黃道強 周少川 王重榮 李 宏 王志東 周德貴 陳宜波 趙 雷 龔 蓉 潘陽陽
(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術(shù)重點實驗室 廣州510640)
核心種質(zhì), 是指用一定的方法選擇整個種質(zhì)資源的一部分, 以最小的資源數(shù)量和遺傳重復(fù)最大程度地代表整個遺傳資源的多樣性, 而將其他資源作為保留種質(zhì),方便了種質(zhì)資源的保存、評價和利用[1,2]。廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所從一級核心種質(zhì)青六矮 1 號(1986 年)到六級核心種質(zhì)黃華占(2005 年),前后歷經(jīng)19 年時間。 在黃華占基礎(chǔ)上,本團隊又經(jīng)過15 年的努力,目前已經(jīng)育成十一級核心種質(zhì)黃廣太占(2020 年)。 黃廣太占衍生系譜為青六矮1 號(一級核心種質(zhì))→豐青矮 (二級核心種質(zhì))→豐矮占1 號(三級核心種質(zhì))→豐八占(四級核心種質(zhì))→豐華占(五級核心種質(zhì))→黃華占(六級核心種質(zhì))→黃莉占(七級核心種質(zhì))→黃廣占(八級核心種質(zhì))→黃廣油占(九級核心種質(zhì))→黃廣華占2 號(十級核心種質(zhì))→黃廣太占(十一級核心種質(zhì))[6](附圖)。
黃廣太占是廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所以黃廣華占2 號為母本、“黃銀占/豐太絲苗” 為父本雜交育成的早晚兼用型常規(guī)優(yōu)質(zhì)稻新品種,2020 年通過廣東省農(nóng)作物品種審定委員會審定(審定編號:粵審稻20200056)。 黃廣太占豐產(chǎn)性突出,2 年廣東省晚造區(qū)試產(chǎn)量比對照種粵晶絲苗2 號分別增產(chǎn)10.75%、12.12%, 增產(chǎn)均極顯著, 增產(chǎn)點比例均為100%;生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量8 428.35 kg/hm2,創(chuàng)廣東省常規(guī)優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)量的新高, 比對照種粵晶絲苗2 號增產(chǎn)14.33%。 抗稻瘟病,米質(zhì)鑒定為部標(biāo)優(yōu)質(zhì)1 級。 植株較矮,株高96.0~101.6 cm,抗倒力強。
附圖 黃廣太占衍生系譜
母本黃廣華占2 號、父本“黃銀占/豐太絲苗”,均為廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育的優(yōu)質(zhì)水稻品種(材料)。 黃廣華占2 號由黃廣油占和豐粵華占雜交育成,2018 年通過廣東省農(nóng)作物品種審定委員會審定,抗稻瘟病、中感白葉枯病,豐產(chǎn)性突出,2019 年在華南早秈國家區(qū)試初試中平均產(chǎn)量7 669.05 kg/hm2,比對照天優(yōu)華占增產(chǎn)2.28%, 米質(zhì)為部標(biāo)優(yōu)質(zhì)2 級。“黃銀占/豐太絲苗”是由黃銀占和豐太絲苗雜交育成的中間材料,矮稈、抗倒力強、米質(zhì)好。
采用系譜法選育。 2014 年早造F1代,種植12 株,種子全收。 2014 年晚造 F2代,種植 1 000 株左右,田間編號“5051”,入選 18 株。 2015 年早造 F3代,每個株系種植70 株,田間編號“653 區(qū)”,白葉枯病Ⅳ型菌接種鑒定為3~5 級,稻瘟病自然誘發(fā)鑒定為0 級,入選 1 株。 2015 年晚造 F4代,每個株系種植 70 株,田間編號“凡 3530 區(qū)”,白葉枯病鑒定為 3~5 級,稻瘟病自然誘發(fā)鑒定為0 級,表現(xiàn)矮稈、穗大、熟色好,入選 2 株。 2016 年早造,F(xiàn)5代,每個株系種植 300 株,田間編號 “凡35 區(qū)”, 白葉枯病IV 型菌接種鑒定3~5 級,稻瘟病自然誘發(fā)鑒定為0 級,入選2 株,全收。2016 年晚造F6代,每個株系種植300 株,田間編號“凡23 區(qū)”,全收,2017 年晚造參加水稻所品比試驗。
黃廣太占豐產(chǎn)性能突出,在2017 年晚造廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻所常規(guī)稻品比試驗中, 優(yōu)質(zhì)稻綜合量化評分為85.80 分,列首位,超高產(chǎn)稻綜合量化評分為 87.20 分,列首位。 產(chǎn)量 7 043.70 kg/hm2,比對照種粵晶絲苗2 號增產(chǎn)19.83%,增產(chǎn)極顯著。
2018 年、2019 年晚造參加廣東省區(qū)試, 平均產(chǎn)量分別為 6 928.50 kg/hm2、8 036.85 kg/hm2,比對照種粵晶絲苗2 號分別增產(chǎn)10.75%、12.12%,增產(chǎn)均達(dá)極顯著水平,增產(chǎn)點比例均為100%。 2019 年晚造參加省生產(chǎn)試驗,平均產(chǎn)量8 428.35 kg/hm2,比對照種粵晶絲苗 2 號增產(chǎn) 14.33%。 日產(chǎn)量 4.02~4.74 kg。
黃廣太占為感溫型常規(guī)稻品種。 晚造全生育期113~115 d,與對照種粵晶絲苗2 號相當(dāng)。 株型中集,分蘗力中等, 抗倒力強, 耐寒性中強。 株高96.0~101.6 cm, 穗長 21.3~21.5 cm, 畝有效穗 16.4 萬~17.6 萬穗, 每穗總粒數(shù) 139~155 粒, 結(jié)實率 85.2%~86.2%,千粒重 24.4~25.6 g。
抗稻瘟病,全群抗性頻率為85.7%~87.9%,對中B 群、 中 C 群的抗性頻率分別為 84.2%~85.0%和50.0%~100.0%, 病圃鑒定葉瘟 1.2~2.0 級、 穗瘟 2.2 級(單點最高5 級);中感白葉枯?。á粜途?5 級,Ⅴ型菌 5~7 級)。
米質(zhì)鑒定為部標(biāo)優(yōu)質(zhì) 1 級, 糙米率 81.3%~82.4%,整精米率61.8%~64.1%,堊白度0.3%~0.8%,透明度 1 級,堿消值 7 級,膠稠度 66~70 mm,直鏈淀粉 16.7%~17.5%,長寬比 3.0~3.1。
各級核心種質(zhì)部分性狀表現(xiàn)見附表。
六級核心種質(zhì)黃華占的育成是水稻核心種質(zhì)育種理論取得顯著成效的重要標(biāo)志。 黃華占在2003 年、2004 年早季廣東省區(qū)試中產(chǎn)量平均7 025.70 kg/hm2,比對照粵香占增產(chǎn)2.12%,2004 年早季廣東省生產(chǎn)試驗產(chǎn)量 7 197.20 kg/hm2, 比對照種粵香占增產(chǎn)0.67%。 廣東省商品糧定級米質(zhì)為早季特二級、晚造國標(biāo)1 級,出糙率80.1%,整精米率69.5%,堊白粒率7%, 堊白度 0.9%, 直鏈淀粉含量 17.3%, 膠稠度85 mm,粒型3.4??沟疚敛?、抗白葉枯病。主要農(nóng)藝性狀: 全生育期 129 d, 比粵香占遲熟 4 d, 畝有效穗21.4 萬穗,株高102.8 cm,穗長21.0 cm,平均每穗總粒118.3 粒,結(jié)實率80.5%,千粒重22.2 g。 黃華占目前已通過9 省審定或引種許可,先后成為廣東省、湖北省、湖南省、江西省的農(nóng)業(yè)主導(dǎo)品種,重慶、湖北省、 陜西省區(qū)試對照種, 至2017 年累計推廣面積834.25 萬 hm2,創(chuàng)社會經(jīng)濟效益 321.94 億元。 黃華占在9 個省的區(qū)試中, 比雜交稻對照平均增產(chǎn)5.41%,比常規(guī)稻對照平均增產(chǎn)12.99%, 品質(zhì)達(dá)國標(biāo)優(yōu)質(zhì)稻一級,真正實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆與廣適性的高度統(tǒng)一。 黃華占在南方稻區(qū)的大面積推廣,客觀上推動了我國水稻產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型,“高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)” 的問題逐步得到了解決[4,6]。
七級核心種質(zhì)黃莉占 (審定編號: 粵審稻2008001)在2005 年、2006 年晚造廣東省區(qū)試中產(chǎn)量平均6 722.90 kg/hm2,比對照種粳秈89 增產(chǎn)5.75%,2006 年晚造生產(chǎn)試驗產(chǎn)量6 957.90 kg/hm2, 比對照種粳秈89 增產(chǎn)3.03%。 米質(zhì)達(dá)國標(biāo)、省標(biāo)優(yōu)質(zhì)二級,整精米率70.7%,堊白粒率8%,堊白度1%,直鏈淀粉含量16.5%,膠稠度76 mm,食味品質(zhì)分81 分。 高抗稻瘟病,中抗白葉枯?。? 級)。主要農(nóng)藝性狀指標(biāo):晚造平均全生育期 109~114 d, 株高 99.5~103.9 cm,穗長 20.4~21.4 cm, 畝有效穗 18.6 萬~19.1 萬穗,每穗總粒數(shù) 135.3~140.0 粒, 結(jié)實率 81.2%~84.1%,千粒重 21.7~22.1 g[3]。
八級核心種質(zhì)黃廣占 (審定編號: 粵審稻2010002)在2008 年、2009 年早造廣東省區(qū)試中平均產(chǎn)量 6 860.60 kg/hm2, 比對照種優(yōu)優(yōu) 128 增產(chǎn)1.91%,2009 年早造生產(chǎn)試驗產(chǎn)量7 999.50 kg/hm2,比對照種優(yōu)優(yōu)128 增產(chǎn)10.96%。 早造米質(zhì)未達(dá)國標(biāo)等級, 主要理化指標(biāo): 整精米率62.4%, 堊白粒率58%,堊白度19.8%,直鏈淀粉15.9%,膠稠度70 mm,食味品質(zhì)分 75 分。 抗稻瘟病、抗白葉枯?。? 級)。 主要農(nóng)藝性狀指標(biāo): 早造平均全生育期130~136 d,株高 103.7~105.1 cm, 穗長 19.3~21.5 cm, 畝有效穗19.1 萬~19.7 萬穗,每穗總粒數(shù) 122~145 粒,結(jié)實率81.8%~87.4%,千粒重 21.9~22.8 g[5]。
九級核心種質(zhì)黃廣油占 (審定編號: 粵審稻2013001)2011 年 、2012 年 早 造 廣 東 省 區(qū) 試 平 均 產(chǎn)量7 295.50 kg/hm2, 比對照種玉香油占增產(chǎn)4.46%,2012 年早造生產(chǎn)試驗產(chǎn)量8 207.10 kg/hm2, 比對照種玉香油占增產(chǎn)11.82%。早造米質(zhì)未達(dá)國標(biāo),晚造達(dá)國標(biāo)優(yōu)質(zhì)2 級,整精米率69.6%,長寬比3.4,堊白粒率 11%, 堊白度 1.3%, 膠稠度 81 mm, 直鏈淀粉18.8%,食味品質(zhì)83 分。 高抗稻瘟病、中感白葉枯?。↖V 型菌 3~5 級,V 型菌 7 級)。 主要農(nóng)藝性狀指標(biāo):早造平均全生育期128~132 d,株高107.7~110.1 cm,穗長 21.4~22.0 cm,畝有效穗 17.6 萬~18.3 萬穗,每穗總粒數(shù) 133~144 粒, 結(jié)實率 84.9%~87.2%, 千粒重24.5~24.6 g。
十級核心種質(zhì)黃廣華占2 號(審定編號:粵審稻20180001) 在 2016 年、2017 年早造廣東省區(qū)試中平均產(chǎn)量為7 249.70 kg/hm2, 比對照種玉香油占增產(chǎn)7.44%,2017 年早造生產(chǎn)試驗產(chǎn)量7 342.50 kg/hm2,比對照種玉香油占增產(chǎn)8.79%。米質(zhì)鑒定達(dá)省標(biāo)優(yōu)質(zhì)三級,2019 年早造國家華南早秈組區(qū)試鑒定達(dá)部標(biāo)優(yōu)質(zhì)2 級,糙米率83.1%,精米率75.1%,整精米率64.3%,粒長6.4 mm,長寬比2.9,堊白粒率13%,堊白度1.0%,透明度2 級,堿消值6.7 級,膠稠度77 mm,直鏈淀粉含量15.9%,綜合評級為優(yōu)質(zhì)2 級。 抗稻瘟病,中感白葉枯病(Ⅳ型菌 5 級,V 型菌 7~9 級)。 主要農(nóng)藝性狀指標(biāo): 早造平均全生育期127 d, 株高109.8~111.0 cm,穗長 22.0~22.7 cm,畝有效穗 16.7 萬~17.0 萬穗, 每穗總粒數(shù) 159~161 粒, 結(jié)實率 83.5%~85.5%,千粒重 24.2~24.7 g[7]。
對六級核心種質(zhì)黃華占到十一級核心種質(zhì)黃廣太占的區(qū)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn), 經(jīng)過15 年的連續(xù)改良,6 個品種保持中等直鏈淀粉含量, 膠稠度70 mm以上,稻米品質(zhì)基本保持不變;黃莉占、黃廣油占高抗稻瘟病,黃華占、黃廣占、黃廣華占2 號、黃廣太占抗稻瘟病,稻瘟病抗性基本保持不變。 黃華占畝有效穗21.4 萬穗, 平均每穗總粒118.3 粒, 是穗數(shù)型品種;黃廣華占2 號畝有效穗16.9 萬穗,平均每穗總粒160 粒,黃廣太占畝有效穗17 萬穗,平均每穗總粒數(shù)147 粒,是大穗型品種;黃莉占、黃廣占、黃廣油占則為中間類型品種。 黃華占、黃莉占、黃廣占區(qū)試產(chǎn)量在 6 722.90~7 025.90 kg/hm2之間, 千粒重在 21.9~22.7 g 之間;黃廣油占、黃廣華占2 號、黃廣太占區(qū)試產(chǎn)量提高到 7 249.70~7 482.97 kg/hm2之間, 而千粒重提高到24.5~25 g 之間。 黃廣太占的生產(chǎn)試驗產(chǎn)量更是達(dá)到8 428.40 kg/hm2,創(chuàng)廣東省常規(guī)優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)量的新高。 因此,通過篩選確定優(yōu)良種質(zhì),以其中少數(shù)資源作為核心親本,根據(jù)育種目標(biāo)配置組合,充分利用有利基因群的累加、重組和交換,進(jìn)而創(chuàng)造出新的核心種質(zhì);通過補充新的基因資源,逐步升級、置換成新一輪的核心種質(zhì), 直至選育出全面符合育種目標(biāo)的核心種質(zhì)。 該過程不僅要突出新品種的改良特性, 更要最大限度地保留上幾級核心種質(zhì)的有利基因群。 水稻核心種質(zhì)育種理論可以高效地利用核心種質(zhì)的兼容性和可塑性, 統(tǒng)籌常規(guī)育種和現(xiàn)代技術(shù)體系培育優(yōu)良新品種[6]。
附表 六級核心種質(zhì)黃華占到十一級核心種質(zhì)黃廣太占的部分性狀