高配合力优质籼型两系不育系504S的选育与应用

从夕汉 阮新民 施伏芝 杜弘杨 罗玉祥 罗志祥

（安徽省水稻遗传育种重点实验室/安徽省农业科学院 水稻研究所/国家水稻改良中心 合肥分中心，合肥 230031；第一作者：congxihan@126.com；*通讯作者：lzx6176@126.com）

水稻是世界上重要的粮食作物之一。1973年，我国著名育种家石明松在粳稻品种农垦58中发现了一个光温敏不育株，这一开创性发现正式拉开了两系杂交水稻育种的序幕[1-2]。安农S-1的发现并育成极大推动了我国籼型两系杂交水稻育种的进程[3-4]。随着人们生活水平的提高和水稻生产方式的转变，杂交水稻育种已由早期的“高产”单一目标转向“优质、高产、抗逆、高效”等综合目标[5-6]。因此，选育株型好、不育起点温度低、异交结实率高、米质优、高配合力等特性的优良光温敏核不育系是当前两系杂交水稻育种重中之重。

504S系安徽省农业科学院水稻研究所以我国生产上广泛使用的籼型两系不育系1892S为母本，与安徽省农业科学院水稻研究所自育三系保持系65B（丰8B/早籼M057）杂交、自交，在安徽合肥和海南陵水经5年8代穿梭选育而成的优质籼型温敏核不育系。2013年8月通过安徽省农作物品种审定委员会组织的专家鉴定。504S配组优势强，所配杂交组合表现株型好、茎秆硬、叶片直挺、产量高、米质优、抽穗期耐热性较强等特点。以504S配组培育的中籼两系杂交水稻新组合两优5078和两优5077先后于2019年和2020年通过国家农作物品种审定委员会审定。该不育系的创制为两系杂交水稻育种提供了一个高配合力优质亲本。

1 选育过程

2006年冬季在海南陵水用1892S为母本与三系保持系65B（丰8B与早籼M057杂交选育）杂交，获得杂种F1代种子15粒。2007年夏季在合肥种植F1代种子，栽1行7株，自交结实混收种子15 g。2007年冬季在海南陵水种植F2群体约500株，选择综合性状优良的不育株18株。2008年夏季在合肥种植F3，种植株行18个×22株，入选单株12个，再生自交结实留种。2008年冬季在海南陵水种植F4，种植株行12个×22株，选优良株行8个。2009年夏季在合肥种植F5，种植株行8个×22株，选优良株行4个，收单株10个。2009年冬季在海南陵水种植F6，种植株行10个，选优良株行6个。2010年夏季在合肥种植F7，建立株系圃种株行6个，选优良纯化株系1个，性状基本稳定，定名为504S。2011年夏季在合肥用504S与自选恢复系广泛测交配组。2011年冬季在海南陵水繁殖原原种。2012年夏季在合肥鉴定圃观察育性，生产核心种子，并种植杂交种，部分组合表现优异。2013年8月通过华中农业大学组织的育性鉴定和安徽省农作物品种审定委员会组织的田间育性鉴定。

2 育性表现

2.1 田间育性表现

2010年6个株行600株，8月2日、16日分别取100株进行花粉镜检，结果败育率100%；花粉败育类型以无花粉型为主，少量典败。同时套袋10穗，9月1日调查自交结实情况，均不结实。

2011年在合肥分期播种观察504S在自然条件下育性动态，自5月1日开始至6月30日结束，每10 d播1期，共7期，从始穗开始，每隔1～2 d取5个株穗镜检。结果表明，504S不育期较长，育性转换明显。7月30日至9月11日镜检花粉败育率为99.8～100.0%。9月14日开始转成可育，表明504S在2011年不育期长达44 d。套袋自交从7月30日开始，至9月16日。其中，9月9日前套袋自交，除8月15日、9月4日自交结实率0.1%外，其余均表现自交不结实。9月14日和9月16日套袋自交结实率为5.56%和14.88%。

2012年在合肥分期播种观察504S在自然条件下育性动态，自5月1日开始至6月30日结束，每10 d播1期共7期，从始穗开始，每隔1～2 d取5个株穗镜检。结果表明，504S不育期较长，育性转换明显。7月30日至9月11日镜检花粉败育率为99.82～100.0%。9月14日开始转成可育，表明504S在2012年不育期长达44 d。套袋自交从7月30日开始，至9月16日。其中，9月9日前套袋自交，除7月30日、9月6日、9月11日自交结实率为0.1%、0.1%、0.24%外，其余均表现自交不结实。9月14日和9月16日套袋自交结实率为6.35%和17.45%。

2013年8月22日，安徽省农作物品种审定委员会组织专家对504S进行田间育性鉴定，随机考查套袋的104个株穗，19 732朵颖花，未发现结实颖花，套袋自交不实率为100.0%；对8月22日抽穗群体102株穗不同穗部进行颖花镜检，510朵颖花，以无花粉败育为主，未发现可育花粉，花粉败育率为100.0%。对田间1 080株种植群体现场考察，农艺性状整齐一致，不育株率达100.0%。

2.2 人工气候箱育性鉴定结果

2013年8月在华中农业大学植物科学技术学院进行人工气候箱育性鉴定试验，结果表明，在日平均23.0℃和光照14.5 h的低温长日照条件下，花粉败育度99.67%，自交结实率0；在日平均25.0℃和光照14.5 h的条件下，花粉败育度99.74%，自交结实率0.0%；在日平均25.0℃和光照12.5 h的条件下，花粉败育度99.77%，自交结实率0；在自然温度和光照长度14.5 h的条件下，花粉不育度100.0%，自交结实率0。说明504S育性转换起点温度低，不育性稳定，花粉败育彻底。

3 特征特性

3.1 农艺性状

504S在合肥种植株高80.0 cm，株型紧凑，平均穗长21.7 cm，每穗总粒数162.5粒，包颈长度6.2 cm，包颈粒数18.7粒，包颈粒率11.5%。单株成穗8～10个，千粒重25.2 g左右，谷粒长形，稃尖无色。剑叶较宽且直立，剑叶较长，长度为34.5 cm，宽度为1.6 cm，叶色较深，分蘖力较强，茎秆较粗。

晴好天气10∶00至11∶00开花，较集中，柱头无色，外露率为51.3%，小面积制种异交结实率可达45.0%。2013年在合肥5月初至5月底播种，播始历期83 d左右，主茎叶片数15.5叶。该不育系穗大、粒多、茎秆较粗，柱头外露率和异交结实率较高，配组优势强。

3.2 稻米品质

2020年8月取样经安徽省稻米及制品检测中心（合肥）测试，504S的糙米率81.2%，精米率70.5%，整精米率58.8%，粒长6.9 mm，长宽比2.8，垩白粒率13.0%，垩白度2.2%，透明度1级，碱消值7.0级，胶稠度66.0 mm，直链淀粉含量14.6%。依据NY/T593-2013《食用稻品种品质》标准，504S稻米品质符合二等食用稻品种品质要求。

3.3 抗性

经多年田间观察，未见白叶枯病、稻瘟病发生。2019年8月安徽省农科院植保所接种鉴定：稻瘟病抗性5级。

4 配组应用

2010—2011年在合肥用504S与自育优良水稻恢复系配组，成熟期取中间5株晒干考种。2012年参加小区（约6.67 m2）鉴定试验，成熟期取中间5株晒干考种，并收割称产。试验结果表明，504S配组优势强，其所配组合表现出株型好、熟期适中、穗型较大、结实率高、产量高、米质优、抽穗期耐热性较强等特点。所配不同组合每穗总粒数188.5～223.0粒，结实率80.3%～87.8%，千粒重25.4～28.7 g。所配优良组合两优5078（审定编号：国审稻20196104）和两优5077（审定编号：国审稻20200023）分别于2019年和2020年通过国家农作物品种审定委员会审定。

4.1 两优5078

两优5078是用504S与R378配组育成的中籼两系杂交水稻新组合。全生育期133.9 d，比对照丰两优4号长0.6 d。株高120.5 cm，穗长24.4 cm，有效穗数18.0万/667 m2，每穗总粒数193.7粒，结实率83.4%，千粒重24.2 g。整精米率62.2%，垩白粒率19%，垩白度2.5%，直链淀粉含量13.2%，胶稠度68 mm，长宽比3.3，达到农业行业标准《食用稻品种品质》三级。稻瘟病综合指数3.3，穗颈瘟损失率最高级3级，白叶枯病5级，褐飞虱7级，抽穗期耐热性3级；中抗稻瘟病，中感白叶枯病，感褐飞虱，抽穗期耐热性较强。

2017年参加长江中下游中籼迟熟区域试验，平均单产655.8 kg/667 m2，比对照丰两优4号增产8.2%；2018年续试，平均单产681.7 kg/667 m2，比对照丰两优4号增产9.5%；2018年参加生产试验，平均单产649.9 kg/667 m2，比对照丰两优4号增产6.1%。

4.2 两优5077

两优5077是用504S与R177配组育成的中籼两系杂交水稻新组合。在长江中下游作一季中稻种植，全生育期133.8 d，比对照丰两优4号早熟0.3 d。株高116.7 cm，穗长26.3 cm，有效穗数17.6万/667 m2，每穗总粒数197.9粒，结实率86.3%，千粒重22.9 g；整精米率67.9%，垩白度0.9%，直链淀粉含量16.3%，胶稠度73 mm，碱消值6.6级，长宽比3.3，达到农业行业标准《食用稻品种品质》二级。稻瘟病综合指数两年分别为4.3、4.0，穗颈瘟损失率最高级7级，感稻瘟病，白叶枯病7级，褐飞虱9级，感白叶枯病，高感褐飞虱，抽穗期耐热性强。

2018年参加长江中下游中籼迟熟组区域试验，平均单产656.36 kg/667 m2，比对照丰两优4号增产6.79%；2019年续试，平均单产693.98 kg/667 m2，比对照丰两优4号增产8.30%；2019年参加生产试验，平均单产647.54 kg，比对照丰两优4号增产6.86%。

5 繁殖技术要点

在海南陵水繁殖，抽穗扬花期在3月中上旬，保证育性不转换。2012年冬在海南省陵水县小面积繁殖，繁殖面积0.011 hm2，12月19日播种，3月12日抽穗，有效穗数15.1万/667 m2，每穗总粒数150.8粒，每穗实粒数65.3粒，千粒重25.4 g，实收单产3 222.0 kg/hm2。表明504S可繁性较好。