杂交中粳水稻浙杭优820的选育与应用

2022-07-15闫川詹艳蒋根水洪晓富李新敏纪昊宋佳谕陈宇眺

浙江农业科学 2022年7期

闫川，詹艳，蒋根水，洪晓富，李新敏，纪昊，宋佳谕，陈宇眺

(1.浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所，浙江杭州 310021；2.浙江省农业科学院农产品质量安全与营养研究所，浙江杭州 310021；3.杭州种业集团有限公司，浙江杭州 310020)

水稻作为我国种植面积最大的粮食作物，对我国的粮食安全起到了举足轻重的作用，我国是水稻生产和消费大国，60%以上的人口以大米为主食[1]。但是，由于近年来耕地面积持续减少、总体水资源严重不足、农业种植结构调整等原因，目前我国水稻种植面积已呈不可逆的逐年递减态势；同时随着人们生活水平的不断提高，市场对稻米品质的要求越来越高，为了满足水稻生产和稻米市场的需求，提高水稻单位面积产量、改良稻米品质始终是水稻科研的主攻方向。育种家通过诱变、杂交重组[2]、遗传修饰[3]、基因编辑[4-6]等方法快速创造遗传变异，通过分子标记辅助选择加快筛选遗传变异[7]，通过世代促进、花药培养等方法加速稳定遗传变异，快速培育符合市场的品种[8]。

利用水稻杂种优势培育超高产杂交稻是提高水稻单产的有效途径。由于籼粳亚种间遗传距离相对较大，杂交后代易产生巨大变异和超亲优势，蕴藏着巨大的遗传潜力，籼粳亚种间杂种优势利用已成为当今水稻超高产育种研究的重要手段，是近期内最有可能取得跨越式发展、对粮食总产量产生巨大贡献的有效途径。籼粳杂交稻遗传了父母本的优良基因，不仅有籼米的松软口感和香味，还有粳米的柔韧和微甜，而且杂交后的株型结构还具备了超高产的支撑能力，籼粳杂交水稻具有产量潜力大、综合农艺性状优良、抗病性较好等优点。籼粳亚种间杂交后代具有很强的生物学优势，但因花粉可育性低、结实率不高等因素导致经济产量不高。虽然广亲和基因对改善籼粳亚种间杂交后代的花粉育性和提高结实率有显著作用，但到目前为止，大面积应用于生产的籼粳亚种间杂交高产组合仍不多[9-12]。目前，籼粳杂交稻仍存在感光性强、熟期偏迟、适应性窄、二次或两段灌浆、后期早衰、转色不清秀、易发稻曲病、制种产量低等问题。当前在广亲和恢复系选育上，随着育种材料的交流，各育种单位的深入研究，广亲和恢复系选育已取得长足的进步，制约籼粳杂交稻发展的主要原因是缺少优秀的不育系，如选育感光性较弱、育性稳定、熟期早、配合力好的中粳不育系，在配置短生育期籼粳杂交稻超高产品种时才具有更大的灵活性和主动性。

基于以上背景，杭州种业集团有限公司和浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所针对性地开展了早熟、高异交中粳三系不育系的选育工作，并于2016年选育出早熟、高异交中粳不育系浙杭10A，再与广亲和恢复系F4120配组，选育出适宜在浙江、安徽、江苏、河南、湖北等地区和黄淮海稻区栽培的广适性中粳三系杂交水稻品种浙杭优820，从而有效解决籼粳杂交稻制种产量低及熟期偏迟的问题，适合作麦茬稻直播或机插以及作再生稻栽培，拓宽了籼粳杂交稻的种植范围和适应性。

1 组合及亲本选育

浙杭优820是由杭州种业集团有限公司和浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所合作选育的中粳三系杂交水稻品种，系利用早熟高异交中粳不育系浙杭10A与恢复系F4120配组选育而成的强优势早熟高产籼粳亚种间杂交组合。2014年春季于海南测交并在同年于杭州入选优势组合。2015年春季海南试制该组合，2015年夏季安徽全椒观察组合的田间表现，并进行人工稻瘟病和白叶枯病接种鉴定，综合性状表现较优，中抗稻瘟病和中感白叶枯病，无稻曲病。每667 m2实割产量为754.8 kg，比对照9优418增产66.7 kg。2016年春季海南试制组合，2016年夏季在安徽全椒、庐阳、巢湖、六安和浙江余杭进行了品比试验，与对照9优418相比，该组合每667 m2产量均增产30 kg以上。2016年定名。2017年浙杭优820参加安徽省中粳迟熟组预备试验，2018年进入安徽省中粳迟熟组区域试验，2019年进入续试，2020年进入生产试验，2021年通过安徽省农作物品种审定委员会审定(皖审稻20210029)。

浙杭10A以BT型细胞质雄性不育系151A(8204A/丙98-101，嘉兴市秀洲区农业科学研究所)为母本，与父本浙杭10B经多代回交核置换转育而成。浙杭10B是由自育的异交习性好、抗病、矮秆的保持系材料Y1502B与秀水03杂交，系选获得。2011年夏季在杭州，选用自育的异交习性好、抗病、矮秆的保持系材料Y1502B与秀水03杂交。2012年春季在海南种植F1，剔除假杂株后于成熟期混收，2012年夏季F2群体规模2 000株，成熟期选择灌浆通畅、株叶形态优良、抗稻瘟病的优良单株67份，后经外观品质观察淘汰22份，余下45份单株带海南种植。2013年春季海南种植最终入选28份目标材料，2013年夏季用151A不育系分别对这28份材料进行测交，同年秋季提前收获种子，温室内种植，经光温处理，抽穗期同步开展镜检和回交工作，扬花期有23对回交株系的测交F1表现花粉和小穗均完全不育，经综合考察，入选14对综合性状较优的回交株系，同期进行回交处理。2014年春季在海南种植此14对转育株系，并回交；2014年夏季对入选株系进行观察，成熟期通过考察农艺性状，并经米质、抗性等综合鉴定，确定5对较优的株系为重点回交对象，2014年秋季继续加代回交转育。2015年春季海南镜检和回交，同步与恢复系进行测配，以筛选遗传性状稳定、优势强、株叶型态好、异交结实率高、育性稳定的目标株系，同年夏季在杭州进行分期播种、群体种植，经1 000株以上群体观察，整齐一致，不育株率100%，花粉不育度100%，不育花粉以染败为主，套袋自交结实率为0，确定最优目标株系。2016年春季为B6F1代已获得稳定目标株系，同步扩繁，将不育系和保持系定名为浙杭10A(曾用名：虹58A)和浙杭10B(曾用名：虹58B)。浙杭10A于2019年通过安徽省鉴定，生育特性指标：浙杭10A在肥西6月1日播种，播始历期81 d。形态特性指标：浙杭10A株高89.2 cm，株型紧凑适中，分蘖力中等，茎秆粗壮抗倒，剑叶及功能叶宽、短、叶片挺，叶色淡绿，柱头无色，谷色浅黄色，无芒，穗型较大，着粒密，性状整齐一致，每穗总粒数245粒，谷粒长宽比2.3，千粒重26.0 g。开花习性和异交特性：浙杭10A单穗开花历期5～6 d，单株开花历期7～8 d。异交结实率较高，配合力强，种子质量好，可恢复性好。所配组合对高温和低温不敏感，结实率高，后期转色好。中抗稻瘟病和白叶枯病，稻曲病轻。

F4120系杭州种业集团有限公司和浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所于2010年春季在海南利用自育的多蘖恢复系R1203与浙恢H414杂交，夏季对F1代进行花药培养；2011年春季选择株叶型态好的植株，夏季筛选出多蘖重穗的后代材料，利用该目标材料与早熟矮秆材料F508进行杂交；2012年春季对F1代进行花药培养，夏季优选大穗、矮秆、株叶型好的植株；2013年进行稻瘟病和白叶枯病接种，选择抗病单株与不育系测交；2014年继续优选单株与不育系测交，鉴定F1代米质和抗病性，同年夏季优选抗病、杂种优势强、矮秆、株叶型态好的株系，定名为F4120。

2 组合特征特性

浙杭优820为中粳三系杂交水稻品种。该组合株高适中，株型紧凑，分蘖力中等，生长整齐，倒三叶长而挺，叶色淡绿，茎秆粗壮抗倒，穗型大，弯穗型，着粒密，后期转色好，成熟时青秆黄熟。2018年、2019年区域试验结果：平均株高109.9 cm，每667 m2有效穗16.3万，每穗总粒数258.8粒，结实率82.3%，千粒重24.3 g。全生育期为137.6 d，较对照品种(天协1号)熟期短8.1 d。

3 产量表现

2017年参加安徽省预备试验(中粳品比试验)，有安庆、滁州、凤台、合肥、怀远共5个试验点，每667 m2平均产量为636.45 kg，较对照品种天协1号增产64.51 kg；2018年参加安徽省水稻区域试验每667 m2平均产量为666.73 kg，较对照品种天协1号增产51.21 kg；2019年参加区域试验(续试)每667 m2平均产量为690.00 kg，较对照品种天协1号增产17.42 kg；2020年参加安徽省水稻生产试验每667 m2产量为647.49 kg，较对照品种天协1号增产44.89 kg(表1)。

表1 浙杭优820区域试验和生产试验每667 m2产量

4 抗性和米质

浙杭优820由安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所进行抗性鉴定，2018年中抗稻瘟病(抗性综合指数2.3)，感稻曲病(病穗率16.0%)，感白叶枯病；2019年中感稻瘟病(抗性综合指数4.3)，感稻曲病(病穗率23.0%)，感白叶枯病；纹枯病评价为中抗，条纹叶枯病评价为高抗。糙米率81.2%、精米率73.6%、整精米率69.5%、垩白粒率10%、垩白度1.2%、透明度2级、碱消值6.8级、胶稠度70 mm、直链淀粉含量14.2%、长宽比2.3。

5 适宜种植区域

适宜在安徽省一季中粳稻区推广种植。

6 栽培要点

6.1 播期

5月上、中旬播种。每667 m2大田用种量1.0～1.5 kg，秧田播种量10 kg，秧龄20～25 d。

6.2 栽插密度

株行距16.7 cm×30.0 cm，每穴栽2粒种子苗。

6.3 施肥

施足基肥，早施追肥，增施磷、钾肥，每667 m2施纯氮15～16 kg，氮∶磷∶钾比例1∶0.5∶0.8；基肥和分蘖肥占80%以上，与蘖肥在移栽后7 d和15 d分2次施，每667 m2每次施尿素10 kg。

6.4 灌水

浅水栽插，保持2～3 cm浅水层促分蘖，当全田总茎蘖数达到预期穗数的90%时及时落水烤田，至露白根，幼穗分化期和抽穗期及时灌水，后期采用湿润灌溉，收割前一周断水。

6.5 病虫害防治

种子消毒，加强秧田期病虫防治，重点做好7月中、下旬和8月上、中旬的关键防治工作。

7 种子生产要点

母本浙杭10A属早熟中粳不育系，夏季播始历期约(81±3)d；株型紧凑，分蘖力中等，剑叶直立，穗形大，着粒密，花时早；败育彻底，不育性稳定；开颖角度较大，开颖时间长，柱头大，异交习性好；晴天盛花期在11:00—11:30之间，始花至终花时间一般历时2 h。阴雨天气父母本花时相应推迟0.5～1.0 h。父本F4120株型理想，茎杆粗壮，抗倒能力强，分蘖力强；剑叶较宽短，穗大粒多；抽穗当天少量开花，第3天进入盛花期；单穗花期4～5 d，单株花期6～7 d；采用夏秋制种，抽穗期应避免盛夏高温，有利于制种高产。根据父母本的开花习性，安排两期父本，第1期父本应与母本同时抽穗。