水稻光温敏核不育系Q33S及Q34S的选育

2020-06-03蒙秀菲张上都周乐良石邦志陈文强

贵州农业科学 2020年4期

彭菊，伍祥，蒙秀菲，张上都，周乐良，石邦志，陈文强

(贵州省农业科学院水稻研究所，贵州贵阳 550006)

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，老百姓对稻米的需求也发生变化，从追求吃得饱向吃得好转变。在我国杂交水稻新品种不断突破新的产量水平情况下，对杂交水稻品种稳产、优质的要求也越来越高[1-2]。20世纪60年代，中国因培育出矮秆水稻使其单产提高30%；20世纪70年代，因成功培育出三系杂交水稻，其产量水平又比矮秆水稻提高20%。20世纪90年代，两系法育种以光温敏两用核不育系利用为特征，使超级杂交水稻单产比普通杂交水稻提高20%[3]。据农业部全国农作物主要推广情况的统计资料，1993—2009年共有121个两系组合年推广面积达到或超过6 700 hm2，累计推广面积达2 097.4万hm2，目前两系杂交水稻已成为我国水稻生产中不可或缺的类型[4]。但多年来两系杂交水稻在贵州等西南稻区发展缓慢，引用的两系不育系由于不育起点温度偏高、不耐寡照、抗性弱等因素，存在稻瘟病重、结实率低、稻米品质较差等诸多问题，制约两系杂交水稻的发展[5]。

2006—2017年，贵州省审定水稻品种共155个，其中三系杂交水稻品种122个，两系杂交水稻品种仅12个[6-7]。因此，培育适合贵州特殊生态气候条件的优质水稻两用核不育系材料对水稻生产显得尤为重要。优良两用核不育系的应用是选育突破性杂交水稻新品种的前提，前人以光温敏核不育系培矮64S[8]和Y58S[9]为亲本，选育出两优培九[10]和Y两优1号[11]等突破性杂交稻品种。20世纪80年代末，贵州省引进W6154S、W6111S、8902S、农垦58S等光温敏核不育系[12]，在进行育性观察、测配利用的同时开展光温敏核不育系的杂交转育研究工作，1995年育成紫标S[13]。至2017年，相继育成2136S[14]、360S[15]、凯农S-3[16]、G156S[17]及885S[18]等10余个水稻两用核不育系。2017年贵州省水稻研究所选育的两优363于2003年首次通过国家审定[15]，另外还有两优211、两优6785、Y两优585等10余个两系品种通过省级审定[19-21]。随着贵州省两系不育系鉴定中心的建立和两系法杂交水稻育种体系的完善，为水稻两系不育系及其杂交组合选育打下了坚实的实验条件和理论基础。贵州省农业科学院水稻研究所围绕抗性好、稻米品质优、配合力好、异交结实率高、易繁殖及育性稳定的育种目标，2007年利用优质水稻亲本越光与自育的光温敏不育材料(1196S)杂交，经过多年的连续定向选择，于2013年育出了综合性状好、稻米品质优、配合力好的水稻两系不育材料Q33S和Q34S。2017年8月通过贵州省农作物品种审定委员会组织的田间技术鉴定，2017年12月通过贵州省水稻两用核不育系生态鉴定中心鉴定。2017年2月申请农业部植物新品种保护，申请号分别为：20170451.1和20170452.0。

1选育过程

1.1亲本来源

Q33S和Q34S两系不育材料的亲本均为优质水稻品种越光、光温敏两用核不育系1013S和360S。越光在日本的种植面积始终位居第一，其稻米的外观、品质、气味和口感在世界各地都享有盛名[22]，我国近年来对越光进行直接或间接的利用。1013S是1993年贵州省水稻研究所用安香S/农垦58S杂交选育而成，360S是贵州省水稻研究所用两用核不育系安湘S/黔香1号杂交选育而成，1998年通过中国水稻研究所进行人工气候箱起点温度鉴定[23]。

1.2选育经过

1996年春，用两用核不育系1013S与360S可育株杂交，经过三亚、贵阳两地多年不断选择，于1999年秋选择出育性转换起点温度为23.5℃的两系株系材料1196S，至2002年，1196S育性基本稳定；2004年，用1196S与R894、Q568等恢复系配组，杂种F1表现穗大、分蘖力较强、米质好等优点，但结实率不高，株叶形成批散状。2007年夏，用1196S与越光杂交，收获13粒种子，同年杂种F1种于海南三亚，成熟后混收，于贵阳种植F2，群体约3 000株，由于是远缘杂交和籼粳杂交，F2世代分离大，类型丰富，通过育性观察，入选植株偏矮、偏籼、结实正常的两系单株材料156份。以选择两系材料为唯一方向，F3以后各世代分别在贵阳、三亚两地种植、选择，至2013年春季于三亚种植F11代，各株系材料性状基本稳定，其中当年田间编号1301、1303、1304及1310株系材料综合性状优良；2014年正季用对应上述4个编号的株系进行配组，同年冬季各配组组合种于三亚，其中编号1303、1034所配组合综合表现较其他株系好，1303、1034株系暂定名为Q33S、Q34S。Q33S与Q34S的选育系谱见图1。至2017年8月通过贵州省农作物品种审定委员会组织的田间技术鉴定，2017年12月通过贵州省水稻两用核不育系生态鉴定中心鉴定。

2主要特征特性

2.1生育期及农艺性状

以湖南杂优中心育成的Y58S为参照，Q33S和Q34S与Y58S同期播种，播始历期Q33S和Q34S较Y58S均短3～5 d。Q33S株高65 cm，分蘖力强，剑叶较长、正卷呈葱叶状、直立，叶鞘、叶缘、叶耳、柱头、颖尖紫色，籽粒长，平均穗颖花数142粒，穗长19.0 cm，千粒重24.5 g。Q34S株高68 cm，分蘖力强，剑叶较短、微微正瓦卷、直立，叶鞘、叶缘、叶耳、柱头、颖尖紫色，籽粒长，平均穗颖花数146粒，穗长18.7 cm，千粒重24.0 g。

2.2育性及异交习性

2017年在贵州省铜仁市玉屏县朱家场镇长华村种植的Q33S群体共2 457株，不育株率100%。随机抽取100穗进行室内花粉育性镜检，连续镜检100株，结果以典败为主，极少量圆败，花粉不育度达99.99%。现场抽取套袋穗子116穗，总颖花数20 648朵，自交结实1粒，套袋自交不育度99.995%。同年经贵州省水稻两用核不育系生态鉴定中心人工气候室鉴定Q33S的育性转育起点温度在23.5℃以下。同年在贵州省铜仁市印江县合水镇新连村用恢复系R349组配制种，上午9:40左右开花，11:40左右盛花，张颖角度15°～17°，未喷施赤霉素情况下，柱头外露率为62.8%，其中双外露率22.7%；喷施赤霉素情况下，柱头外露率为75.1%，其中双外露率26.2%，结实率45.1%，制种面积72.6 m2，割测面积72.6 m2，出田谷重24.6 kg，折干率80%，出田干谷重19.7 kg，折合制种产量 2 722.5 kg/hm2。

同样条件下，种植的Q34S群体共2 135株，不育株率100%。随机抽取100穗进行室内花粉育性镜检，连续镜检100株，结果以典败为主，极少量圆败，花粉不育度达99.99 %。现场抽取套袋穗子107穗，总颖花数26 009朵，自交结实1粒，套袋自交不育度99.995%。同年经贵州省水稻两用核不育系生态鉴定中心人工气候室鉴定Q34S的育性转育起点温度在23.5℃以下。同年在贵州省铜仁市印江县合水镇新连村用恢复系R349组配制种，上午9:35左右开花，11:40左右盛花，张颖角度15°～18°，未喷施赤霉素情况下，柱头外露率为64.5%，其中双外露率23.1%；喷施赤霉素情况下，柱头外露率为74.3%，其中双外露率28.5%。结实率46.7%，制种面积54.3 m2，割测面积54.3 m2，出田谷重19.6 kg，折干率78%，出田干谷重15.3 kg，折合制种产量 2 812.5 kg/hm2。

2.3稻米品质

2018年，经中国水稻研究所检测，Q33S稻米品质表现：糙米率81.5%，整精米率70.5%，精米率73.7%，长宽比3.2，粒长7.1 mm，垩白度1.6%，垩白粒率12%，透明度1，碱消值4.9级，胶稠度66 mm，直链淀粉 16.3%，蛋白质6.08%。Q34S稻米品质表现：糙米率80.7%，整精米率72.0%，精米率73.1%，长宽比3.1，粒长6.5 mm，垩白度0.2%，垩白粒率5%，透明度1，碱消值4.8级，胶稠度66 mm，直链淀粉 11.7%，蛋白质10.4%。

3配合力表现

3.1配组组合的产量

2017年以汕窄8号为对照进行品种比较试验，Q33S所配组合Q33S×黔恢085和Q33S×SR180，全生育期分别比对照晚1.0 d和1.5 d，产量分别为8 425.5 kg/hm2和8 284.5 kg/hm2，比对照种(7 629 kg/hm2)分别增产9.45%和7.91%；Q34S所配组合Q34S×黔恢085、Q34S×SR180，全生育期与对照相当，产量分别为8 290.5 kg/hm2和8 184.0kg/hm2，比对照分别增产8.67%和7.27%(表1)。

2018年以香早优2017为对照进行品种比较试验，Q33S所配组合Q33S×R349、Q33S×R965和Q33S×R430等的全生育期均与对照相当，较对照增产1.1%～4.2%；Q34S所配组合Q34S×R349、Q34S×R965和Q34S×R430的全生育期均与对照相当，较对照增产2.3%～4.7%。

表1 Q33S和Q34S配组组合的产量(2017年)

3.2配组组合的米质

从表2看出，Q33S与R349和R430配组组合，初步检测组合米质指标(检测地点为贵州省水稻研究所)，其直链淀粉含量分别为15.49%、16.50%，蛋白质含量分别为10.14%、9.73%。Q34S与黔恢085、R349配组组合，组合直链淀粉含量分别为16.22%和16.71%，蛋白质含量分别为10.28%和10.52%。

表2 Q33S和Q34S配组组合的米质(2018年)

4繁殖技术

4.1隔离要求

水稻光温敏核不育系Q33S与Q34S繁殖的隔离条件要求严格，采用空间隔离应在500 m以上；采用时间隔离则应与其他水稻品种花期相差28 d以上。

4.2适期播种

选择有充足低温水资源的地区春繁，在贵州省贵阳地区进行冷灌繁殖，5月30日左右播种，稀薄、匀播，薄膜湿润育秧。6月7日前单本移栽壮秧，适当稀植，栽插密度24万穴/hm2，行株距13.3 cm×16.7 cm。

4.3科学肥水管理

施足底肥(碳铵、磷肥各525 kg/hm2)，增施农家肥。早施分蘖肥，移栽后5～8 d施尿素150 kg/hm2，巧施穗肥(尿素55 kg/hm2、氯化钾60 kg/hm2)。水分管理做到薄水分蘖、浅水勤灌、足苗晒田，中后期水孕穗，干湿交替壮籽。重点监测育性敏感期，注意群体主穗幼穗分化V期初至VII期末气温情况，在贵阳地区尤其注意8月中下旬的天气情况，若气温偏高，须采用冷水灌溉，若气温低于23.5℃则不需采用冷水灌溉。