水稻育種材料一年四代快速加代繁殖技術(shù)

唐力瓊 王新華 熊懷陽(yáng) 韓義勝 王效寧

（海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所/海南省農(nóng)作物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制海南科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站，海南 海口 571100）

雜交水稻的成功培育大幅提高了水稻產(chǎn)量，為我國(guó)糧食安全做出了突出貢獻(xiàn)。然而，育種周期長(zhǎng)是雜交水稻育種過(guò)程中存在的突出問(wèn)題，其原因在于育種材料的純合穩(wěn)定需要通過(guò)連續(xù)自交多代。

為加快育種進(jìn)程，育種家選擇每年到熱帶地區(qū)進(jìn)行一次水稻異地加代，但此法耗時(shí)長(zhǎng)，工作量大。近年來(lái)，一些學(xué)者也嘗試?yán)脺厥艺{(diào)控水稻快速加代。日本學(xué)者利用溫室調(diào)控和田間系統(tǒng)選擇相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水稻1a 2～3個(gè)世代，先后育成“日本晴”、“豐錦”、“雪光”等多個(gè)著名水稻品種[1,2]。我國(guó)也有一些專(zhuān)家對(duì)水稻進(jìn)行溫室加代研究，主要通過(guò)短日照誘導(dǎo)的方式加快水稻幼穗分化[3,4]，結(jié)合播種方式、溫度、肥水調(diào)控縮短水稻生育期，一般可加1～3代，或2a 4～5代[5,6]。

目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)水稻加代研究不多，一般在北方寒地進(jìn)行，冬季光照不足，進(jìn)行溫室加代需要補(bǔ)光，而在熱帶地區(qū)進(jìn)行溫室加代研究未見(jiàn)報(bào)道。本文總結(jié)了利用海南充足的光照和大棚溫室條件，通過(guò)矮化處理、短日照誘導(dǎo)等進(jìn)一步縮短水稻生育周期的技術(shù)措施，突破實(shí)現(xiàn)1a4代加代瓶頸，對(duì)進(jìn)一步提高育種效率具有重要意義。

1 試驗(yàn)材料

從哥倫比亞國(guó)際熱帶農(nóng)業(yè)研究中心（CIAT）引進(jìn)的基于隱性核不育的水稻輪回選擇群體PCT14，從群體中選擇優(yōu)良單株200份作為試驗(yàn)材料，由海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所提供。

2 技術(shù)措施

2.1 旱直播及密植

將長(zhǎng)寬高為54cm×38cm×4cm的育苗盤(pán)擺放在大棚苗床上，每盆裝10kg過(guò)篩的水稻土。將供試水稻種子點(diǎn)播于育苗盤(pán)中。每個(gè)材料播種300穴，每穴2粒，株行距2cm×3cm或3cm×4cm，播完后用清水澆透，并按照大田用量噴施丁草胺封閉防草。15d后間苗，每穴留1株健壯苗。

2.2 控水、控肥

在水稻整個(gè)生育期，采用噴灌方式保持土壤濕潤(rùn)不積水，干濕交替。不施用化肥，若長(zhǎng)勢(shì)太弱，根據(jù)癥狀適當(dāng)施用少量尿素和磷肥、鉀肥。通過(guò)控水控肥，限制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，加快進(jìn)入生殖生長(zhǎng)。

2.3 控蘗

待幼苗開(kāi)始分蘗時(shí)，每5d修剪分蘗，僅留主莖，防止生長(zhǎng)過(guò)旺。

2.4 控溫

利用設(shè)施大棚排氣扇和通風(fēng)口控制各生育時(shí)期溫度，抽穗揚(yáng)花期溫度控制在30℃左右，其他時(shí)期控制在28～35℃。

2.5 矮化處理

播種后30d，噴施20～30mg/L矮壯素，使水稻植株矮化，限制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。

2.6 短日照誘導(dǎo)

播種后35d，每天用全遮光布進(jìn)行遮光處理，遮光時(shí)間14～16h，連續(xù)遮光15～20d，通過(guò)短日照誘導(dǎo)，促進(jìn)幼穗提早分化。

2.7 收獲

抽穗后20～25d左右收種，對(duì)每個(gè)材料的種子進(jìn)行集團(tuán)混收。

2.8 打破種子休眠

種子收獲后立即曬干，然后用0.5% H2O2處理20h，打破休眠后立即進(jìn)行下一季播種，每季的種植和管理方法同上，可實(shí)現(xiàn)水稻育種材料90d以?xún)?nèi)收獲，達(dá)到一年四代快速加代目的。

3 研究結(jié)果

通過(guò)統(tǒng)計(jì)，通過(guò)以上栽培技術(shù)措施，水稻育種材料植株僅30～50cm高，每株種子量在十幾粒至三十幾粒不等，結(jié)實(shí)率60%～80%，能夠滿(mǎn)足育種要求。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)100d以?xún)?nèi)收獲，各材料生育期基本一致，而田間種植生育期在105～130d，各材料生育期很不一致，相差近20～30d，采用本技術(shù)措施可提前15～35d收獲，大大加快育種進(jìn)程。

按照以上措施，從2014年9月底—2015年10月初，實(shí)現(xiàn)了水稻育種材料4次播種與收獲（如圖1所示實(shí)例），即達(dá)到1a4代加代目的。

圖1 水稻1a4代加代技術(shù)實(shí)例

4 小結(jié)與討論

2個(gè)階段，由于水稻為短日照喜溫作物，其生育期隨著生態(tài)環(huán)境和栽培條件不同而發(fā)生變化。闕更生總結(jié)了溫室加代的主要措施，即密播、高溫、少肥、短日誘導(dǎo)等方式下使水稻材料加代2～3代[5]。王秀萍采用4個(gè)常規(guī)品種在不同梯度短日照處理天數(shù)下均能達(dá)到縮短16～25d效果[4]。尹海慶等研究表明，對(duì)4葉期水稻幼苗進(jìn)行每天8～10h短日照處理30～40d，可使大部分材料抽穗提前至100～120d內(nèi)成熟[3]。本試驗(yàn)在海南光照充足條件下，通過(guò)在溫室大棚進(jìn)行旱直播、密植、控水、控肥、控蘗、控溫等栽培管理，在播種后35d開(kāi)始遮光，每天遮光時(shí)間14～16h，連續(xù)遮光15～20d，并在播種30d噴施20～30mg/L矮壯素，可限制水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，提前水稻幼穗分化，實(shí)現(xiàn)1a4代加代。與文獻(xiàn)研究結(jié)果相比，本研究水稻育種材料生育期進(jìn)一步縮短，原因是探索到促進(jìn)水稻生育期加快的較好栽培條件。

本文以哥倫比亞國(guó)際熱帶農(nóng)業(yè)研究中心（CIAT）引進(jìn)的基于隱性核不育的水稻輪回選擇群體PCT14分離單株為材料，探索了水稻一年四代加代技術(shù)，為進(jìn)一步提高育種效率提供了參考依據(jù)，但水稻生育期因育種材料不同而有差異，不同類(lèi)型、不同地區(qū)的水稻育快速加代技術(shù)有待進(jìn)一步研究。

[1]張啟星，劉國(guó)慶，王秀萍，等.溫室加速水稻世代進(jìn)程研究[J].河北農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，1997(3)：20-25.

[2]樸京姬.寒地水稻利用日光溫室加代技術(shù)及應(yīng)用前景[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，1994(1)：42-43.

[3]尹海慶，王生軒，房志勇，等.水稻集團(tuán)育種溫室加代的方法[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999(9)：11-12.

[4]王秀萍，張啟星.短日照對(duì)粳稻品種抽穗期的影響[J].河北農(nóng)墾科技 ，1994(4)：23-26.

[5]闕更生.水稻育種的世代促進(jìn)法[J].遺傳育種，1986，3(27)：29-30.

[6]李春光，劉華招，李成春.利用現(xiàn)代化溫室進(jìn)行寒地水稻育種加代主要技術(shù)措施[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2007(7)：7.