水稻多基因型种群品种田间抗病丰产试验

张能 张露元 范金娇 刘斌 余选礼 李晓方 王云月

摘要：【目的】评价水稻多基因型种群品种在云南省德宏地区的适应性、抗病性和丰产性，为水稻多基因型种群品种在云南的推广应用和丰富云南农田农业生物多样性提供科学依据。【方法】2015年用尤群6号、南八糯、多集新15号、多集新16号、广多18号和广尤1号共6个水稻多基因型种群品种，以单一基因型优质高产籼稻品种红优7号为对照，在云南省籼稻区德宏州芒市开展田间品种比较试验，通过生育期、抗病性、农艺性状、产量等指标对参试品种进行综合评价。【结果】多基因型种群品种的田间稻瘟病病情指数为0.41～2.49，属于轻发生和偏轻发生；稻曲病病情指数为3.23～7.62，属于偏轻发生；田间未发生白叶枯病。品种群体内株高变异系数较小，介于3.25～4.56，农艺性状一致。参试品种产量为9459.0～10960.5 kg/ha，显著高于对照品种（P<0.05）。【结论】供试6个水稻多基因型种群品种在云南籼稻区德宏田间整齐度好，农艺性状稳定，适应性强，表现出较好的抗病性、丰产性和稳定性，适宜在云南德宏地区推广种植。

关键词： 水稻；多基因型种群品种；遗传多样性；抗病性；丰产性；云南德宏

中图分类号： S435.111.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）06-1003-06

Field experiment on disease resistance and high yield of rice multi-genotype varieties

Abstract：【Objective】Adaptability， disease resistance and yield of multi-genotype rice varieties in Dehong， Yunnan were evaluated in order to provide reference for promotion of multi-genotype varieties in Yunnan and enrich agricultural biodiversity in Yunnan. 【Method】Multi-genotype rice varieties Youqun 6，Nanbanuo，Duojixin 15，Duojixin 16，Guangduo 18 and Guangyou 1 were chosen to conduct field experiment through the comprehensive evaluating growth period， disease resistance， agronomic traits， yield and other indicators in comparison of single-genotype indica variety Hongyou 7（control） in Mangshi， Dehong， a indica planting area in yunnan. 【Result】The results showed that for Multi-genotype rice varieties， rice blast index was between 0.41-2.49，belonging to light occurrence； false smut index was between 3.23-7.62，belonging to light occurrence. Bacterial blight disease did not occurred in field. The varieties had small variable coefficient（3.25-4.56） on plant height and the agronomic traits were consistent. The grain yields（9459.0-10960.5 kg/ha） of tested varieties were significantly（P<0.05） higher than that of control. 【Conclusion】The six multi-genotype rice varieties show sound field uniformity， stable agronomic characters， strong adaptability， and satisfactory disease resistance， high yield and stability. Therefore， these varieties are suitable for planting in Dehong， Yunnan.

Key words： rice； multi-genotype variety； genetic diversity； disease resistance； high yield； Dehong，Yunnan

0 引言

【研究意義】自绿色革命以来，作物品种在遗传改良上获得巨大成就和进行少数单一基因型品种大面积集约化种植的同时也造成农作物品种严重的基因流失（卢宝荣等，2002），一系列问题随之产生，如病虫害流行周期缩短、发生程度严重，化肥、农药大量施用，农业生态环境恶化，农作物基因资源不断匮乏，对农业的可持续发展和世界粮食安全形成了巨大威胁（Kiyosawa，1982；Bonman et al.，1992；卢良恕，1996；戴小枫等，1997；Qualset et al.，1997；Singh，1999）。因此，增加农作物遗传多样性，培育推广基因型丰富的作物品种，从源头上恢复农业生产系统遗传多样性，对保障粮食安全和实现农业可持续发展均具有重大意义。【前人研究进展】丰富作物遗传多样性的研究目前已有很多成功案例，主要分为栽培方式和遗传育种两方面。Lammerts van Buerren（2002）研究表明，不同水稻品种混合种植相比净种在控制病虫害方面具有显著效果，不但水稻的单位面积产量得到提高，而且可减少农药和化肥的使用，保护了生态环境。朱有勇等（2004）研究发现，利用不同水稻品种混合间栽模式可控制稻瘟病。潘鹏亮（2016）研究表明，通过增加农田作物多样性可对多种作物有明显的增益和控害作用。虽然上述方法有良好的控病和实现可持续发展的效果，但由于不同作物品种本身表现型差异明显，在生产上不能保持一致，仍然存在较多的局限性，因此很难作为主流产品推广。近年来，利用多亲本聚合杂交方法（Multi-parents advanced generation intercross，MAGIC）培育出的多基因型种群品种在生产和应用上突破了这个难题。多基因型种群品种是通过MAGIC杂交方法创造出许多基因型不同的重组体，形成基础群体，再选择基础群体中各表现型稳定一致而基因型不同，符合品种遗传性、特异性、稳定性和一致性“四性”的个体，然后按照一定的比例相互搭配，最后组建成多基因型种群。该种群品种的遗传学基础是“多因一效”，其最基本的特点是基因型不同而表现型相似，且自身遗传多样性非常丰富（李晓方，2012）。【本研究切入点】多基因型种群品种在进行区域试验、市场推广及提供商品化种子前必须在不同生态区对品种进行评价，从而确定种群内各基因型是否适应新的生态环境，表现型是否保持一致，以此获得更好的产量和稳定性。【拟解决的关键问题】2015年在云南省德宏地区开展水稻多基因型种群品种田间比较试验，综合评价6个参试水稻品种的整齐度、适应性、抗病性和丰产性，为水稻多基因型种群品种在云南的推广应用和丰富云南农田农业生物多样性提供科学依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试材料为6个水稻多基因型种群品种尤群6号、南八糯、多集新15号、多集新16号、广多18号和广尤1号，以云南省优质高产籼稻红优7号（单一基因型优质高产品种）为对照品种。6个供试品种的背景见表1。

以尤群6号选育为例，其MAGIC杂交过程见图1（12个亲本分别用字母A～L表示：A-丰矮占、B-多抗578、C-Lemont、D-中二软占、E-粤泰占、F-多抗580、G-粤华占、H-二八占、I-特籼占13、J-粤香占、K-七桂早、L-多抗583）：将12个地理远缘的亲本进行3次聚合杂交后，各亲本自身高产、抗病的优良基因被融入到后代，从第2代开始，采用集团选择法和系谱法将材料相互搭配，第3代以后在广东、湖北等多个地区进行穿梭，然后进行交叉选择，以抗病能力、稻米品质和产量为指标，选取优良的稳定株系，通过田间种植和室内试验综合观察植株高度、植株形状、生育期、外观品质等性状。为便于相互比较和分析，将品种特征一致或相似的株系放在一起种植，最后根据要求和育种目标，将这些株系彼此组建搭配成品种尤群6号（由5个基因型组成）（李晓方，2012）。

1. 2 试验方法

于2015年4～10月在云南德宏芒市（籼稻区）开展田间比较试验，采用完全随机区组设计，同一方向设3次重复，共21个小区，每小区种植面积13.3 m2，栽插密度16.7 cm×20 cm，每兜插2～3粒谷秧，四周设3行保护行。试验施肥水平与德宏当地相同，田间管理如下：按每公顷施复合肥150.0 kg作底肥，2叶1心期追施尿素60.0 kg，4叶1心期施复合肥37.5 kg、尿素37.5 kg，移栽前3 d追施尿素60.0 kg；移栽后2～5 d按每公顷撒施50%百螺敌可湿性粉剂30.0 kg，分蘖期、孕穗期用10%吡虫啉可湿性粉剂225.0 g对水1.2 L喷雾防治稻飞虱和稻叶蝉一次，抽穗扬花期用80%杀虫单粉剂525.0 g对水900.0 mL喷雾防治螟虫一次。

1. 3 测定项目及方法

试验期间观察、记录不同品种生育期；齐穗期（水稻抽穗80%）调查小区水稻植株株高；完熟期对每小区取3株水稻丛，晒干后进行室内考种。

于分蘖末期和黄熟期开展稻瘟病、稻曲病和白叶枯病调查，计算病害发病率和病情指数。稻瘟病调查参照GB/T 15790-2009 稻瘟病测报调查规范（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会，2009），稻曲病、白叶枯病害调查参照《农作物有害生物测报技术手册》（张跃进，2006）。

发病率（%）=发病株（穗）数/调查总株（穗）数×100

病情指数=∑（各级发病数×各级代表值）/调查总株（叶）数×最高级代表值×100

1. 4 统计分析

利用Excel 2007和SPSS 19.0对试验数据进行描述性统计、多重比较和制作箱图。

2 结果与分析

2. 1 参试水稻品种生育期观察结果

由表2可知，6个多基因型种群水稻品种及对照品种在云南德宏地区的全生育期为132～138 d，其中，多基因型种群品种多集新15号与对照生育期相同，广尤1号和广多18号分别比对照早熟1和2 d，南八糯、尤群6号和多集新16号比对照分别晚熟1、4和5 d。

2. 2 参试水稻品种田间病害发生情况

田间病害调查结果（表3）表明，参试水稻品种在田间对稻瘟病表现出较好的抗性，田间叶瘟病情指数均小于3.00，属于轻发生，且品种间差异不显著（P>0.05，下同）；穗颈瘟病情指数均小于3.00，属于轻发生和偏轻发生，品种间存在差异（P<0.05，下同）。虽然参试品种稻曲病发病率高于对照品种，但田间仍属于轻度和中度发生，病穗率在1.83%～20.44%；各参试品种对稻曲病的抗性存在差异，除多集新15号品种表现中感外，其余品种表现为抗和中抗。田间调查未发现白叶枯病。说明多基因型种群品种在云南德宏田间对稻瘟病、白叶枯病和稻曲病的抗性较好。

2. 3 参试水稻品种产量及农艺性状测定结果

调查结果（表4）表明，参试水稻品种的千粒重以南八糯最重（30.45 g），为7级，其余品种中等（20.00～ 30.00 g），为5级；结实率以南八糯最高（81.59%），为7级，其余品种中等（65.00%～80.0.0%）；单株分蘖数均小于10.00株，为9级；穗长中等（20.00～30.00 cm），为5级；每穗实粒数中等（100.00～200.00粒），为5级，均显著高于对照，对照品种每穗实粒数最少（60.00～ 100.00粒），为3级；折合公顷产量均显著高于对照，丰产性好。

株高调查结果（表5）表明，参试水稻品种多集新15号株高中等（90.00～110.00 cm），广尤1号、南八糯、广多18号、多集新16号和尤群6号株高中高（110.00～ 130.00 cm），各参试水稻品种株高排序依次为尤群6号>多集新16号>广多18号>南八糯>广尤1号>多集新15号；所有参试水稻品种株高均显著低于对照品种（127.33 cm）。参试品种群体内株高变异系数与对照相当，田间整齐度良好，变異系数排序为：广多18号>南八糯>尤群6号>多集新16号>多集新15号>广尤1号。

3 讨论

Chin和Husin（1982）、Chuke和Bonman（1988）、Mew等（2001）、朱有勇等（2004）研究表明，遗传多样性种植技术因对病原菌的稀释阻隔等原理，可有效改变田间稻瘟病菌的群体结构分布，从而增强作物的抗性，达到控制病害发生与流行的效果。多基因型种群品种是利用多个地理远缘亲本通过聚合杂交的方法培育获得，本研究该类种群水稻品种在云南德宏表现较好，正是由于亲本遗传材料的背景差异明显，后代结合了多个抗逆、高产等品质优异的不同基因型，品种本身的遗传异质丰富（唐志明等，2010），从而增强了应变未知复杂环境的能力，适应性更强。其中，2013年多集新1号，2014年尤群3号、尤群5号、尤群6号、尤群11号在云南德宏田间试验效果也较好（王聪等，2016），说明多基因型种群水稻品种具有广泛的适应性和良好的稳定性。自2012年以来，已有多集新3号等多个水稻品种通过审定，现已进入商业化生产，进一步表明多基因型种群品种在农业系统中的认可度越来越高（徐超飞等，2014），种群品种的不断推广可使农业系统中的均衡性更加丰富，基因型数量增加，突破现存多样性技术存在的局限，使农业生产系统多样性得到快速恢复（李晓方，2012），极大推动农业的可持续发展，保障粮食安全（李晓方，2004）。

李曉方等（2005a，2005b，2005c，2008，2013）和刘彦卓等（2006）利用多亲本聚合杂交方法不仅在构建水稻，还在油菜、花生、棉花等多种农作物上取得显著成效，如2015年在云南开展的油菜多基因型种群品种和组分的田间比较试验，使选育广适性组分材料有了依据，也为油菜多基因型种群新品种的构建打下基础。

农作物品种植株高度的一致性是作物参加品种审定的基本指标，本研究6个水稻多基因型种群品种群体内生育期、株高等农艺性状基本一致，但仍须对其进行多年、多点生态区测试和研究，以获得更高的稳定性。本研究仅对6个水稻多基因型种群品种的田间表型进行评价，如能鉴定稻米品质，并通过研究与表型相关的分子机制和表达解析种群的适应机理，挖掘多基因抗性互作效应机制，即可建立不同生态条件下品种适应性选择育种指标体系（李晓方，2012），为今后的品种推广提供科学依据。

4 结论

本研究结果显示，供试6个水稻多基因型种群品种尤群6号、南八糯、多集新15号、多集新16号、广多18号和广尤1号在云南籼稻区德宏表现出较好的抗病性和优良的丰产性，田间稻瘟病、稻曲病和白叶枯病轻发生到偏轻发生，种群内组分植株田间整齐度好，农艺性状稳定，适应性强，适宜在云南德宏地区推广种植。

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（責任编辑 麻小燕）