广适籼型两系不育系7011S 的选育与应用
2023-02-19从夕汉阮新民施伏芝杜弘杨罗彦长罗玉祥罗志祥
从夕汉 阮新民 施伏芝 杜弘杨 罗彦长 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;*通信作者:lzx6176@126.com)
两系法杂交水稻于1995 年研究成功并投入应用,光温敏雄性不育系是两系法杂交水稻的基础[1-3]。光温敏不育系是由核基因控制的雄性不育系,不受细胞质恢保关系制约,育性转换受光温条件的影响,一系两用,配组更加自由,可更快选育出强优势杂交组合,已成为水稻杂种优势利用的主要途径[4]。选育具备株型好、不育起点温度低、异交结实率高、配合力高等特性的优质光温敏核不育系是当前两系杂交水稻育种的基础[5-7]。
7011S 系安徽省农业科学院水稻研究所以生产上抗倒性好的籼型温敏核不育系1892S 为母本,与抗稻瘟病材料谷梅4 号杂交、自交,在安徽合肥和海南陵水经5 年7 代穿梭选育成的优质籼型温敏核不育系,2019 年8 月通过安徽省农作物品种审定委员会组织的专家现场技术鉴定。7011S 配合力强,所配组合表现出生育期适中、熟相好、穗型较大、结实率高、优势较强、米质优及广适性等特点。以7011S 配组培育的中籼两系杂交水稻新组合两优7002 分别于2020 年和2021年参加长江中下游中籼迟熟区域试验和生产试验,均表现出优质、高产、抗逆等特性,于2022 年通过国家农作物品种审定委员会审定。7011S 的创制为两系杂交水稻提供了一个广适、高配合力优异亲本。
1 选育过程
2012 年冬季在海南陵水以1892S 为母本与抗稻瘟病材料谷梅4 号杂交,获得杂种F1代种子19 粒。2013年夏季在安徽合肥种植F1代种子,栽1 行6 株,自交结实混收种子30 g。2014 年夏季在合肥种植F2群体约600 株,选择综合性状优良的不育株15 株,再生自交结实留种。2014 年冬在陵水种植F3,种植株行15 个×22 株,入选单株11 个。2015 年夏在合肥种植F4,种植株行11 个×22 株,选优良株行8 个,收单株8 个。2015年冬在陵水种植F5,种植株行8 个×22 株,选优良株行1 个,收单株4 个。2016 年夏在合肥种植F6,种植株行4 个,选优良株行1 个,选单株4 个。2016 年冬在陵水种植F7,建立株系圃种株行4 个,选优良纯化株系1个,性状基本稳定,定名为7011S。2017 年夏季在合肥用7011S 与自选恢复系广泛测交配组。2017 年冬季在陵水繁殖原原种。2018 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。2019 年7011S 通过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
2016 年在合肥种植1 100 株,8 月1 日、8 日分别取100 株进行花粉镜检,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5 日调查自交结实情况,均不结实。
2017 年在合肥分期播种观察7011S 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 d 取5 个株穗镜检。结果表明,7011S 不育期较长,育性转换明显。8 月1 日至9 月11 日镜检花粉败育率为99.6~100%。9 月14 日开始转成可育,表明7011S 在2017 年不育期长达42 d。套袋自交从8 月1 日开始,至9 月16 日。其中,9 月11 日前套袋自交,除9 月11 日自交结实率达0.4%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4.5%和20.8%。
2018 年在合肥分期播种观察7011S 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,7011S 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%。9 月14 日开始转成可育,表明7011S 在2018 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9 月4 日、9 月9 日自交结实率达0.2%和0.4%外,其余均表现自交不结实。9 月14日和9 月16 日套袋自交结实率分别为6.5%和17.0%。
2019 年8 月19 日,安徽省农作物品种审定委员会组织专家对7011S 进行田间育性鉴定,随机考查套袋的104 个株穗,22 774 朵颖花,发现结实颖花9 朵,套袋自交不实率为99.96%;对6 月1 日播种、8 月19 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,发现可育花粉3 粒,花粉败育率为99.98%。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100.0%。
2.2 自动控温冷水池育性鉴定结果
2019 年8 月在安徽省农业科学院水稻研究所进行自动控温冷水池育性鉴定结果表明,在日平均温度23.5 ℃、光照14.5 h 的低温长日照条件下,花粉不育度100.0%,自交结实率0.0%;在日平均温度25.0 ℃、光照12.5 h 的条件下,花粉败育度100.0%,自交结实率0.0%;在自然温度、光照14.5 h 的条件下,花粉不育度100.0%,自交结实率0.0%。说明7011S 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
7011S 在合肥种植株高86.6 cm,平均穗长24.0 cm,每穗总粒数185.5 粒,包颈粒数16 粒,包颈粒率8.6%;单株成穗8~10 个,千粒重23.8 g 左右,谷粒长形,稃尖无色,剑叶直、内卷、稍长,剑叶长28.0 cm、宽1.7 cm,剑叶角度21°,叶色较深,株型紧凑,茎秆较粗,抗倒性好。
开花较集中,晴好天气9∶30—11∶00 开花,柱头无色,外露率52.0%,小面积制种异交结实率可达40.0%。2017 年在合肥5 月初至5 月底播种,播始历期72~79 d,主茎叶片数14.0~14.7 叶。该不育系穗大、粒多、茎秆较粗,柱头外露率和异交结实率高,广适性和配组优势强。
3.2 稻米品质
2021 年1 月取样经安徽省稻米及制品检测中心(合肥)测试,7011S 糙米率81.1%,精米率73.5%,整精米率58.5%,粒长6.3 mm,长宽比3.0,垩白粒率11.0%,垩白度2.0%,透明度2 级,碱消值5.0 级,胶稠度88.0 mm,直链淀粉含量21.3%。
3.3 抗性
经多年田间观察,未见白叶枯病、稻瘟病发生。2020 年8 月据安徽省农业科学院植物保护研究所接种鉴定,7011S 稻瘟病抗性5 级。
4 配组应用
2017 年在合肥用7011S 与自育的优良水稻恢复系配组,成熟期取中间5 株晒干考种。2018 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,并收割测产。结果表明,7011S 配组优势强,其所配组合均表现出生育期适中、熟相和株型好、穗型较大、结实率高、产量高、米质优、抗病抗逆性好等特点。所配组合每穗总粒数183.7~242.0 粒,结实率82.3%~93.8%,千粒重25.2~28.4 g。其中,所配优良组合两优7002 于2022 年通过国家农作物品种审定委员会审定(审定编号:国审稻20220013)。
两优7002 是用7011S 与R202 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131.1 d,比对照丰两优4 号早熟3.5 d。株高117.6 cm,穗长23.2 cm,有效穗数16.7 万/667 m2,每穗总粒数198.7 粒,结实率85.5%,千粒重24.4 g。糙米率80.9%,整精米率65.0%,粒长6.6 mm,长宽比3.2,垩白度0.7%,透明度1 级,碱消值6.8 级,胶稠度75 mm,直链淀粉含量16.1%,达到NY/T593—2013《食用稻品种品质》优质2 级标准。稻瘟病综合指数3.7~3.8,穗颈瘟损失率最高级7 级,感稻瘟病。
2020 年参加长江中下游中籼迟熟组区域试验,平均单产635.4 kg/667 m2,比对照增产9.0%;2021 年续试,平均单产666.4 kg/667 m2,比对照增产7.9%;2021年生产试验,平均单产694.40 kg/667 m2,比对照增产6.4%。
5 繁殖技术要点
在海南陵水繁殖,一般在11 月下旬播种,抽穗扬花期在3 月中上旬,保证育性不转换。2017 年冬在海南陵水进行小面积繁殖,繁殖面积130 m2,12 月15 日播种,次年3 月8 日抽穗,有效穗数232.5 万/hm2,每穗总粒数143.0 粒,每穗实粒数71.5 粒,千粒重23.8 g,实收单产3.03 t/hm2。表明7011S 可繁性较好。