绿色优质两系杂交稻B两优164的选育

叶仰东，唐江霞，林成豹，邓则勤，梁水金，苏荣理，黄显波

（三明市农业科学研究院，福建 三明 365051）

0 引言

【研究意义】水稻是中国最重要的粮食作物，稻瘟病和褐飞虱是其主要病虫害。稻瘟病、褐飞虱的爆发，严重影响水稻产量甚至造成水稻绝收。福建省高温高湿的环境极有利于稻瘟病和褐飞虱的爆发，防治过程中需使用大量农药。近年来，消费者对优质大米和食品安全的要求日益提高。因此，选育出含多个抗性基因的绿色优质水稻新品种是水稻育种的目标之一[1-2]。【前人研究进展】目前，通过分子标记辅助选择育种的方式已成功选育出含有稻瘟病、白叶枯病和褐飞虱等抗性基因的水稻新品种[3]，例如：通过分子标记辅助选择育种的方式把广谱抗稻瘟病基因Pi-9导入双抗明占[4-5]，育成了具有香型及抗稻瘟病的杂交稻新品种明2优明占[6]；杂交稻新品种赣优明占能抗稻瘟病、稻瘿蚊[7]。恢复系明恢164含有稻瘟病抗性基因Pi2以及白叶枯病抗性基因Xa4，用其选配的组合T两优164表现为中抗稻瘟病和白叶枯病[8]。通过聚合多个抗性基因，在不同抗性基因之间相互协同作用下，提高水稻植株的广谱抗性和持久抗性[9]。【本研究切入点】绿色优质杂交稻选育作为当前育种的主流方向，通过将不同亲本间的优质与抗性基因聚合在一起，可望提高优质稻新品种的整体抗性。【拟解决的关键问题】以抗病恢复系中组14为母本、强恢复系明恢863为父本，选育出抗稻瘟病和白叶枯病的恢复系明恢164。再利用明恢164与抗稻飞虱的两系不育系Bph68S测交，以期能够综合双亲的优良性状，培育出绿色优质杂交稻新品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料

Bph68S（引自武汉大学生命科学学院的抗稻飞虱两系不育系），中组14（引自中国水稻研究所的兼抗白叶枯病、稻瘟病、白背飞虱和褐飞虱的恢复系），以及本课题组自主选育的恢复系明恢863[10-11]。

1.2 试验方法

1.2.1 明恢164的选育 2008年晚季在福建省沙县琅口三明市农业科学研究院试验基地配制杂交组合，以中组14为母本，温汤去雄后授以明恢863花粉[7]。同年晚季在海南三亚藤桥福建南繁基地单本种植F1代，编号为1008，混收真F1种子。2009年晚季在本院单本种植F2代 1 500～2 000株，编号为2041。从中选择16个优良单株，2009年冬季在海南进行加代，分别种植成16个株系，单本种植F3代，并从这16个株系中选择具有较强优势的3个单株，优选一株编号为3089-2的株系。于2010年晚季在沙县本院基地种植F4代，选择优异单株与泸香618A测交，并在福建省上杭茶地进行稻瘟病抗性鉴定，其中编号为4040-4表现出较强的杂种优势。2011年晚季在本院种植F5代，进行杂种优势鉴定，同时在上杭茶地进行稻瘟病抗性鉴定，编号为K164的株系表现优势强，群体整齐一致，经6个世代的系谱选择和两次抗稻瘟病鉴定后育成抗病恢复系；同年冬季在海南三亚藤桥福建南繁基地进行少量制种，编号为制10，并将其命名为明恢164。经分子标记辅助选择法鉴定出恢复系明恢164含有抗稻瘟病基因Pi2和抗白叶枯病基因Xa4。恢复系明恢164的选育过程见图1。

1.2.2 B两优164的选育 2014年中季在沙县用Bph68S与明恢164进行制种，并将Bph68S/明恢164命名为B两优164。2016年参加福建六三种业晚籼迟熟组合筛选试验，2017年参加福建省晚稻区试，2018年参加长江中下游中籼迟熟组区试。B两优164的选育过程见图2。

图 1 明恢164的选育过程Fig. 1 Breeding process of Minghui 164

图 2 B两优164的选育过程Fig. 2 Breeding process of B Liangyou 164

1.2.3 B 两优164的稻瘟病抗性鉴定 福建省区域试验由福建省种子管理总站组织进行抗瘟性鉴定。稻瘟病抗性鉴定采用田间自然诱发鉴定和苗期室内人工接种鉴定相结合的方法。2017年、2018年连续两年在将乐黄潭、宁化水茜、上杭茶地和南平农业科学研究所4个试验点进行稻瘟病抗性鉴定，田间鉴定内容包括叶瘟和穗颈瘟的发病情况。室内人工接菌鉴定安排在福建省农业科学研究院植物保护研究所进行。长江中下游中籼迟熟组区域试验由福建上杭县茶地镇农技站、安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所、浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所、江西井冈山企业集团农业技术服务中心、湖南省农业科学院植保所、湖北宜昌市农业科学院负责稻瘟病抗性鉴定，鉴定采用人工接菌与病区自然诱发相结合。稻瘟病抗性鉴定的指标依据《稻瘟病测报调查规范》（GB/T 15790—2009）执行[12]。

1.2.4 B两优164的稻飞虱抗性鉴定 B两优164的稻飞虱抗性由中国水稻研究所稻作技术研究与发展中心鉴定。苗期鉴定按国家南方区试中采用的国际标准苗期集团筛选法（SSST法）进行[13]，每份材料重复鉴定3次。在试验温度25～30 ℃、自然光照条件下鉴定褐飞虱对水稻苗期的为害程度。

1.2.5 B两优164的米质鉴定 福建省区试由福建省种子管理总站从区试点（福建省南平市农业科学研究所、福建省沙县良种场）取米样，长江中下游中籼迟熟组区试由河南省固始天益农科种植专业合作社、湖南省岳阳市农业科学研究所、浙江农业科学院作物与核技术利用研究所试验点提供样品，农业部稻米及制品质量监督检验测试中心负责化验米质。

2 结果与分析

2.1 区域试验及生产试验的产量表现

2.1.1 区域试验表现 2017年B两优164参加福建省晚稻区试初试，平均产量为8 424.60 kg·hm-2，比对照宜优673增产13.46%，达极显著水平，居第2位，增产点率90.0%；2018年续试，平均产量为8 199.75kg·hm-2，比对照宜优673增产4.42%，居第5位，增产点率83.3%。两年区试平均产量为8 312.18 kg·hm-2，比对照宜优673增产8.94%。2018年B两优164参加长江中下游中籼迟熟B组区试初试，平均产量为9 601.05 kg·hm-2，比对照丰两优四号增产4.14%，增产点率76.5%；2019年续试，平均产量为10 133.25 kg·hm-2，比对照丰两优四号增产7.18%，增产点率94.1%；两年区试的平均产量为9 867.15kg·hm-2，比丰两优四号增产5.68%，增产点率85.3%。两年区域试验结果表明，B两优164表现稳产、高产（表1）。

表 1 B两优164参加福建省及长江中下游新品种区域试验的产量表现Table 1 Yield performance of B Liangyou 164 at Fujian and Middle and Lower Yangtze River Regional Trials

2.1.2 生产试验表现 2018年B两优164破格进入福建省晚稻生产试验，平均产量为7 834.95 kg·hm-2，比对照宜优673增产6.25%。2019年B两优164参加长江中下游中籼迟熟B组生产试验，平均产量为7 834.95 kg·hm-2，比对照丰两优四号增产10.63%，增产点率100%。经两年在不同区域进行生产试验的结果表明，B两优164表现稳产、高产（表2、表3）。

表 2 B两优164参加福建省晚稻生产试验中的产量表现Table 2 Yield performance of B Liangyou 164 in production trials for late-season rice varieties in Fujian

表 3 B两优164参加长江中下游中籼迟熟组生产试验中的产量表现Table 3 Yield performance of B Liangyou 164 in production trials for late-maturing mid-indica in middle and lower Yangtze River

2.2 B两优164的特征特性

2.2.1 生育期 B两优164参加2017—2018年福建省晚稻区试，全生育期两年平均126.5 d，比对照宜优673迟熟0.9 d。2018年参加福建省水稻新品种生产试验，生育期为126.3 d，与对照宜优673一致。2018—2019年参加长江中下游中籼迟熟组区试，全生育期两年平均为 130.3 d，比对照丰两优四号早熟2.5 d。2019年参加长江中下游中籼迟熟组生产试验，全生育期130.9 d，比对照丰两优四号早熟3.1 d。生育期比较稳定，可在长江中下游作中稻和在福建全省作晚稻种植（表4）。

表 4 B两优164在福建省区试中的农艺性状表现Table 4 Agronomic characteristics of B Liangyou 164 exhibited at Fujian regional and production trials on late-season rice varieties

2.2.2 主要农艺性状 B两优164群体整齐，株型适中，茎秆粗壮，剑叶挺直，穗大粒多，谷粒长9.4mm、宽3.2 mm。2017—2018年在福建省水稻新品种两年区试平均表现：株高108.4 cm，比对照矮16.0 cm；穗长22.9 cm，比对照短2.8 cm；有效穗数258.8万穗·hm-2，比对照多11.3万穗·hm-2；每穗总粒数151.7粒，比对照多13.8粒；每穗实粒数125.3粒，比对照多12.5粒；结实率82.6%，比对照高0.84个百分点；千粒重29.05 g，比对照重2.2 g。2018年在福建省水稻新品种生产试验平均表现：株高109.5cm，比对照矮15.9 cm；穗长23.5 cm，比对照短2.1 cm；有效穗数256.5万穗·hm-2，比对照多3.0万穗·hm-2；每穗总粒数179.6粒，比对照多31.8粒；结实率81.1%，比对照低0.7个百分点；千粒重29.1 g，比对照轻2.6 g。2018—2019年B两优164在长江中下游中籼迟熟组两年区试平均表现：株高115.2 cm，比对照矮10.4 cm，差异达到极显著水平；穗长25.3 cm，比对照短0.5 cm，差异达到极显著水平；有效穗数250.5万穗·hm-2，比对照多16.5万穗·hm-2；每穗总粒数193.1粒，比对照多0.7粒；结实率83.6%，比对照低1.6个百分点；千粒重27.9 g，比对照轻0.3 g。2019年B两优164在长江中下游中籼迟熟组生产试验表现：株高111.3 cm，比对照矮10.9 cm，差异达到极显著水平；穗长25.0 cm，比对照长0.1 cm；有效穗数247.5万穗·hm-2，比对照多13.5万穗·hm-2；每穗总粒数191.0粒，比对照多3.5粒；结实率84.3%，比对照高0.8个百分点；千粒重28.1 g，比对照重0.3 g。B两优164的株高比亲本矮，说明比较抗倒伏（表4、5）。

2.2.3 稻瘟病抗性表现 2017—2018年B两优164参加福建省晚稻迟熟组区试抗稻瘟病鉴定，鉴定结果如下：2017年田间鉴定表现抗（R）叶稻瘟，发病率为1.00%，病情指数0.24；表现中抗（MR）穗颈瘟，发病率为23.13，病情指数6.04；苗期室内人工接菌鉴定表现抗（R）苗瘟，抗菌株率为100%，对照宜优673抗性鉴定表现感（S）稻瘟病。2018年田间鉴定表现抗（R）叶稻瘟，发病率为2.75%，病情指数0.85；中抗（MR）穗颈瘟，发病率为10.63%，病情指数3.35；苗期室内人工接菌鉴定表现抗（R）苗瘟，抗菌株率为87.5%；对照宜优673抗性鉴定表现感（S）稻瘟病。2018—2019年B两优164参加长江中下游中籼迟熟组区试抗性表现：稻瘟病综合指数两个年度分别为4.0级、3.8级，穗瘟损失率最高级年度分别为5级、3级，综合评价为中抗（MR）稻瘟病（表6）。

表 5 B两优164在长江中下游区试中的农艺性状表现Table 5 Agronomic characteristics of B Liangyou 164 exhibited at middle and lower Yangtze River regional and production trials on late-season rice varieties

2.2.4 稻飞虱抗性表现 2017—2018年经中国水稻研究所稻作技术研究与发展中心鉴定，B两优164苗期3次重复受害级别分别为5级、3级、5级，平均受害级别为4.3级，抗性等级为5级； 2018—2019年B两优164参加长江中下游中籼迟熟组区试的褐飞虱抗性等级鉴定，两个年度分别为3级、5级。稻飞虱抗性综合表现为中抗稻飞虱。

表 6 B两优164在福建省区试中的抗性表现Table 6 Resistance of B Liangyou 164 shown at Fujian regional trial

2.2.5 稻米品质 经农业部稻米及制品质量监督检验测试中心（杭州）检测，B两优164米质指标如下：糙米率80%，精米率72.5%，整精米率63.0%，粒长6.7 mm，长宽比2.8，垩白粒率27.0%，垩白度4.1%，透明度2.0级，碱消值5.0级，胶稠度83 mm，直链淀粉含量15.1%，蛋白质含量6.8%。米质达部颁三等优质食用稻品种品质标准。

3 讨论与结论

当前稻米消费市场对稻米品质的要求不断提高，选育优质抗病虫害的水稻新品种成为育种家的目标之一。B两优164是三明市农业科学院用武汉大学生命科学学院育成的抗稻飞虱两系不育系Bph68S与本院自主育成的抗稻瘟病的恢复系明恢164配组育成的两系杂交籼稻新组合。两年参加福建省区试平均产量达8 312.18 kg·hm-2，比对照宜优673增产8.94%，两年参加长江中下游区试平均产量达9 867.15kg·hm-2，比对照丰两优四号增产5.68%；表现出产量高、中抗稻瘟病、中抗稻飞虱、米质优（达国标三级优质稻品种标准）、生育期适宜等特点，可在长江中下游中稻区和在福建全省晚稻区推广种植。

不同抗性基因之间具有协同作用，通过挖掘利用水稻自身抗病基因，聚合不同抗性基因，提高水稻自身抗病虫害能力是目前水稻抗病育种最切实有效的方法[14]。在系谱选育、回交育种及杂种优势利用等传统育种技术的基础上，通过分子标记辅助选择育种技术手段进行人为筛选含有聚合多个抗性基因的新材料，培育出适应生产上推广应用的绿色优质高产杂交稻新品种[2]。本研究通过将母本Bph68S的抗稻飞虱基因与父本明恢164的抗稻瘟病基因聚合在一起，配组成B两优164，既抗稻飞虱又抗稻瘟病，从而可减少农药施用量，达到绿色环保的目的[15]。

目前，利用恢复系明恢164所配组合除了B两优164外，还有T两优164、遂两优164、明两优164、荃优164、潢优164、泸优164、雅5优164等新品种。恢复系明恢164虽然产量高、抗稻瘟病，但在米质上还有待提高。目前本课题组正在对明恢164 进行改良育种，期待在不久的将来有更优质的新材料问世。