三系杂交中稻新品种M76优212的选育

陈春霞，王洪飞，游晴如，周 鹏，涂诗航，郑菲艳，董瑞霞，郑家团，黄庭旭

（福建省农业科学院水稻研究所，福建 福州 350018）

0 引言

【研究意义】水稻生产是保障我国粮食安全的基石，杂交水稻技术的应用为我国粮食安全作出了重要贡献。近30年来，随着我国高产育种、超高产育种、超级稻育种和绿色超级稻育种等项目的实施，我国水稻品种产量不断提高[1]。然而随着国家经济水平的提升，人们越来越看重稻米品质。目前我国的稻米产业呈现出强而不优的状况，培育出的优质稻品种占比较少，“高产、优质、高效、生态、安全”将是我国水稻研究的重心[2]。福建地形复杂、生态多样，是稻瘟病的常发区，但目前生产上大多数当家品种不抗病[3]。只有利用各种不同的育种技术手段，包括诱变育种、分子标记辅助选择技术等，打破高产、优质、抗逆三者之间的矛盾，将三者平衡统一起来，才能选育出高产优质的抗病杂交水稻品种。【前人研究进展】中国辐射诱变育种研究始于1957年，辐射诱变技术在培育杂交水稻新品种和创制种质新资源方面发挥了重要作用[4]。李伟等[5]利用60Co-γ辐射诱变滇屯502的成熟种子，筛选到不同性状的优质香软米材料。鲍根良等[6]采用60Co-γ射线辐射常规粳稻，经多代定向筛选，获得在外观品质、蒸煮品质、食味上明显优于其双亲的优质米突变体。陈慧茹等通过12C6+重离子束辐照93-11，获得一个籽粒低镉积累突变体T2-1，该突变体籽粒中Cd、Pb、Cu的积累均显著低于野生型[7]。黄荣华利用350Gy60Co-γ射线辐照恢复系93-11和光温敏核不育系广占63-4S干种子，育成糯质93-11恢复系（嘉糯恢7号）和糯质广占63-4S不育系（闽糯1S），用闽糯1S与嘉糯恢7号配制的杂交糯稻糯两优7号于2019年10月通过国家农作物品种审定委员会审定[8]。王俊梅等对辐照+EMS诱变后杂交选育而成的水稻材料进行耐草甘膦特性筛选鉴定，筛选出来源于P15/浙粳//P12的两个材料CA11和CA21，对草甘膦耐性较好，有一定的利用价值[9]。章清杞等采用60Co-γ射线辐射诱变技术，从糯稻恢复系嘉糯恢2号的M2群体中获得糯性巨胚突变种质，经系谱选择育成了兼具糯性和巨胚性状的功能稻恢复系[10]。【本研究切入点】辐射诱变作为培育水稻新品种的重要途径之一，可获得农艺性状、生育期、品质、抗性等性状优良的突变种质资源[11]，目前已报道的辐射诱变品种大多从直接辐射亲本材料选育而来[12−13]，通过低世代辐照选育的品种较少。陆艳婷等[11]统计了245个辐射品种，其中通过低世代辐照选育而成的仅占4.5%。本研究利用F1代干种子进行辐照处理，能有效提高突变频率和增加突变类型，且能同时聚合双亲的优异目标性状。【拟解决的关键问题】根据国家水稻数据中心的品种审定数据，2000—2017年，福建省共审定杂交中稻品种117个，其中达中抗稻瘟病以上的杂交稻品种仅为32个。本研究拟通过对优质抗稻瘟病常规稻品种粤晶丝苗2号[14]与抗稻瘟病中间材料U03杂交种子的低世代进行辐射诱变，期望培育出抗稻瘟病、米质优的杂交稻中稻新品种，供生产上应用。

1 材料与方法

1.1 亲本来源

2009年春，福建省农业科学院水稻研究所在海南省三亚市利用粤晶丝苗2号[14]作母本与抗稻瘟病中间材料U03（中国农业科学院水稻研究所引进）杂交，F1去杂混收，之后用350 Gy60Co-γ射线辐照F1干种子。在M2代分离群体中发现1株小粒、矮秆直立穗突变株，后代在海南省三亚市、福建省建阳市按株系种植，同时在福建省上杭县进行稻瘟病抗性鉴定，经系谱法选择，于2013年育成的矮秆、抗病、恢复力强的恢复系，定名福恢212。福恢212与对照品种粤晶丝苗2号相比茎秆长度、穗长、谷粒长度均较短，穗伸出度为正好抽出。

2004年秋，福建省作物设计育种实验室利用大粒、优质的育种中间材料X-1与闽标1B杂交，通过分子标记筛选出含纯合抗病基因Pi-1且株叶形态佳、柱头外露率高的单株，从F4代株系开始在抽穗期选择抗病标记纯合基因型的优良单株，与金23A测交，经海南和福建多代穿梭选育，于2009年育成不育系M76A[15]。M76A属籼型三系不育系，在福建省沙县5月上旬播种，播始历期85 d左右，比金23A长30 d左右；不育性稳定，柱头外露率中等，稻瘟病抗性鉴定综合评价为中感稻瘟病，米质一般。

1.2 田间试验

区域试验采用完全随机区组设计，小区面积13.3 m2，长方形，种植规格20 cm×22 cm，3次重复。生产试验按大区随机排列，无重复设计，每个区（品种）面积约为333 m2。大田管理按照当地栽培技术进行，试验田肥力水平一般，生产中无使用植物生长调节剂，排除生物干扰。

1.3 抗病性鉴定

稻瘟病抗性鉴定采用苗期室内人工喷雾接菌和在稻瘟病重发区大田病圃自然诱发鉴定相结合的方法，发病调查评价指标按照《稻瘟病测报调查规范》（GB/T 15790—2009）[16]。

1.4 稻米品质分析

区试点稻谷样品由福建省种子管理总站负责收集，并送往农业部稻米及制品质量监督检验测试中心进行稻米品质指标的化验和鉴定。

2 结果与分析

2.1 选育过程

2009年春，在海南省三亚市用粤晶丝苗2号作母本与中间材料U03杂交。2009年夏，在福建省建阳市种植F1代，至成熟期F1代种子全部混收。2009年11月用350 Gy60Co-γ射线辐照F1干种子（M0）。2010年春，在海南三亚种植M0代，采用密植丛插200 m2（16.7 cm×16.7 cm），共2 500穴，成熟时全部混收（M1代种子）。2010年夏，M1代种植于福建省建阳市。在M2代分离群体中发现1株小粒、矮秆、直立的穗突变株，后代在海南三亚、福建建阳按株系种植，同时在福建上杭进行抗性鉴定，定向筛选。2012年夏，在福建建阳种植、编号为12HR6-07、12HR6-12、12HR6-15的3个株系中选，分别用沁香A、农香A、M20A、M76A等三系不育系测定其恢复力，其中与12HR6-12测交的后代表现突出，恢复系定名为福恢212。之后，用福恢212配组的M76优212组合表现突出，2013—2014年分别在福建省建阳市、海南省三亚市参加多点品比试验。2015年推荐参加福建省中稻组区域试验，米质、产量、抗性表现突出，2016年参加续试，2017年进行生产试验，2018年通过福建省农作物品种审定（闽审稻20180007）。恢复系福恢212及其与M76A配组的M76优212新组合（品种）的选育流程见图1。

2.2 制种

母本M76A开花习性好，柱头外露率高，异交结实率高达60%以上。福恢212株形较矮，株高85 cm左右，在肥水管理过程中需注重父本的培育。父本移栽当天在父本行上施1次面肥，移栽后5～7 d深施1次球肥。根据多年制种经验，在福建省建阳市晚稻制种，父本一般在6月1～5日播种，播始历期88～90 d。父本分2期播种，II期父本与I期父本间隔 9 d。母本在6月6～10日播种，比第I期父本迟播5 d，播始历期83～84 d，母本比父本早始穗1～2 d，花期相遇良好，制种产量可达2 625 kg·hm−2以上。

2.3 品种表现

2.3.1 产量 由表1看出，M76优212参加2015年福建省中稻区域试验初试，7个试验点产量幅度为6 349.95～9 947.55 kg·hm−2，平均产量8 486.10 kg·hm−2，居第3位，比对照II优明86增产14.18%，差异达极显著水平（P＜0.01），增产点率100%；2016年续试，8个试验点产量幅度为7 375.05～9 787.50 kg·hm−2，平均产量9 040.95 kg·hm−2，居第3位，比对照II优明86增产3.05%，差异不显著，增产点率75.0%。2 a平均产量8 763.53 kg·hm−2，比对照增产8.62%。M76优212在区域试验中表现高产、稳产。2017年M76优212参加福建省中稻新品种生产试验，6个试验点产量幅度为7 317.00～9 811.50 kg·hm−2，增产幅度为5.71%～53.0%；平均产量8 789.40 kg·hm−2，比对照II优明86增产18.92 %。M76优212在生产试验中表现超高产（表2）。

2.3.2 生育期 2015年M76优212参加福建省中稻区域试验初试，全生育期136.6 d，比对照II优明86早熟1.1 d。2016年续试，全生育期142.3 d，比对照II优明86迟熟0.9 d。2 a区试全生育期平均139.4 d，比对照II优明86早熟0.1 d。据福建省中稻组区域试验表现，M76优212适宜在福建省作中稻种植。

2.3.3 主要农艺性状 M76优212总体表现群体整齐、株型适中、穗大粒多、后期转色好。由表3看出，在2015—2016年福建省中稻组区域试验中，平均株高125.10 cm，比对照高0.45 cm；穗长25.55 cm，比对照短0.50 cm；有效穗数206.25 万穗·hm−2，比对照多17.25万穗·hm−2；成穗率72.25%，比对照高10.40个百分点；每穗总粒数220.60粒，比对照多28.95粒；着粒密度8.63 粒·cm−1，比对照多1.28粒·cm−1；结实率81.03%，比对照低8.37个百分点；千粒重27.70 g，比对照轻1.05 g。在2017年生产试验中，平均株高120.70 cm，比对照高1.53 cm；穗长25.72 cm，比对照短0.79 cm；有效穗数206.40 万穗·hm−2，比对照多32.40万穗·hm−2；每穗总粒数266.18粒，比对照多57.78粒；着粒密度10.35 粒·cm−1，比对照多2.49粒·cm−1；结实率73.80 %，比对照低13.28个百分点；千粒重27.27 g，比对照轻1.33 g。M76优212在区域试验及生产试验中均比对照增产，比较2个品种的穗粒结构，M76优212的主要增产因素是有效穗数、成穗率和每穗粒数。

2.3.4 稻瘟病抗性 2015—2016年参加福建省中稻组区域试验稻瘟病抗性鉴定，2015年经4个抗性鉴定点田间鉴定结果：叶瘟发病率1.13%，病情指数0.26，表现抗（R）稻瘟病；穗颈瘟发病率17.63%，病情指数4.40，表现抗（R）稻瘟病；室内接菌鉴定，抗菌株率83.33%，表现抗（R）稻瘟病，综合评价为抗（R）稻瘟病。2016年田间鉴定结果：叶瘟发病率22.50%，病情指数7.00，表现为中抗（MR）稻瘟病；穗颈瘟发病率26.63%，病情指数7.49，表现中抗（MR）稻瘟病；室内接菌鉴定，抗菌株率100%，表现抗（R）稻瘟病，综合评价为中抗（MR）稻瘟病。经2 年稻瘟病抗性鉴定，M76优212综合评价为中抗（MR）稻瘟病，而对照II优明86综合评价为高感（HS）稻瘟病（表4）。M76优212的稻瘟病抗性表现明显优于同熟期组的对照品种II优明86。

图 1 恢复系福恢212及新品种M76优212的选育过程Fig. 1 Breeding processes of Fuhui 212 and M76 you 212

2.3.5 稻米品质 据福建省中稻组区试统一取样委 托农业部稻米及制品质量监督检验测试中心检测，M76优212糙米率80.5%，整精米率60.2%，垩白度1.2%，透明度1级，碱消值6.3级，胶稠度82 mm，直链淀粉含量22.2%，蛋白质含量9.9%。依据NY/T 593—2013《食用稻品种品质》标准，M76优212的整精米率、透明度、碱消值、胶稠度均达部颁一级标准，糙米率、垩白度达部颁二级标准。M76优212的粒型长，粒长达7.2 mm，长宽比3.3，且整精米率高，有利于稻米制品的加工。

表 1 M76优212在福建省中稻区域试验中的产量表现Table 1 Yield performance of M76 you 212 in Regional Trials on Middle-season Rice Varieties in Fujian

表 2 M76优212在福建省中稻生产试验中的产量表现Table 2 Yield performance of M76 you 212 in Preoduction Trialson Middle-season Rice Varieties in Fujian

2.3.6 种子商品性 2017—2018年连续2 年分别从充分混合的样品中随机选择2 000粒M76优212种子进行种子纯度及发芽率鉴定，田间试验点安排在福建省南繁基地，田间管理按普通大田管理水平。鉴定结果：2017年发芽数1 773粒，发芽率88.65%，纯度达99.61%；2018年发芽数1 688粒，发芽率84.40%，纯度达99.17%（表5）。根据国家标准GB 4401.1—1996的规定，M76优212的种子籽粒饱满，色泽杆黄，发芽率、纯度符合一级杂交种标准。

表 4 M76优212在福建省中稻区试中的抗性表现Table 4 Rice blast resisitance of M76 you 212 displayed in Regional Trials on Middle-season Rice Varieties in Fujian

表 5 M76优212的种子商品性Table 5 The seed commodity of M76 you 212

3 讨论与结论

M76优212是用经辐射育种的恢复系福恢212与经分子标记辅助选择育种的抗稻瘟病三系不育系M76A配组选育出的抗稻瘟病杂交中稻新品种。2年区试平均产量达8 763.60 kg·hm−2，比对照品种Ⅱ优明86增产8.61%，丰产性、稳产性表现好，中抗（MR）稻瘟病，米质较优，作为中稻在福建省种植具有较好的应用前景。

水稻杂种优势利用是由我国发明的一项原创性的粮食增产技术，全世界杂交水稻种植面积累计超过5亿hm2，增产粮食6.25亿kg，为世界粮食安全作出了重要贡献[17]。杂交水稻新品种的培育离不开新恢复系的创制。育种实践证明，辐射诱变技术、分子标记辅助选择技术是选育和改良恢复系成效最显著的育种措施之一。福建省自1960年开始开展辐射诱变育种，选育出多个水稻新品种在生产上应用，取得了显著的经济效益[18]。本研究中使用的福恢212是通过辐射诱变粤晶丝苗2号与抗稻瘟病中间材料U03杂交的F1种子选育而成，其粒形较小，千粒重15.8 g，便于机械化制种，降低生产成本，增加种植户收益。此外，福恢212还具有稻米品质好、抗稻瘟病、配合力强的特点，目前已配组育成/审定一批抗病、高产、综合性状优良、适应性广的新组合（品种），如：M76优212、荃优212、恒丰优212、农优212、晶两优212，雅1优212和雅5优212等。

综上所述，福恢212不仅是配制杂交新组合的优异种质资源，同时也是良好的遗传研究材料。本研究团队将继续围绕福恢212的杂交稻配组，以及米质、粒型、穗型等性状方面展开后续研究，以期在分子水平上阐明福恢212的遗传机理，为福恢212在育种实践中更好地应用提供理论依据，为水稻分子设计育种、优良基因利用、克隆和功能验证等工作奠定基础。