质、高产、多抗、广适为育种目标，以塑造高产株型，提高品种综合素质，优化产量构成因子，在一定穗数的基础上，增穗重，力求“源”、“库”、“流”协调发展为育种总体思路。技术路线是：以理想株型与杂交优势利用相结合为重点，利用优质性状互补亲本材料，采用亲本改良，亲缘渐近，多元复交创造变异的手段，以基因分离重组为主要依据，充分扩大和丰富遗传背景，以亲缘关系疏远、地理相距较远、生态类型不同、株型差异较大、目标性状突出、优点多且优缺点能有效互补为选择亲本的原则，扩大变异和选择范围，从低世代起，应用多点异地生态选择穿梭育种手段和系统选育等方法，研究选育水稻新品种[2]。

2 粳稻新品种选育原理

2.1 合理选配亲本，优化性状组配

亲本选配是品种选育的主要环节之一，是变异之源，是选择的基础。双亲综合性状很大程度上控制着杂交后代的整体水平及优良变异类型出现的概率[3]。因此，选配亲本要注重优异性状的结合与互补。选择优点多、缺点少、优缺点能互补的双亲，并且双方没有共同的较大缺点。理论和实践证明，亲缘关系较远、地理相距较远、优异性状多且差异较大的亲本，杂交后代更易出现优良目标性状。临稻16号就是遵循“扩大遗传背景、扩大变异范围，提高后代结实率、提高后代选择效率”的原则[4]，立足高起点，选用优良性状多遗传基础丰富的材料与生态类型不同的国外引进品种的后代配组育成的。

临稻16号的父本为淮稻6号，淮稻6号具有株型集散适中、分蘖力强、结实率高、抗病性好、熟期适中等优点。淮稻6号的母本武育粳3号是代表当时中粳稻最新最高水平的迟熟中粳材料，株型较理想，分蘖性强，生长量较大，有效穗多，粒重高，穗粒协调，抗白叶枯病、稻瘟病，米饭食味较好；缺点是生育期偏迟，米质外观垩白度偏高[3]。淮稻6号是来自优良品种中国91与盐粳2号的杂交后代，优点是品质较好、抗倒性强、穗大粒多、熟期适宜；缺点是粒重不高，产量一般。淮稻6号集中了双亲诸多优良性状，其长势长相、熟色熟相及粒重都与母本武育粳3号相近。淮稻6号米质垩白率、垩白度低的原因是其两个亲本（中国91垩白率极低、盐粳2号垩白度很小）优质基因重组累加互补而成的。临稻16号抗白叶枯病的优质基因则源自淮稻6号父母本对白叶枯病较强的抗性，临稻16号这一性状是该品种的遗传。

临稻16号的母本为临稻11号，临稻11号是从镇稻88变异株系统选育而成。镇稻88是高产稳产、优质多抗（尤其抗条纹叶枯病）中粳稻，镇稻88的母本月之光为高抗稻瘟病和条纹叶枯病、品质优、熟相好、疏穗型早熟中粳品种，镇稻88的父本为株型好、遗传基础丰富、密穗型高产晚熟香粳稻品系武香粳1号。镇稻88集合了双亲优良性状，融高产、优质、多抗于一体，抗条纹叶枯病，耐肥抗倒，稳产性好，利于机械化收获，广适性好[5]。1996年将镇稻88引进到临沂后，它表现出前述优点的同时，也存在着生育期长、灌浆慢、空秕率高、整米率低、外观差、商品性差的缺点，且株高偏矮、易落粒，农民不易接受。1997年从单株栽培的镇稻88中选出了熟期较早、株高偏高、空秕率较低的优良变异株“99-3”，株高比镇稻88高7 cm左右，早熟3～5 d，高产、抗病、抗倒伏、综合性状好，特别是抗稻穗颈瘟病和条纹叶枯病。

临稻16号就是聚合了双亲优良性状的中粳稻品种。经过近5年试验示范和生产实践证明，它具有早熟、株型集散适中，茎秆粗壮且富有弹性，抗倒性强，分蘖力中等，分蘖成穗率、颖花分化能力均较高，穗数、粒数间具有很好的互补性，抗条纹叶枯病，高抗白叶枯病，尤其对近年重发的条纹叶枯病表现出良好的田间抗性，抗逆性强，在不同的生态条件下具有良好的适应能力。

2.2 塑造理想株型

现代株型育种已经不再是单纯追求形态改良，而是通过群体结构和受光态势的综合改进来提高群体光合作用和物质生产能力。换言之，理想株型已不再是单一性状的改进，而是在特定生态和生产条件下与丰产性有关的各种有利性状的最佳组配[6，7]，就是通过塑造理想株型构建高光效群体结构，以提高群体光合作用效率和物质生产能力。水稻产量增长的实质就是不断提高群体光合生产能力，促进物质分配渐趋合理。在水稻产量由低产向中产再向高产演进过程中，形态株型改良是育种的必由之路。如20世纪中叶中国的矮化育种，随着生产水平的提高，逐渐发现500 kg/667 m2左右的产量已是矮秆品种的极限，欲进一步提高产量，难度越来越大。主要原因是尽管矮秆品种抗倒性较好，但是叶片密集、重叠，群体内有效、高效叶面积小，群体干物质积累量不高，增长潜力有限，从而限制了产量提高。因此，通过适当增加株高（达95～100 cm），改良株型结构，提高叶片光合能力，增加光合产物，特别是提高抽穗前的干物质积累，为实现高产优质打好基础。通过缩短基部节间长度、增加茎壁厚度、提高茎秆的坚韧性及叶鞘包裹程度等来解决抗倒性问题[3]。临稻16号株高101.5 cm，株型集散适中，茎秆坚韧，基部节间短，叶片长宽适中、厚而挺立，叶角较小，分布规则均匀，群体内通透性好，有效、高效叶面积大，叶片功能期长，成熟时仍有3片以上绿叶。这种株形结构就是经过多代精心选育而成的。

2.3 优化产量构成因子

从临沂粳稻产量构成因子的演变看，产量的进一步突破呈现出有效穗适度减少、每穗实粒数增加的趋势。优化穗粒结构，是为了使穗、粒、重在更高层次上实现更好的统一。产量在200～450 kg/667 m2之间，其产量的提高主要依靠穗数的增加，此时的平均穗粒数增加缓慢，当产量超过450 kg/667 m2时，要想获得更高产，主要依靠平均穗粒数增加来实现，此时的穗数增加缓慢。因此目前夺取更高产的主要途径是增加穗粒数，稳定穗数，将穗数控制在20万～24万穗/667 m2，缩小主茎穗和分蘖穗之间的粒数差异，提高整齐度。20世纪90年代，临沂粳稻产量长期徘徊在500 kg/667 m2左右水平，主要原因是种植品种大多以多穗型品种为主，这是由临沂的生产条件和多穗型品种的特点决定的。调查临沂市2005年之前种植的品种，大面积产量550 kg/667 m2左右的品种，有效穗基本都在24万/667 m2左右或更低。理论和实践证明，水稻高产的突破，需要进一步优化产量构成因子，在适当降低穗数的基础上，较大幅度地提高每穗粒数和适当增加粒重。临稻16号选育过程中，将穗粒结构定位在中间型偏大穗，即穗数22万～25万/667 m2、穗重3 g左右，最终获得了较理想的选育结果。

2.4 导入优质、抗病基因，选育优质、多抗品种

垩白率和垩白度是决定杂交粳稻外观品质的关键指标，而这两个性状的遗传以加性效应为主，显性效应次之，细胞质效应相对较小[8]，垩白率、垩白度和透明度等外观品质的遗传力较强。因此只有提高双亲的品质，才有可能培育出具有优良品质的粳稻新品种。广泛搜集、研究和利用优异稻种资源，有目的地发掘、导入优质基因，加强选择压力，改进鉴定方法，才可以更有效地选育出优质新品种。多年来，随着抗病品种的育成和推广，白叶枯病已经很少见，粳稻育种上重点是提高品种对条纹叶枯病、稻瘟病的抗性。稻瘟病尤其是穗颈稻瘟病是黄淮稻区主要病害，发病面积大，危害嚴重，有时甚至造成绝产。临沂自稻改以来把对穗颈稻瘟病抗性作为综合衡量品种综合性状优劣的重要指标之一。稻瘟病是一种危害很大也很难根治的病害。有的品种虽然育成时对稻瘟病抗性较好，但不稳定，不同年份表现不一样，主要是专化抗性（垂直抗性）强、缺乏广谱抗性（田间抗性）所致[3]。因此，我们在选用抗病亲本的同时，采取当地鉴定和异地鉴定相结合，自然鉴定和诱发鉴定相结合，加强田间抗性的筛选力度，以期获得具有垂直抗性与田间抗性相结合的类型。特别是经过7年系统选育，育成抗条纹叶枯病的优质高产新品种临稻11号，实现了粳稻区抗病品种的选育与应用，一举解决了本省粳稻区受水稻条纹叶枯病流行危害的重大难题。

临稻16号的选育就是通过导入临稻11号和淮稻6号的抗性基因，从早代开始严格进行田间鉴定，淘汰感病植株，留取抗病植株逐年多点鉴定，将抗性基因有效聚合，使其获得较稳定持久的抗病能力。经中国水稻研究所抗性鉴定和多年田间表现观察，临稻16号对条纹叶枯病感病较轻，其抗原来源于临稻11号。这表明，选育抗病粳稻品种，选用综合抗性好的亲本材料在导入主要病害的抗性基因的同时，还可能提高其综合抗性能力，增强品种的抗风险能力。

2.5 合理确定生育期

临沂属于稻麦一年两熟区，小麦的收获期和水稻的安全成熟期已基本不变，也就是说水稻在大田的生长期是一定的，只有秧田生长期可以变化，即品种的生育期越长，其秧龄也就越长。但试验证明，秧龄过长（超过50 d）的秧苗素质差，产量降低。如果秧龄超过50 d，秧苗达9片叶以上时，移栽后分蘖成穗率很低，即使成穗大部分也都是小穗。因此，适于临沂种植的中熟中粳类型品种，全生育期在145～155 d，不能超过157 d。一般5月上中旬播种， 8月25日前后齐穗，10月5～10日成熟。满足这个条件的品种就既能充分利用光热资源，发挥品种的产量潜力，又不影响下茬作物按时播种。如果生育期超过157 d，有的年份会遭遇低温而影响正常灌浆，影响产量和品质；生育期过短，也会影响米质和产量。临稻系列品种的选育，以适于黄淮稻区麦茬稻的生态条件为目标，在开花抽穗阶段对适期开花抽穗的单株挂牌标记，成熟时再考察灌浆结实情况，选优汰劣，后期在多点试种考察，从而形成了该品种对黄淮稻区温光条件的良好适应性。

3 粳稻16号的选育过程

2000年沂南县水稻研究所以临稻11号（高产稳产、优质、适口性好）为母本，以淮稻6号（抗条纹叶枯病）为父本，进行有性杂交，采用系谱法经4个分离世代，优选出5个新品系育成。2005年在所内进行品种比较试验，均比对照豫粳6号增产10%以上，且综合性状表现突出。2006年中选品系推荐参加山东省水稻品种区域试验（中晚熟组），表现突出；2007年继续参加山东省水稻品种区域试验；2008年参加山东省水稻生产试验。2009年通过山东省品种审定委员会审定，其审定编号为鲁农审2009028号。2013年获得植物新品种权，品种权号为CNA20070511.3。

多年试验示范和生产实践表明，该品种表现出高出米率、早熟、高产、商品性好、综合性状好的优点。米质达到国家二等食用粳稻标准。临稻16号的育成解决了半直立穗型品种高产但出米率低的缺点，也为鲁南苏北直播稻的推广应用奠定了基础。

4 临稻16号的特征特性

4.1 农艺性状与经济性状协调

临稻16号属中熟中粳常规品种，该品种感光性与感温性均为中等，在鲁南稻区麦茬稻全生育期 150 d左右，比豫粳6号早熟5 d。多年试验和实践结果表明，临稻16号的适应性非常强，既可以作麦茬手插稻、机插稻，还可以作麦茬直播稻种植。株高95～105 cm，株型紧凑，苗期叶色中绿，叶片较短、厚而挺立，剑叶宽短上举，叶角较小，分布规则均匀，群体通透性好，叶片功能期长，成熟时仍能保持2片以上的绿叶。插秧后返青分蘖快，分蘖力中等，茎秆粗壮，基部节间短，根系发达，后期生长稳健，不早衰，耐肥、抗倒力强。生长整齐清秀，前期子粒灌浆慢，后期灌浆速率高、成熟快，子粒饱满，落黄好。多年试验结果表明，临稻16号分蘖成穗率、颖花分化能力均较高，一般每667 m2成穗20.0万～24.0万，穗长14.0 cm左右，每穗总粒数100～130粒，千粒重26～27 g，穗、粒数间具有很好的互补性。落粒性中等，适于机械化收割。

4.2 米质优良

碾米品质符合国家二等食用粳稻标准。谷粒较大，谷壳较薄，出米率高，商品性好，深受种植户和大米加工企业的欢迎；外观品质稍差，但其营养品质较好。米粒整齐，洁白晶莹，米饭软硬适中，食味佳。

4.3 抗逆性强

大面积田间种植，抗病性综合表现为轻感苗瘟，有的年份感穗颈瘟，但对近3年重发的条纹叶枯病表现出突出的田间抗性。成熟期转色较好，活棵成熟，不早衰，前期耐旱，后期耐寒，茎秆粗壮且富有弹性，耐肥抗倒性强[9]。

4.4 适应性广

临稻16号抗逆性强，在不同的生态条件下具有很强的自我调节能力；可在鲁南库灌稻区、鲁西南湖滨稻区作麦茬稻、夏直播稻种植，亦可在苏北、豫中北部作稻麦两熟栽培及鲁北作一季稻种植，适应能力非常强，这也是其能成为临沂推广面积最大且时间最长的水稻品种的原因之一。

5 临稻16号的品质和抗性鉴定

2006年经农业部稻米及制品质量监督检测中心（杭州）分析：稻谷出糙率86.0%，精米率77.6%，整精米率76.1%，垩白粒率16%，垩白度2.2%，直链淀粉含量18.0%，胶稠度78 mm，米质符合二等食用粳稻标准。2006年经中国水稻研究所抗病性鉴定：感穗颈瘟，抗白叶枯病。田间调查条纹叶枯病最重点病穴率15.9%，病株率2.8%。

6 临稻16号的产量表现和适宜种植区域

6.1 临稻16号的产量表现

2004年品比鉴定，平均单产592.5 kg/667 m2，比对照豫粳6号增产13.5%。2006年山东省水稻区试平均单产599.2 kg/667 m2，比对照豫粳6号增产17.4%；2007年平均单产640.0 kg/667 m2，比对照临稻10号增产0.7%；2008年生产试验平均单产642.6 kg/667 m2，比对照临稻10号增产4.9%。近几年在鲁南、苏北等地示范种植，一般单产550 kg/667 m2，高产田块可达600 kg/667 m2以上。在2010年山东省水稻高产创建项目中，临稻16号实打验收产量725.66 kg/667 m2，创下当年鲁东南水稻史上的高产纪录。在2009年农业部组织实施的全国水稻高产创建工作中，山东省莒县农业局选用临稻16号，利用配套关键栽培技术，开展水稻高产创建，该县万亩水稻高产示范田以单产725.7 kg/667 m2的产量顺利通过了农业部、山东省农业厅水稻高产创建验收，创出了鲁东南地区夏播粳稻高产的新纪录[10]。现在临稻16号已成为临沂市种植面积最大的品种，2013年以来其在临沂市的种植面积每年达到2.7万hm2，占全市水稻种植面积的一半以上。

6.2 临稻16号的适宜种植区域

鉴于临稻16号适应性广的特点，根据多年多点的试验示范表现，一致认为临稻16号适宜在鲁南、鲁西南及黄淮稻区作麦茬稻和夏直播稻推广种植。

参考文献：

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