水稻多基因型種群品種田間抗病豐產(chǎn)試驗(yàn)

張能 張露元 范金嬌 劉斌 余選禮 李曉方 王云月

摘要：【目的】評價(jià)水稻多基因型種群品種在云南省德宏地區(qū)的適應(yīng)性、抗病性和豐產(chǎn)性，為水稻多基因型種群品種在云南的推廣應(yīng)用和豐富云南農(nóng)田農(nóng)業(yè)生物多樣性提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā?015年用尤群6號(hào)、南八糯、多集新15號(hào)、多集新16號(hào)、廣多18號(hào)和廣尤1號(hào)共6個(gè)水稻多基因型種群品種，以單一基因型優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)秈稻品種紅優(yōu)7號(hào)為對照，在云南省秈稻區(qū)德宏州芒市開展田間品種比較試驗(yàn)，通過生育期、抗病性、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量等指標(biāo)對參試品種進(jìn)行綜合評價(jià)?！窘Y(jié)果】多基因型種群品種的田間稻瘟病病情指數(shù)為0.41～2.49，屬于輕發(fā)生和偏輕發(fā)生；稻曲病病情指數(shù)為3.23～7.62，屬于偏輕發(fā)生；田間未發(fā)生白葉枯病。品種群體內(nèi)株高變異系數(shù)較小，介于3.25～4.56，農(nóng)藝性狀一致。參試品種產(chǎn)量為9459.0～10960.5 kg/ha，顯著高于對照品種（P<0.05）。【結(jié)論】供試6個(gè)水稻多基因型種群品種在云南秈稻區(qū)德宏田間整齊度好，農(nóng)藝性狀穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，表現(xiàn)出較好的抗病性、豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性，適宜在云南德宏地區(qū)推廣種植。

關(guān)鍵詞： 水稻；多基因型種群品種；遺傳多樣性；抗病性；豐產(chǎn)性；云南德宏

中圖分類號(hào)： S435.111.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2017）06-1003-06

Field experiment on disease resistance and high yield of rice multi-genotype varieties

Abstract：【Objective】Adaptability， disease resistance and yield of multi-genotype rice varieties in Dehong， Yunnan were evaluated in order to provide reference for promotion of multi-genotype varieties in Yunnan and enrich agricultural biodiversity in Yunnan. 【Method】Multi-genotype rice varieties Youqun 6，Nanbanuo，Duojixin 15，Duojixin 16，Guangduo 18 and Guangyou 1 were chosen to conduct field experiment through the comprehensive evaluating growth period， disease resistance， agronomic traits， yield and other indicators in comparison of single-genotype indica variety Hongyou 7（control） in Mangshi， Dehong， a indica planting area in yunnan. 【Result】The results showed that for Multi-genotype rice varieties， rice blast index was between 0.41-2.49，belonging to light occurrence； false smut index was between 3.23-7.62，belonging to light occurrence. Bacterial blight disease did not occurred in field. The varieties had small variable coefficient（3.25-4.56） on plant height and the agronomic traits were consistent. The grain yields（9459.0-10960.5 kg/ha） of tested varieties were significantly（P<0.05） higher than that of control. 【Conclusion】The six multi-genotype rice varieties show sound field uniformity， stable agronomic characters， strong adaptability， and satisfactory disease resistance， high yield and stability. Therefore， these varieties are suitable for planting in Dehong， Yunnan.

Key words： rice； multi-genotype variety； genetic diversity； disease resistance； high yield； Dehong，Yunnan

0 引言

【研究意義】自綠色革命以來，作物品種在遺傳改良上獲得巨大成就和進(jìn)行少數(shù)單一基因型品種大面積集約化種植的同時(shí)也造成農(nóng)作物品種嚴(yán)重的基因流失（盧寶榮等，2002），一系列問題隨之產(chǎn)生，如病蟲害流行周期縮短、發(fā)生程度嚴(yán)重，化肥、農(nóng)藥大量施用，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化，農(nóng)作物基因資源不斷匱乏，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和世界糧食安全形成了巨大威脅（Kiyosawa，1982；Bonman et al.，1992；盧良恕，1996；戴小楓等，1997；Qualset et al.，1997；Singh，1999）。因此，增加農(nóng)作物遺傳多樣性，培育推廣基因型豐富的作物品種，從源頭上恢復(fù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)遺傳多樣性，對保障糧食安全和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展均具有重大意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】豐富作物遺傳多樣性的研究目前已有很多成功案例，主要分為栽培方式和遺傳育種兩方面。Lammerts van Buerren（2002）研究表明，不同水稻品種混合種植相比凈種在控制病蟲害方面具有顯著效果，不但水稻的單位面積產(chǎn)量得到提高，而且可減少農(nóng)藥和化肥的使用，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。朱有勇等（2004）研究發(fā)現(xiàn)，利用不同水稻品種混合間栽模式可控制稻瘟病。潘鵬亮（2016）研究表明，通過增加農(nóng)田作物多樣性可對多種作物有明顯的增益和控害作用。雖然上述方法有良好的控病和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的效果，但由于不同作物品種本身表現(xiàn)型差異明顯，在生產(chǎn)上不能保持一致，仍然存在較多的局限性，因此很難作為主流產(chǎn)品推廣。近年來，利用多親本聚合雜交方法（Multi-parents advanced generation intercross，MAGIC）培育出的多基因型種群品種在生產(chǎn)和應(yīng)用上突破了這個(gè)難題。多基因型種群品種是通過MAGIC雜交方法創(chuàng)造出許多基因型不同的重組體，形成基礎(chǔ)群體，再選擇基礎(chǔ)群體中各表現(xiàn)型穩(wěn)定一致而基因型不同，符合品種遺傳性、特異性、穩(wěn)定性和一致性“四性”的個(gè)體，然后按照一定的比例相互搭配，最后組建成多基因型種群。該種群品種的遺傳學(xué)基礎(chǔ)是“多因一效”，其最基本的特點(diǎn)是基因型不同而表現(xiàn)型相似，且自身遺傳多樣性非常豐富（李曉方，2012）?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】多基因型種群品種在進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)、市場推廣及提供商品化種子前必須在不同生態(tài)區(qū)對品種進(jìn)行評價(jià)，從而確定種群內(nèi)各基因型是否適應(yīng)新的生態(tài)環(huán)境，表現(xiàn)型是否保持一致，以此獲得更好的產(chǎn)量和穩(wěn)定性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】2015年在云南省德宏地區(qū)開展水稻多基因型種群品種田間比較試驗(yàn)，綜合評價(jià)6個(gè)參試水稻品種的整齊度、適應(yīng)性、抗病性和豐產(chǎn)性，為水稻多基因型種群品種在云南的推廣應(yīng)用和豐富云南農(nóng)田農(nóng)業(yè)生物多樣性提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試材料為6個(gè)水稻多基因型種群品種尤群6號(hào)、南八糯、多集新15號(hào)、多集新16號(hào)、廣多18號(hào)和廣尤1號(hào)，以云南省優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)秈稻紅優(yōu)7號(hào)（單一基因型優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種）為對照品種。6個(gè)供試品種的背景見表1。

以尤群6號(hào)選育為例，其MAGIC雜交過程見圖1（12個(gè)親本分別用字母A～L表示：A-豐矮占、B-多抗578、C-Lemont、D-中二軟占、E-粵泰占、F-多抗580、G-粵華占、H-二八占、I-特秈占13、J-粵香占、K-七桂早、L-多抗583）：將12個(gè)地理遠(yuǎn)緣的親本進(jìn)行3次聚合雜交后，各親本自身高產(chǎn)、抗病的優(yōu)良基因被融入到后代，從第2代開始，采用集團(tuán)選擇法和系譜法將材料相互搭配，第3代以后在廣東、湖北等多個(gè)地區(qū)進(jìn)行穿梭，然后進(jìn)行交叉選擇，以抗病能力、稻米品質(zhì)和產(chǎn)量為指標(biāo)，選取優(yōu)良的穩(wěn)定株系，通過田間種植和室內(nèi)試驗(yàn)綜合觀察植株高度、植株形狀、生育期、外觀品質(zhì)等性狀。為便于相互比較和分析，將品種特征一致或相似的株系放在一起種植，最后根據(jù)要求和育種目標(biāo)，將這些株系彼此組建搭配成品種尤群6號(hào)（由5個(gè)基因型組成）（李曉方，2012）。

1. 2 試驗(yàn)方法

于2015年4～10月在云南德宏芒市（秈稻區(qū)）開展田間比較試驗(yàn)，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，同一方向設(shè)3次重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)，每小區(qū)種植面積13.3 m2，栽插密度16.7 cm×20 cm，每兜插2～3粒谷秧，四周設(shè)3行保護(hù)行。試驗(yàn)施肥水平與德宏當(dāng)?shù)叵嗤?，田間管理如下：按每公頃施復(fù)合肥150.0 kg作底肥，2葉1心期追施尿素60.0 kg，4葉1心期施復(fù)合肥37.5 kg、尿素37.5 kg，移栽前3 d追施尿素60.0 kg；移栽后2～5 d按每公頃撒施50%百螺敵可濕性粉劑30.0 kg，分蘗期、孕穗期用10%吡蟲啉可濕性粉劑225.0 g對水1.2 L噴霧防治稻飛虱和稻葉蟬一次，抽穗揚(yáng)花期用80%殺蟲單粉劑525.0 g對水900.0 mL噴霧防治螟蟲一次。

1. 3 測定項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)期間觀察、記錄不同品種生育期；齊穗期（水稻抽穗80%）調(diào)查小區(qū)水稻植株株高；完熟期對每小區(qū)取3株水稻叢，曬干后進(jìn)行室內(nèi)考種。

于分蘗末期和黃熟期開展稻瘟病、稻曲病和白葉枯病調(diào)查，計(jì)算病害發(fā)病率和病情指數(shù)。稻瘟病調(diào)查參照GB/T 15790-2009 稻瘟病測報(bào)調(diào)查規(guī)范（中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2009），稻曲病、白葉枯病害調(diào)查參照《農(nóng)作物有害生物測報(bào)技術(shù)手冊》（張躍進(jìn)，2006）。

發(fā)病率（%）=發(fā)病株（穗）數(shù)/調(diào)查總株（穗）數(shù)×100

病情指數(shù)=∑（各級(jí)發(fā)病數(shù)×各級(jí)代表值）/調(diào)查總株（葉）數(shù)×最高級(jí)代表值×100

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2007和SPSS 19.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)、多重比較和制作箱圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 參試水稻品種生育期觀察結(jié)果

由表2可知，6個(gè)多基因型種群水稻品種及對照品種在云南德宏地區(qū)的全生育期為132～138 d，其中，多基因型種群品種多集新15號(hào)與對照生育期相同，廣尤1號(hào)和廣多18號(hào)分別比對照早熟1和2 d，南八糯、尤群6號(hào)和多集新16號(hào)比對照分別晚熟1、4和5 d。

2. 2 參試水稻品種田間病害發(fā)生情況

田間病害調(diào)查結(jié)果（表3）表明，參試水稻品種在田間對稻瘟病表現(xiàn)出較好的抗性，田間葉瘟病情指數(shù)均小于3.00，屬于輕發(fā)生，且品種間差異不顯著（P>0.05，下同）；穗頸瘟病情指數(shù)均小于3.00，屬于輕發(fā)生和偏輕發(fā)生，品種間存在差異（P<0.05，下同）。雖然參試品種稻曲病發(fā)病率高于對照品種，但田間仍屬于輕度和中度發(fā)生，病穗率在1.83%～20.44%；各參試品種對稻曲病的抗性存在差異，除多集新15號(hào)品種表現(xiàn)中感外，其余品種表現(xiàn)為抗和中抗。田間調(diào)查未發(fā)現(xiàn)白葉枯病。說明多基因型種群品種在云南德宏田間對稻瘟病、白葉枯病和稻曲病的抗性較好。

2. 3 參試水稻品種產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀測定結(jié)果

調(diào)查結(jié)果（表4）表明，參試水稻品種的千粒重以南八糯最重（30.45 g），為7級(jí)，其余品種中等（20.00～ 30.00 g），為5級(jí)；結(jié)實(shí)率以南八糯最高（81.59%），為7級(jí)，其余品種中等（65.00%～80.0.0%）；單株分蘗數(shù)均小于10.00株，為9級(jí)；穗長中等（20.00～30.00 cm），為5級(jí)；每穗實(shí)粒數(shù)中等（100.00～200.00粒），為5級(jí)，均顯著高于對照，對照品種每穗實(shí)粒數(shù)最少（60.00～ 100.00粒），為3級(jí)；折合公頃產(chǎn)量均顯著高于對照，豐產(chǎn)性好。

株高調(diào)查結(jié)果（表5）表明，參試水稻品種多集新15號(hào)株高中等（90.00～110.00 cm），廣尤1號(hào)、南八糯、廣多18號(hào)、多集新16號(hào)和尤群6號(hào)株高中高（110.00～ 130.00 cm），各參試水稻品種株高排序依次為尤群6號(hào)>多集新16號(hào)>廣多18號(hào)>南八糯>廣尤1號(hào)>多集新15號(hào)；所有參試水稻品種株高均顯著低于對照品種（127.33 cm）。參試品種群體內(nèi)株高變異系數(shù)與對照相當(dāng)，田間整齊度良好，變異系數(shù)排序?yàn)椋簭V多18號(hào)>南八糯>尤群6號(hào)>多集新16號(hào)>多集新15號(hào)>廣尤1號(hào)。

3 討論

Chin和Husin（1982）、Chuke和Bonman（1988）、Mew等（2001）、朱有勇等（2004）研究表明，遺傳多樣性種植技術(shù)因?qū)Σ≡南♂屪韪舻仍?，可有效改變田間稻瘟病菌的群體結(jié)構(gòu)分布，從而增強(qiáng)作物的抗性，達(dá)到控制病害發(fā)生與流行的效果。多基因型種群品種是利用多個(gè)地理遠(yuǎn)緣親本通過聚合雜交的方法培育獲得，本研究該類種群水稻品種在云南德宏表現(xiàn)較好，正是由于親本遺傳材料的背景差異明顯，后代結(jié)合了多個(gè)抗逆、高產(chǎn)等品質(zhì)優(yōu)異的不同基因型，品種本身的遺傳異質(zhì)豐富（唐志明等，2010），從而增強(qiáng)了應(yīng)變未知復(fù)雜環(huán)境的能力，適應(yīng)性更強(qiáng)。其中，2013年多集新1號(hào)，2014年尤群3號(hào)、尤群5號(hào)、尤群6號(hào)、尤群11號(hào)在云南德宏田間試驗(yàn)效果也較好（王聰?shù)龋?016），說明多基因型種群水稻品種具有廣泛的適應(yīng)性和良好的穩(wěn)定性。自2012年以來，已有多集新3號(hào)等多個(gè)水稻品種通過審定，現(xiàn)已進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)一步表明多基因型種群品種在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的認(rèn)可度越來越高（徐超飛等，2014），種群品種的不斷推廣可使農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的均衡性更加豐富，基因型數(shù)量增加，突破現(xiàn)存多樣性技術(shù)存在的局限，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)多樣性得到快速恢復(fù)（李曉方，2012），極大推動(dòng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保障糧食安全（李曉方，2004）。

李曉方等（2005a，2005b，2005c，2008，2013）和劉彥卓等（2006）利用多親本聚合雜交方法不僅在構(gòu)建水稻，還在油菜、花生、棉花等多種農(nóng)作物上取得顯著成效，如2015年在云南開展的油菜多基因型種群品種和組分的田間比較試驗(yàn)，使選育廣適性組分材料有了依據(jù)，也為油菜多基因型種群新品種的構(gòu)建打下基礎(chǔ)。

農(nóng)作物品種植株高度的一致性是作物參加品種審定的基本指標(biāo)，本研究6個(gè)水稻多基因型種群品種群體內(nèi)生育期、株高等農(nóng)藝性狀基本一致，但仍須對其進(jìn)行多年、多點(diǎn)生態(tài)區(qū)測試和研究，以獲得更高的穩(wěn)定性。本研究僅對6個(gè)水稻多基因型種群品種的田間表型進(jìn)行評價(jià)，如能鑒定稻米品質(zhì)，并通過研究與表型相關(guān)的分子機(jī)制和表達(dá)解析種群的適應(yīng)機(jī)理，挖掘多基因抗性互作效應(yīng)機(jī)制，即可建立不同生態(tài)條件下品種適應(yīng)性選擇育種指標(biāo)體系（李曉方，2012），為今后的品種推廣提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果顯示，供試6個(gè)水稻多基因型種群品種尤群6號(hào)、南八糯、多集新15號(hào)、多集新16號(hào)、廣多18號(hào)和廣尤1號(hào)在云南秈稻區(qū)德宏表現(xiàn)出較好的抗病性和優(yōu)良的豐產(chǎn)性，田間稻瘟病、稻曲病和白葉枯病輕發(fā)生到偏輕發(fā)生，種群內(nèi)組分植株田間整齊度好，農(nóng)藝性狀穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，適宜在云南德宏地區(qū)推廣種植。

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（責(zé)任編輯 麻小燕）