小农占航天育种的进展及思考
2018-05-14吴贵崇陈振国邱小玲赵玉堂
吴贵崇 陈振国 邱小玲 赵玉堂
摘 要 水稻种子搭乘运载火箭上太空飞行就是要利用太空特殊的环境条件,如宇宙射线、微重力、高真空、弱地磁场等因素,对水稻种子的诱变作用产生基因变异,再返回地面选育出符合生产需要的新品种。小农占种子经太空飞行回来种植了两造,后代性状差异表现非常丰富,也出现了一些预想的株型,培育更优质、高产、抗逆性更强的新一代的小农占品种存在较大的希望。
关键词 小农占;航天育种;变异;育种目标;选择思考
中图分类号:S511 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.05.076
优质稻小农占是江门市新会区农业技术推广中心于1982年用新农占与小广占杂交育成的弱感光晚籼型常规优质稻品种,新会区于1984年开始试种,截至2017年,累计种植面积约20万hm2。该品种分蘖力强,株型集散适中,叶色浓绿,后期熟色好。晚造全生育期约125 d,科高100 cm,穗长21.2 cm,667 m2有效穗20万,每穗总粒数130~140粒,结实率85%,千粒重16.5 g。小农占米质为优质特一级,整米率和精米率高,商品性状好,商品价值高,食味浓,爽滑,软硬适中,小农占大米闻名省内外,产业规模较大,深受广大消费者欢迎[1-3]。小农占在江门市已种植了30多年,目前依然是不少地方晚造的当家品种。由于品种自然变异、机械及人为混杂,导致株型松散,高矮不一,抗病性差,品种退化严重,产量、米质逐年下降[4-5]。笔者期望通过航天育种技术,能培育出更优质、高产、抗性更强的新一代的小农占品种。经过中国科学院梁思礼院士的大力推荐和牵线,江门市新会区农业技术推广中心提供的30 g小农占种子在2016年6月25日搭乘长征七号运载火箭上太空飞行回来后,江门市新会区农业技术推广中心和江门市农科所各获分配了15 g种子进行选育种工作,本文主要介绍一些工作进展及育种思路。
1 具体做法
1)由于小农占是弱感光晚籼型常规水稻品种,大田生产全部安排在晚造进行。如果能在早造种植成功即可加代繁育,加快育种进程,笔者抱着试试看的心态,在2017年早造试播了11粒种子(F0代),植株全部成活,播种期为3月2日,移植期为3月26日,单株移植,并分别对11科禾的农艺性状进行田间观察调查及室内考种。余下种子在晚造单株种植,播种期为7月17日,移植期为8月5日。
2)早造单株种植的11科禾收获全部种子后,收获的种子(F1代)除留少量作样本保存备用外,其余各自作为一个株系在晚造各单株种植了约250科。在晚造,根据育种目标以及各株系的表现,淘汰了5个各方面都不符合要求的株系,在其余6个株系中选择了17科禾,收获的种子(F2代)将在2018年早造进行株系比较试验。
3)在晚造种植的F0代种子最后成活了208科,笔者在其中选择了15科,这15科的种子(F1代)除各自留少量样本保存及备用外,其余种子将在2018年早造进行独立株系单株种植。其余植株的种子各取少量混收,在2018年早造再单株种植继续观察。
2 后代表现
2.1 早造F1代(11科)
1)始穗期:11科禾中每科的始穗期各不一样,最早的F1-7在5月31日始穗,最迟的F1-11在6月15日始穗。2)颖壳颜色:有麻壳,有黄壳。3)科高:最矮的100 cm,最高的125 cm。4)剑叶:长短不一,最长的52 cm,最短的29 cm;宽窄不一,最宽的2 cm,最窄的1.2 cm;多数植株剑叶基部呈明显扭曲状。5)千粒重:最轻的14.2 g,最重的21 g。6)谷粒长宽比:最小的3.4,最大的3.95。7)抗病性:所有植株未见感稻瘟病和白叶枯病。2)抗倒性:所有植株未见倒伏。
2.2 晚造F1代(208科)
1)始穗期:始穗期跨度大,分化明显,最早的在10月2日始穗,最迟的在10月15日始穗。2)颖壳颜色:有麻壳,有黄壳。3)科高:最矮的103 cm,最高的130 cm。4)剑叶:长短不一,最长的55 cm,最短的26 cm;宽窄不一,最宽的2 cm,最窄的1.1 cm;部分植株剑叶基部轻微扭曲,程度较早造的轻。5)千粒重:最轻的14.2 g,最重的25.1 g。6)谷粒长宽比:最小的3.35,最大的4.0。7)抗病性:部分植株发生穗颈瘟和白叶枯病。8)抗倒性:所有植株未见倒伏。
2.3 晚造F2代(11科)
1)早造抽穗早的单株,其后代株系在晚造同样抽穗早,抽穗迟的单株,其后代株系同样抽穗迟。如F1-7早造在5月31日始穗,F2-7晚造在10月1日始穗。F1-11早造在6月15日始穗。F2-11晚造在10月15日始穗。2)各株系中熟期、株型、谷粒大小等性状仍存在明显分化。3)麻壳谷比黄壳谷的枝叶形态表现优、抗倒伏、熟色好、颖花退化少、着粒密、结实率高。4)F2-1和F2-3两个株系的颖壳颜色均为黄壳,不抗倒伏、穗颈瘟严重、熟色差、颖花退化严重、着粒较疏、结实率低;F2-9和F2-11两个株系的始穗期分别在10月14日和10月15日,部分植株有的包颈,有的抽不出穗。F2-8始穗期在10月13日,部分植株包颈、不抽穗,穗颈瘟和白叶枯病严重,颖花退化多,倒伏。5)千粒重:千粒重差异更大,最轻的13.6 g,最重的21.5 g。
3 育種目标及选择思考
小农占为弱感光晚籼水稻品种,早造提早在2月底或3月初播种可加代繁育,一年两造种植可加快育种进程,但大田生产应安排在晚造进行。
1)始穗期:选择早造在6月10日前,晚造在10月8日前始穗的植株较适宜,在寒露前齐穗的更好。2)科高:选择科高在105 cm左右,后期青枝腊秆熟色好的植株。3)株型:小农占现在的株型比较松散,剑叶长、披,秆不够粗壮,高产承载力不足,宜选择株型比较集中,秆比较粗壮,剑叶长在30~35 cm,宽在1.2~1.5 cm的植株。4)穗型:宜选择着粒密些,穗头大些且结实率在90%以上的植株。5)颖壳颜色:小农占的黄壳后代表现都较差,不抗倒,熟色差,着粒疏,颖花退化较多。宜选择颖壳颜色为麻壳的植株。6)抗倒性:所有选择作为继续种植观察的植株必须抗倒。7)粒型:从考种情况来看,小农占千粒重最轻为13.6 g,最重为25.1 g,跨度较大;谷粒长宽比为3.35~4.0。小农占的直链淀粉含量为27.5%,饭软熟度不够,株系种植一定面积后,宜对每个株系收获的种子用精米机加工、试食,希望从中找到饭味好,软硬适中的植株后代,再结合米质检测和株系农艺性状表现优中选优。8)抗病性:宜选择不感稻瘟病和白叶枯病的植株,对符合育种目标并比较稳定的株系拿到稻瘟病感病区种植观察。
4 结语
小农占种子经太空特殊环境诱变后,其后代的生育期、株型、粒型、颖壳颜色、抗性等性状差异表现非常明显,也出现了一些预想的株型,对小农占进行农艺性状改良及品质提升存在较大的空间。
参考文献:
[1] 吕荣海,游晴如,董瑞霞,等.航天育种水稻新品种内优航148在上杭县的种植表现及栽培技术[J].现代农业科技,2015(5):47.
[2] 涂诗航,黄庭旭.水稻航天诱变新品种现场考察及学术交流会在海南三亚顺利召开[J].福建稻麦科技,2014,32(2):53.
[3] 王平.水稻航天育种成果通过鉴定[J].植物医生,2016(6):27.
[4] 张兰民,潘国君,杨立英.寒地早粳水稻航天育种研究初探[J].中国种业,2014(2):43-46.
[5] 董瑞霞.航天育种新品种特优航2号百亩示范片通过验收[J].福建稻麦科技,2014,32(3):66.
(责任编辑:刘昀)