長粒、抗病雜交水稻恢復(fù)系福恢7076的選育與應(yīng)用

陳麗萍 謝鴻光 吳方喜 羅曦 朱永生，鄭燕梅 林強 蔡秋華 謝華安 張建福

摘要：[目的]福建稻區(qū)稻瘟病多發(fā)，快速高效培育稻瘟病抗性較強的新品系，使其適應(yīng)不斷發(fā)生變異的稻瘟病菌生理小種，從而保持水稻主栽品種的抗瘟性，可為高效培育新品種奠定基礎(chǔ)。[方法]于2008年，對農(nóng)藝性狀優(yōu)良但抗稻瘟病性較弱的強恢復(fù)系（航2號）進(jìn)行EMS（emsmutagenesis，甲基磺酸乙酯）化學(xué)誘變，經(jīng)過多年多點不同生態(tài)區(qū)的定向培育，并結(jié)合抗瘟性鑒定，篩選具有目標(biāo)性狀的新恢復(fù)系。[結(jié)果]于2012年選育出秈型恢復(fù)系?；?076。福恢7076既保持了航2號廣親和性、強恢復(fù)力、高配合力的優(yōu)良特點，同時在品質(zhì)和產(chǎn)量等方面均較航2號有所改善，稻瘟病抗性表現(xiàn)為中抗（MR）。用福恢7076與贛香A配組的雜交水稻新組合贛優(yōu)7076，參加2015-2016年云南省雜交秈稻品種試驗，兩年平均產(chǎn)量為10711.5kg-hm”，比對照品種F優(yōu)498增產(chǎn)3.24%，增產(chǎn)點率68.42%，2017年通過云南省農(nóng)作物品種審定委員會審定（滇審稻2017009）。[結(jié)論]對農(nóng)藝性狀優(yōu)良但抗稻瘟病性較弱的強恢復(fù)系（航2號）進(jìn)行EMS化學(xué)誘變后，經(jīng)過多年多點不同生態(tài)區(qū)的定向培育，再通過在稻瘟病多發(fā)稻區(qū)的篩選，加速了自然選擇的過程，相比于長期的自然選擇，可以更快地獲得即具備親本優(yōu)良性狀又具備稻瘟病抗性的新恢復(fù)系。

關(guān)鍵詞：雜交水稻;恢復(fù)系;?；?076;稻瘟病抗性;選育

中圖分類號：S511

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1008-0384（2020）06-0576-06

0引言

[研究意義]水稻是重要的糧食作物之一，我國2/3以上人口以稻米為主食，水稻生產(chǎn)對于我國糧食安全意義重大。福建稻區(qū)以山區(qū)為主，稻瘟病多發(fā)，且稻瘟病生理小種經(jīng)常發(fā)生變異，主栽品種的稻瘟病抗性容易喪失，易導(dǎo)致大面積暴發(fā)流行，造成水稻嚴(yán)重減產(chǎn)四。實踐證明，在生產(chǎn)上推廣抗瘟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的水稻品種，不僅是水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，還可以減少農(nóng)藥的使用進(jìn)而保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境”。目前，我國水稻新品種審定過程中統(tǒng)一采取抗瘟性一票否決制。因此，培育持久抗稻瘟病新品種一直是育種家追求的目標(biāo)，而培育抗稻瘟病的優(yōu)良恢復(fù)系是選育三系雜交稻優(yōu)良品種的重要基礎(chǔ)。[前人研究進(jìn)展]從國內(nèi)外育種實踐來看，水稻品種產(chǎn)量潛力的提高主要得益于對2個基因資源的利用，一是20世紀(jì)50～60年代發(fā)現(xiàn)的半矮稈基因sd-1，并成功地選育出半矮稈水稻品種，實現(xiàn)了第一次綠色革命”;另一個是20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)的野敗型細(xì)胞質(zhì)不育基因，實現(xiàn)了雜交水稻的三系配套，使具較強雜種優(yōu)勢的三系雜交水稻品種得以推廣，為我國乃至世界糧食增產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn)50。但由于三系法的育種程序和生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，存在選育新組合周期長、效率低等瓶頸。不育系和恢復(fù)系的選擇，是雜交育種中配制強優(yōu)勢雜交組合的關(guān)鍵，而培育恢復(fù)系周期短、成效快”。因此，恢復(fù)系的培育一直以來都是雜交水稻育種研究的主要內(nèi)容。稻瘟病是嚴(yán)重威脅水稻安全生產(chǎn)的主要病害之一，國內(nèi)歷次雜交稻主栽品種更換均與稻瘟病抗性有關(guān)。迄今已報道的稻瘟病抗性基因多達(dá)84個，其中廣譜抗稻瘟病基因就有10個。育種家們不斷嘗試通過誘變、CRISPR/Cas9系統(tǒng)定向改良或聚合多個稻瘟病抗性基因等手段，快速提高原本性狀優(yōu)良但稻瘟病抗性較弱的品種的稻瘟病抗性，目前已有不少成功的例子，如：采用輻射誘變、分子標(biāo)記輔助選擇結(jié)合回交的方法培育出含2個抗稻瘟病基因的兩用系水稻新材料”;利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)對水稻Pita、Pi21和ERF922等稻瘟病基因進(jìn)行定點編輯，獲得的純合三突變體材料的稻瘟病抗性顯著提高";通過雜交、回交及分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)將稻瘟病廣譜抗病基因Pi-1、Pi-2和Pi-33聚合到川恢907中，其田間稻瘟病抗性得到顯著提高”。[本研究切人點]但由于地區(qū)環(huán)境和遺傳背景不司，尤其是在稻瘟病多發(fā)的福建稻區(qū)，提高主栽優(yōu)良品種的稻瘟病抗性仍有待深入研究，也亟待快速選育出更多具有較強稻瘟病抗性的優(yōu)良品系。[擬解決的關(guān)鍵問題]本研究通過將農(nóng)藝性狀優(yōu)良但稻瘟病抗性較弱的恢復(fù)系航2號進(jìn)行EMS化學(xué)誘變，經(jīng)過多年多點不同生態(tài)區(qū)的定向培育，結(jié)合稻瘟病抗性鑒定，探討快速高效獲得增強稻瘟病抗性恢復(fù)系的技術(shù)體系，結(jié)合稻瘟病抗性篩選增強主栽品種的稻瘟病抗性。

1材料與方法

1.1育種親本材料

親本材料航2號是用福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所創(chuàng)制的具有粳稻血緣的秈型強恢復(fù)系明恢86與臺灣引進(jìn)的粳稻臺農(nóng)67雜交后，再與抗稻瘟病恢復(fù)系多系1號復(fù)交育成的強恢復(fù)系。

1.2抗病性鑒定

稻瘟病抗性鑒定為苗期室內(nèi)人工噴霧接菌，發(fā)病調(diào)查時，評價指標(biāo)根據(jù)國標(biāo)稻瘟病測報調(diào)查規(guī)范（GB/T15790-2009）4進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1?；?076的選育過程

2008年晚季，在福州市室溫下用1.0%EMS處理航2號種子16h后充分洗凈，催芽后播種種植Mo代于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所沙縣夏茂育種基地，成熟后混收當(dāng)代種子。2009年春，在海南種植M，代，并從中篩選株型緊湊、劍葉變寬、穗大粒多、莖稈粗壯的單株，進(jìn)行單株收獲。2009年晚季起，連續(xù)多年在福建沙縣、上杭和海南三亞基地等不同生態(tài)條件下進(jìn)行定向培育，并在稻瘟病重病區(qū)進(jìn)行抗瘟性鑒定，選擇抗瘟性強、經(jīng)濟性狀優(yōu)良的單株，

對各入選優(yōu)良株系進(jìn)行測交篩選、逐代穩(wěn)定，至2012年春季篩選到田間編號為K76的材料，表現(xiàn)群體整齊、穗大粒多、落粒性適中、莖稈粗壯、綜合性狀好，且對高配合力不育系龍?zhí)馗、I-32A、谷豐A等多類型不育系恢復(fù)力強、配合力好，所配制組合的雜種優(yōu)勢強。該恢復(fù)系材料定名為?；?076（圖1）。

2.2?；?076與航2號的農(nóng)藝性狀比較

親本材料航2號具有親和性廣，恢復(fù)力強，配合力好，優(yōu)勢強，劍葉挺、瓦等優(yōu)良性狀，但也存在株型偏松散、劍葉偏窄、落粒性差、穗偏小、穗莖偏長等缺點。針對航2號農(nóng)藝性狀上的不足，本研究在新材料育種過程中不僅注重對稻瘟病抗性的篩選，同時也加強對農(nóng)藝性狀的篩選，經(jīng)多年多點的篩選，最終獲得了恢復(fù)系福恢7076，其表現(xiàn)為：株型適中緊湊，穗較長，劍葉寬、平展，穗莖短。對?；?076和航2號成熟期的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了比較。由表1看出，?；?076與主體親本航2號相比，穗長、續(xù)率、粒厚、千粒重等性狀顯著改善，其中：穗長、結(jié)實率、粒厚的差異達(dá)極顯著水平（P《0.01），千粒重差異達(dá)顯著水平（P《0.05），而株高、穗粒數(shù)、粒長和粒寬的差異不顯著。

[2]潘學(xué)賢，程開祿，黃富，等.水稻品種抗稻瘟病性喪失規(guī)律[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，19（5）：536-540.

[3]王豐，柳武革，劉振榮，等.利用分子標(biāo)記輔助選擇聚合Pi-1和fgr基因改良水稻恢復(fù)系[J].雜交水稻，2010，25（S1）：237-244.

[4]XING Y Z， ZHANG Q F. Genetic and molecular bases of rice yield [J]. Anmual Review of Plant Biology， 2010， 61： 421-442.

[5]袁隆平.雜交水稻超高產(chǎn)育種[J].雜交水稻，1997，12（6）：1-6.

[6]謝華安.華南型超級稻育種及其技術(shù)研究進(jìn)展[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，38（5）：714-718.

[7]任光俊，顏龍安，謝華安.三系雜交水稻育種研究的回顧與展望[J].科學(xué)通報，2016，61（35）：3748-3760.

[8]馮代貴，彭國亮，羅慶明，等.水稻品種抗病性變化與稻瘟病菌致病性變異的相關(guān)效應(yīng)研究[J].植物病理學(xué)報，1995，25（2）：184.

[9]吳俊，劉雄倫，戴良英，等.水稻廣譜抗稻瘟病基因研究進(jìn)展[J].生命科學(xué)，2007，19（2）：233-238.

[10]楊勤忠，林菲，馮淑杰，等.水稻稻瘟病抗性基因的分子定位及克隆研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（5）：1601-1615.

[11]吳孝波，馮慧，黃強，等.利用輻射誘變技術(shù)創(chuàng)制抗稻瘟病紫葉兩系水稻新材料[J].四川農(nóng)業(yè)科技，2018（8）：47-49.

[12]徐鵬，王宏，涂燃冉，等.利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)定向改良水稻稻瘟病抗性[J].中國水稻科學(xué)，2019，33（4）：313-322.

[13]王平，向躍武，張志勇，等.抗稻瘟病多基因聚合對川恢907田間抗性的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，25（3）：898-901.

[14]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.稻瘟病測報調(diào)查規(guī)范：GB/T15790-2009[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[15]梁曼玲.水稻抗稻瘟病的遺傳與育種研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，

2005，21（7）：341-345.

[16]趙夏夏，王旭明，許飄，等.水稻稻瘟病抗性研究與展望[J].湖北農(nóng)

業(yè)科學(xué)，2019，58（11）：5-9.

（責(zé)任編輯：楊小萍）

陳麗萍，謝鴻光，吳方喜，等.長粒、抗病雜交水稻恢復(fù)系?；?076的選育與應(yīng)用[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報，2020，35（6）：576-581.