优质高产抗病广适粳稻新品种垦稻88育种分析

冯尚宗，张建达，张 华，毛瑞喜，宋向颇，吴夫坤，丁效东

(1.临沂市农业技术推广中心，山东临沂 276000；2.郯城县精华种业有限公司，山东郯城276100；3.山东省种子管理总站，山东济南250013；4.郯城县李庄镇农业综合服务中心，山东郯城276100；5.郯城县农业技术推广中心，山东郯城276100；6.青岛农业大学，山东青岛 266109)

水稻是全球主要的粮食作物之一，全世界50%的人口以稻米为主食。它也是我国的主要粮食作物，种植面积约占世界水稻面积的20%，总产约占世界水稻总产的33%，居第1位。随着经济社会的不断发展和人们生活水平的逐渐提高，人们对稻米质量的要求也越来越高。因此不断提高水稻的单产和质量是解决粮食危机和满足人们需求的重要途径。理论和实践证明，提高水稻产量和质量，首先要选育出适合当地生态条件和耕作制度特点的高产、优质、抗病新品种；其次要弄清其生长发育特性和完善配套栽培技术。21世纪以来，人们生活水平显著提高，我国的水稻生产渐渐地发生了重大变化，育种目标也从单一高产转向优质高抗高产等复合性状目标。多年来，针对制约当地水稻生产发展的关键技术问题，立足自身品种和技术优势，结合当地生态和气候条件，科学制定育种策略、原则和目标，坚持引进吸收利用和改造创新相结合，从种质资源创新入手，采用系统育种、杂交育种、生物育种等方法，选育出了优质抗病高产广适粳稻新品种垦稻88。垦稻88具有高产稳产、品质优良、综合抗性好、适应性强等特点，2019年通过山东省农作物品种审定委员会审定(审定编号为鲁审稻20190005)。2020年分别通过江苏省、河南省引种备案，引种备案号分别为：(苏)引种(2020)第024号、(豫)引种(2020)稻055。 鉴于此，笔者从育种目标、原则、原理和选育过程等方面，总结了垦稻88粳稻育种实践、品种特征特性和育种经验。

1 水稻育种目标、原则的确定

近年来，随着气候和条件的变化，水稻病虫害也发生变化，山东省乃至黄淮稻区原有一些主栽品种的抗性退化较严重，品质下降，产量不稳，有些年份有的地块因品种原因而导致大幅减产，这严重制约了当地水稻产业的健康发展。为此，项目组在总结长期育种工作经验的基础上，确立了水稻新品种选育目标：在突出优质的同时，追求高产稳产，选育出的新品种要米质优良、产量突出、抗逆性强、熟期适中，比本地主栽品种增产5%以上。通过杂交配组、分离择优，快速聚合优良性状基因，利用常规育种和生物技术等手段，选育出适宜华北稻区和黄淮稻区的优质高产品种。

在水稻品种选育工作中，项目组始终把握以下原则：

一是品种增产潜力要高。一个水稻新品种被市场认可并推广获得成功，一个很重要的因素就是产量水平要高。一个品种的有效穗数、穗粒数和千粒重3要素协调发展是其产量潜力取得突破的关键。理论和实践证明，应选择大穗型、结实率高、灌浆期长、灌浆速率快、叶片功能期长的品种。在获得足够有效穗数的基础上，通过增穗促粒、提高单株生产力是实现水稻高产的重要途径。

二是株型结构要好。高产水稻品种株型应该叶群分布合理，叶片短挺，既不漏光也不郁蔽。分蘖集散适中，根系发达，基部节间短，茎秆粗壮、坚韧。半直穗型，穗层整齐，着粒密度中等。能够实现高产水稻群体质量栽培“小群体、壮个体、高积累”的目的。

三是适应性要强。抗逆性的强弱是决定一个水稻品种能否高产稳产和推广成功的重要因素。提高水稻品种的抗病性、抗倒性、抗逆性等生物与非生物胁迫的能力，减少化肥农药使用量，提高水稻生产机械化水平，实现水稻新品种绿色环保、抗逆稳产的育种目标。

四是产量与品质要协调。随着人们生活水平的不断提高，城乡居民对稻米的消费需求由过去数量温饱型向质量营养型转变，对食用大米品质的要求也越来越高。水稻生产由单纯追求产量向产量和品质并重，重点是蒸煮食用品质和外观品质，通过改良和创造优异种质，使高产与优质两者统一协调好，实现水稻育种高产优质的协调发展。

2 粳稻新品种育种原理

优异种质资源的挖掘和利用，是水稻育种取得突破的关键。加强对优异种质资源的引进挖掘利用，尤其是加强对新优质源、新的抗原(抗病、抗虫、耐逆境)、新的株型材料、高光效材料等的研究，及时有效地将应用到超高产育种中去，丰富亲本组合的遗传背景，发掘利用好优异性状。

亲本选配是品种选育的主要环节之一，是变异之源，也是选择的基础。亲本选配不当，常常花费大量人力、物力、财力，却收效甚微。双亲综合性状很大程度上控制着杂交后代的整体水平及优良变异类型出现的概率。因此，双亲优点多、缺点少，没有共同的较大缺点及优缺点互补，是亲本选配最基本的原则之一。特别是亲缘关系较远、地理远距、综合性状优良的种质，性状差异较大，拥有丰富的互补基因，杂交后代容易出现更多的优良变异类型。项目组采用“搭梯上楼”的育种策略，以基础亲本为主干，不断融合优良性状，使育成品种综合性状得到逐步提高。

利用优质性状互补亲本材料，通过引进挖掘利用优异种质资源，选择基础材料较好的在国内外大面积推广和具有优异遗传背景的种质或品种作为亲本，通过常规育种及生物技术等途径，定向选育高产、优质、高效、环境友好型新种质、新品系和新品种，选育出了优良品种垦稻88。

在选用综合抗性好的亲本材料基础上，通过塑造理想株型，优化产量构成因子，导入镇稻88和秀水405的抗性基因，采取当地鉴定和异地鉴定相结合，自然鉴定和诱发鉴定相结合，聚合多种优良性状，根据丰产性结合早熟性、抗性和外观品质、落粒性等目标性状，有性杂交系统选育出垦稻88。其父母本是多个亲本的优良基因的聚合，这些带有优良基因的品种(品系)分别来自不同时期、不同地理位置，在生产中作为种质资源都曾发挥过重要的作用。双亲的基因类群具有种质远缘、血统远缘、生态远缘和类型远缘等特性，实现了优异基因的累加和优良基因的互补，从而为培育优质、高产、多抗、广适性水稻新品种奠定了丰富的遗传基础。

3 粳稻新品种选育过程

垦稻88是以H301(镇稻88选系)为母本、连嘉粳1号(秀水405系选)为父本，通过杂交配组、分离择优，快速聚合优良性状基因，系统选育而成(图1)。垦稻88集父母本高产、优质、稳产、抗倒、抗病等优良性状于一体，实现了理想的产量结构性状的突破，解决了高产与优质、高产与广适、高产与晚熟之间的矛盾。

由图2可知，2005年以H301为母本、连嘉粳1号为父本杂交，采用常规杂交育种法选育，2005年冬海南种植F代，2006年郯城试验田种植F代开展分离性状选择，2007年冬南繁加代种植F代，2008年在郯城试验田种植F代，继续进行分离性状选择，2009年冬南繁种植F代选择优系单株8株。2010—2011年在郯城试验田种植F、F代，优选单株。2012年选定其中1个编号为88号的优良株系定名为垦稻88，扩繁种子。2013—2014年开始品比试验，2015—2016年参加郯城县及江苏、山东、河南多点品比试验。2017—2018年参加山东省区域和生产试验，2019年通过山东省品种审定。

图1 垦稻88系谱图Fig.1 Pedigree chart of Kendao 88

图2 垦稻88育种程序Fig.2 Breeding procedure of Kendao 88

4 垦稻88特征特性

由表1可知，垦稻88株高95.4 cm，株型紧凑，茎秆粗壮，基部节间短；芽鞘色绿色，叶鞘色(基部)绿色，叶片颜色绿色；倒数第二叶片长和宽中等，叶尖与主茎的角度直立，叶片茸毛疏，剑叶叶片曲度无或很小；茎秆粗细中等，主茎叶片多有17片，穗长16.3 cm，穗伸出度抽出较好，中间型穗型，二次枝梗较多，穗立形状中间型；有效穗数346.5万/hm，每穗实粒数123.3粒，结实率83.6%，千粒重25.7 g。分蘖力中等，成穗率高，灌浆速度快，落黄好熟相佳。

苗期生长健壮，茎蘖质量高，大蘖多，奠定了高成穗基础。生长发育均衡。拔节期间两极分化较快，无效分蘖少，养分利用率高；拔节后穗分化进程加快，抽穗早，灌浆时间长，灌浆强度大，熟期适中，熟相好。株叶型好，冠层结构合理。株高适宜，抗倒性能好。

表1 垦稻88与对照苏秀867 的生育期和特征特性比较Table 1 Comparison of the growth period and characteristics between Kendao 88 and Suxiu 867

由表2可知，从参加区试和生产试验的产量结果看，垦稻88较对照品种增产10.9%，达极显著水平，增产点比例100%。因表现出良好的高产稳产性，区试第2年同时进行生产试验，生产试验产量较对照品种增产8.2%。增产幅度极为显著。

由表3可知，垦稻88的主要米质指标中整精米率73.8%，垩白粒率10.0%，垩白度1.7%，直链淀粉含量16.2%，胶稠度73.5 mm，其理化指标达到国家《优质稻谷》标准1级。垦稻88在稻米品质上有出米率高、低垩白、米饭香味浓郁、食味优等众多优点，符合当前优质水稻产业发展的需要。

表2 垦稻88区试和生产试验产量比较Table 2 Comparison of yields of Kendao 88 in regional test and production test

表3 垦稻88稻米主要品质常规分析(农业农村部NY 20—1986、NT/T 83—1988)Table 3 Conventional analysis of major rice quality of Kendao 88

2017年天津市植物保护研究所抗病性接种鉴定结果显示，垦稻88抗稻瘟病，高抗纹枯病抗性，对稻曲病达到免疫级别(表4)。植株抗寒、抗倒性强，田间基本无倒伏现象，适宜在鲁南、鲁西南及沿黄稻区种植。

表4 垦稻88与对照苏秀867 的田间抗性比较Table 4 Comparison of field resistance between Kendao 88 and Suxiu 867

5 粳稻新品种选育与推广的体会

(1)种质资源是育种的物质基础，选用优异种质是取得突破的关键在选育水稻新品种过程中，往往重视扩大亲本的录用范围，但拓展的程度仍然有限；偏重于现成品种的利用，忽视新资源、中间材料的创新和利用。虽然项目组有较好的常规育种基础，但育种手段和方法较为单一、育种周期较长。在未来的育种工作中，将拓宽优质亲本资源来源，广泛征集、研究、利用国内外优质种质资源；注意中间材料的积累与利用作为水稻育种的主攻方向。

(2)科学选配亲本。亲本选配是选择的基础，正确地选配亲本是育种工作成功的关键。亲本的优选和配组一直是育种家们在确定育种方案时首先考虑的重点。选择的亲本品种必须具有育种目标所要求的性状，如高产、优质、抗逆性、抗病虫性好等，避免使用有共同缺点的材料作为杂交亲本；其次还要考虑其性状互补。在选配组合时应以选择中等穗型、着粒密度适中的组合为主，以利于协调源库关系，充分利用光能，提高结实率和充实度。

(3)生物技术必须与传统的常规技术紧密结合起来，才有可能大幅度提高未来我国水稻育种的研究水平，实现水稻育种的新突破。在常规育种中，基因都是随机组合的，一些重要的目标特性通过传统育种手段很难达到。而基因工程技术在定向育种方面具有极大潜力。综合运用常规育种与杂种优势利用，航天诱变、基因工程、分子标记技术等多种育种技术，选育出更多水稻类型和品种。

(4)高产仍是水稻育种的永恒命题。为了追求水稻生产的经济效益，在强调水稻品质提升的同时，仍要把高产作为水稻育种的重要目标，追求强生理功能，即库大、源足、流畅、净光合率高。这一点垦稻88与对照品种相比具有明显优势，如具备前期叶面积发展迅速、早生快发性强、叶片宽厚、色深、株型半紧凑、秆粗活熟、大粒大穗、成穗率高、结实率高、耐寒抗病、根系发达等表型性状，实现了较对照增产8.2%的产量目标。在穗数、粒数、生长率、收获指数和生物产量等经济性状中，生物产量和收获指数对水稻产量起决定性作用。因此，今后应在继续保持较高经济系数的基础上，进一步提高生物产量并继续走理想株型和强生理功能相结合的路子。

(5)良种良法配套，才能发挥新品种的潜力。优良品种只有与配套技术相结合才能发挥其增产潜力。开展新品种宣传推广，加强优质稻米生产基地建设，将良种推广与良法应用相结合，将品种推广与稻米品牌开发相结合，建立一个新型的“公司+米厂+农民”育繁推加利益联合体，实行订单农业，推动龙头加工企业发展，实现水稻新品种的市场化开发、产业化经营，加快成果的转化利用，才能实现品种效益的最大化。