王文忠 盧輝東 蒯陶鵬
摘? ? 要:水稻作為我國主要糧食作物之一,近幾年在選種以及提高產(chǎn)量方面有了重大的技術突破。通過闡述水稻兩系不育系103S選育要點中的制定選育目標、選育方法以及總結過程結果,進一步探究了水稻兩系不育系103S的配組以及應用,從特征、繁殖要點以及配合力方面進行分析,以期為水稻種植業(yè)提供參考。
關鍵詞:水稻;兩系不育系;103S;選育;配組
文章編號:1005-2690(2022)03-0001-03? ? ? ?中國圖書分類號:S511? ? ? ?文獻標志碼:B
水稻是人類賴以生存的種植作物之一,是水生草本植物。作為世界上第一個種植水稻的國家,我國有水稻增產(chǎn)以及選育配種的先進技術。改革開放以來,我國涌現(xiàn)出一大批科研技術人員,引領我國水稻產(chǎn)量和質(zhì)量不斷上升。在發(fā)展不同水稻育系時,應注重其配組選擇和實際應用。
1 水稻兩系不育系103S的選育過程及農(nóng)藝性狀
1.1 103S的選育途徑
對于水稻兩系不育系103S而言,選育途徑方面大致分為3種[1]。第一種是對現(xiàn)有水稻進行改造,改造時需要注意選擇適合改造成不育系的母本和父本。在選擇時,一般要對先前條件進行篩選,要選擇配合力較好且株高比較矮、分蘗能力比較強、米質(zhì)較為優(yōu)良、綜合性狀比較好的不同類型水稻。第二種是將具備高配力的優(yōu)良恢復系進行回交轉育成兩系不育系的水稻。第三種是雜交選育新的兩育不育系。103S是采用1892S作母本、金23B作父本進行雜交,經(jīng)系統(tǒng)選育而成的不育性穩(wěn)定、起點溫度低、異交結實率高、米質(zhì)優(yōu)、配合力強的秈型溫敏型兩系不育系。
2008年冬,安徽新安種業(yè)有限公司在海南采用1892S作母本、金23B作父本進行雜交,獲雜交種子21粒。2009年夏在保山種植F1(20株),混收;同年冬季在海南繁殖F2。2010年在合肥種植F3千株群體,從中選擇株葉形態(tài)好、育性穩(wěn)定的單株,9月割蔸再生。以后每年以2代(海南繁育1代,合肥冷水灌溉或自然低溫再生種植1代)的速度,經(jīng)多年選育,2014年夏在合肥F11代群體育性基本穩(wěn)定,農(nóng)藝性狀趨于一致,將其中編號S103株系定名為103S。
1.2 103S的農(nóng)藝性狀
103S屬秈型兩用核不育系,播始歷期76~97 d;平均株高83.5 cm,株型緊散適中,葉片直立內(nèi)卷;莖稈粗壯、韌性好,抗倒能力強;穎殼綠色,稃尖、柱頭均紫色,谷粒無芒;葉具有長、直、窄、凹、厚的特征,主莖葉片數(shù)12~15葉。分蘗力較強,單株有效穗9~11穗,穗長約24 cm,每穗總穎花數(shù)約135朵,千粒重約22.4 g。不育株率100%,不育度100%,花粉敗育徹底,以典敗為主,不育起點溫度低于23.0 ℃。
經(jīng)安徽省品種審定委員會技術鑒定,103S平均株高86.2 cm;株型松緊適中,分蘗力較強,莖稈較粗壯;劍葉較長、直立,谷粒細長,稃尖和柱頭紫色,千粒重約23.5 g;穗大粒多,平均穗長25 cm,每穗總粒數(shù)180粒左右;一般單株成穗8~9個;米質(zhì)無堊白半透明,外觀米質(zhì)好;后期落色好,不早衰,生長清秀,性狀整體一致。研究資料表明,該不育系5月27日在合肥播種,播始歷期79 d,穩(wěn)定不育期30 d以上,柱頭外露率與異交結實率高,可恢復性好。
1.3 103S的育性表現(xiàn)
2009年3月中旬,103S在海南抽穗開花,表現(xiàn)為雄性不育。
2009年在三亞分期播種103S,從2009年12月2日—2010年2月12日共8期。每期從始穗開始,逢雙日鏡檢。同時套袋10穗,觀察結果為花粉敗育程度為99.97%,套袋自交結實率為0%。
2010年在三亞分期播103S,從2010年12月10日—2011年2月20日共8期。每期從始穗開始,逢雙日鏡檢。同時套袋10穗,觀察結果為花粉敗育程度為99.98%,套袋自交結實率為0%。
1.4 103S的生育特征
103S在海南三亞種植,2011年11月17日播種,2012年2月10日始穗,播始歷期85 d,株高83.5 cm,每穗穎花數(shù)約157朵,千粒重約24 g;在合肥5月20日—
6月20日播種,播始歷期76~88 d。
103S在海南???月13日播種,7月28日始穗,播始歷期76 d;11月17日播種,翌年2月10日始穗,播始歷期85 d。
1.5 103S的開花習性與異交特性
103S開花習性好,晴天9:30開始開花,10:00~11:00為開花高峰期,柱頭總外露率約74%,其中雙邊外露率約43%;穗包穎粒率22.6%,異交結實率30%以上;在海南海口種植柱頭外露率74%,其中雙邊外露率43%;花時早,異交結實率高。
103S不育系1 000株以上群體整齊一致,隨機取樣100株,鏡檢53穗,花粉不育度100%,無花粉型,敗育徹底;隨機檢查套袋69穗,自交結實率為0,不育株率100%。
1.6 稻米品質(zhì)
2010年,經(jīng)原農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心檢測,103S不育系糙米率79.5%,精米率68.9%,整精米率60.1%,粒長6.3 mm,長寬比3.2,堊白粒率10%,堊白度1.0%,透明度1級,堿消值7.0級,膠稠度80 mm,直鏈淀粉含量16.6%,蛋白質(zhì)9.3%。達到優(yōu)質(zhì)二級標準。
1.7 103S的抗逆性
經(jīng)課題組在桃江病圃鑒定:葉瘟5級,穗瘟7級。在瀏陽稻瘟病圃鑒定:苗葉瘟3級,穗瘟5級。稻曲病鑒定:稻曲病3級,苗期耐寒力強,制種黑粉病輕。
1.8 103S起點溫度鑒定結果
2012年委托安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所對103S進行人工光溫育性鑒定。在長日照14.5 h的光照條件下,設立23.0 ℃和自然溫度兩個溫度處理;在短日照12.5 h的光照條件下,設立25.0 ℃溫度處理,抽穗時鏡檢花粉,同時套袋觀察自交結實率。在長日照條件下,23.0 ℃溫度處理時,花粉不育度為100%,自交結實率為0;自然溫度處理時,花粉不育度為100%,自交結實率為0。在短日照12.5 h的光照條件下,25.0 ℃溫度處理時,花粉不育度為100%,自交結實率為0.14%。
1.9 103S的繁殖技術要點
2015—2016年在安徽新安種業(yè)有限公司兩用核不育系繁殖基地低溫水冷灌繁殖試驗。試驗結果表明,在滿足103S育性轉換的低溫環(huán)境條件下,其育性轉換徹底,花藥肥大,散粉正常,自交結實率可達70%以上。
1.10 103S的可繁性表現(xiàn)
2018年12月3日在海南播種103S,繁殖面積0.2 hm2,有效穗18.3萬穗/667 m2,每穗總粒數(shù)127粒,每穗實粒數(shù)73粒,實收780 kg,折合單產(chǎn)260 kg/667 m2。
103S具有不育起點溫度低、繁制產(chǎn)量高、株葉形態(tài)好、配合力強等特點,千粒重大,異交結實率高,能有效提高繁、制的產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本。同時,具有莖稈粗壯、抗倒性強的優(yōu)點,有利于機械化收割。103S育性轉換起點溫度較低,可有效降低制種中發(fā)生育性轉換的風險,亦可保證繁殖的產(chǎn)量與質(zhì)量。
1.11 103S的制種技術要點
103S制種宜安排在北緯23°~25°、海拔低于400 m的地區(qū)。育性敏感期安排在7月15日—8月15日為宜,抽穗揚花期應選擇氣候溫和、雨水很少的時段。為培育壯秧,103S大田用種量約20 kg/hm2,稀播勻播,注意施好斷奶肥和促蘗肥。
由于103S的生育期短,要特別注意母本的早發(fā),要重施基肥、早施追肥。注意噴施“九二○”,抽穗10%時噴施220~250 g/hm2即可。其他有關技術與一般中稻兩用核不育系制種相同。
2 103S配組組合
103S通過與大量的恢復系配組,從中選出豐產(chǎn)性好、品質(zhì)優(yōu)的組合有徽兩優(yōu)661、徽兩優(yōu)98、徽兩優(yōu)晶絲等,介紹如下。
2.1 徽兩優(yōu)661(103S/R661)
恢復系R661是用岳恢9113作母本、R498作父本去雄雜交,在后代的分離群體中采用單株定向選擇、抗性加壓篩選等方法培育而成的早熟高產(chǎn)恢復系。
2014年春季在海南用恢復系R661的多個穩(wěn)定株系與103S測交配組,同年夏季在合肥種植雜種一代,其中編號為4WH661的材料(即岳恢9113/R498的F6)與103S的測交種,5月20日播種,6月10日移栽,8月10日齊穗,9月15日成熟,全生育期115 d,折合單產(chǎn)586.5 kg/667 m2。經(jīng)2020年、2021年篩選試驗,2022年擬報送海南省審定程序。
2.2 徽兩優(yōu)98(103S/R7018)
恢復系R7018是以黃華占/B4114后經(jīng)多代系譜選育成的株葉形態(tài)好、綜合抗性強、熟期轉色好、恢復力強的兩系恢復系。
徽兩優(yōu)98安徽作一稻中稻種植,全生育期約127 d,有效穗16.5萬穗/667 m2,平均穗長24.5 cm,平均每穗總粒數(shù)175.5粒,結實率92.0%以上,千粒重約25 g。2018年在安徽省多點比較試驗中,平均單產(chǎn)636.5 kg/667 m2,比對照五優(yōu)308增產(chǎn)4.1%;2019年在安徽合肥、全椒、廣德等9個試驗點進行品比試驗,平均單產(chǎn)為652.0 kg/667 m2,比對照五優(yōu)308增產(chǎn)3.6%。經(jīng)過兩年品比試驗,2022年擬報送安徽省中秈中早熟組審定程序。
2.3 徽兩優(yōu)晶絲(103S×49占)
恢復系49占是用黃華占與自選多穗型優(yōu)質(zhì)恢復系R58作父本雜交,連續(xù)多年進行系譜定向選育,并通過接種誘發(fā)和稻瘟病區(qū)篩選鑒定,選擇抗病性強、經(jīng)濟性狀優(yōu)良單株,對各入選優(yōu)良株系進行測交篩選和逐代穩(wěn)定。
徽兩優(yōu)晶絲在2017年、2018年的品比試驗中表現(xiàn)突出,于2019年由安徽省糧安水稻科企聯(lián)合體報送審定程序。
2019年續(xù)試,平均單產(chǎn)為633.38 kg/667 m2,居第四位,比CK(II優(yōu)838)增產(chǎn)5.47%(極顯著),10個試點全部增產(chǎn)。全生育期135.1 d,比CK(II優(yōu)838)短1.7 d??剐澡b定:稻瘟病(綜合指數(shù)5.5,MS),稻曲?。ú〖壷笖?shù)5,MS;病穗率8.0%),白葉枯病(病級7,S)。米質(zhì):普通。
2020年續(xù)試平均單產(chǎn)641.47 kg/667 m2,居第三位,比CK1(II優(yōu)838)增產(chǎn)6.08%(顯著),比CK2(豐兩優(yōu)4號)增產(chǎn)5.77%(顯著),10個試點全部增產(chǎn)。全生育期134.8 d。抗性鑒定:稻瘟?。ňC合指數(shù)4.5,MS),稻曲病(病級指數(shù)7,S;病穗率15.0%),白葉枯?。ú〖?,S)。米質(zhì):普通。
徽兩優(yōu)晶絲2022年即將通過安徽省水稻品種審定委員會審定。
3 親本特征
3.1 母本1892S
103S的母本1892S是安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所經(jīng)過6年12季選育的矮稈、柱頭外露率高、配合力廣、抗性好、耐高溫、繁殖產(chǎn)量高、制種容易的水稻光(溫)敏兩系不育系。1892S不育系平均株高62.7 cm,穗長15.8 cm,單株穗數(shù)8.6個,每穗總粒數(shù)136.3粒。可育期平均株高64.0 cm,穗長16.5 cm,千粒重22 g;柱頭紫色,晴好天氣10:40~11:30開花,花時較集中;柱頭外露率87%,其中雙露率46%,2002年制種異交結實率高達62%;半包頸,對“九二〇”較敏感,制種“九二〇”用量為345~450 g/hm2。
稻米品質(zhì):2003年安徽省農(nóng)科院水稻研究所初步分析1892S稻米品質(zhì)結果,米質(zhì)達《優(yōu)質(zhì)稻谷》(GB/T 17891—1999)3級標準;抗性:中抗白葉枯,抗稻瘟病。
3.2 父本金23B
103父本金23B是湖南省常德市農(nóng)科所于1982—1992年轉育而成的中熟早秈優(yōu)質(zhì)不育系。金23B不育系平均株高68 cm,主莖11葉,分蘗力較金23A弱;平均單株有效位7~9個,包頸長度43.4%;平均穗長17.55 cm,每穗總粒數(shù)85粒,千粒重25.5 g;花時早而集中,柱頭外露率高,在施用“九二〇”條件下,柱頭外露率高達90%以上,其中雙外露率70%以上,因而異交結實率和繁殖、制種產(chǎn)量高[2]。
4 103S繁殖要點
4.1 繁殖地區(qū)選擇
由于103S屬于水稻兩系不育系,要選高緯度或較高海拔的地區(qū)培育,通常選在海拔400 m左右的云南保山地區(qū)。
4.2 103S配合力測定
4.2.1 配合力的重要性
配合力又稱結合力和組合力,是指母本和父本等材料相雜交后,其結果表現(xiàn)出的產(chǎn)量和性質(zhì)狀況的度量,也是相對作用的體現(xiàn),是一種主要的度量依據(jù)。配合力表現(xiàn)直接影響后續(xù)品種培育,所以要作適當取舍,一般來說一組測試中,優(yōu)質(zhì)的配合力恢復系在5~10個。
4.2.2 配合力測試方式
常見的配合力測試方法有4種,分別是自交系天然授粉后代的試驗、自交系與同一品種群體頂交后代的試驗、多系天然互交后代試驗、雙列雜交或兩組親本雜交的試驗[3]。
如果配合力較高,配合力的波動方差就會隨之變大,表明此組親本在雜交過程中表現(xiàn)出相對的優(yōu)勢,而對于結合的后代就可以持保留狀態(tài),淘汰相對利用價值小的配合力組合。通過測試估算配合力,可以預見得出雜交組合的情況,也可以了解影響性質(zhì)和狀態(tài)基因遺傳組合結構。
4.3 103S推廣應用的安全技術措施
103S不育起點溫度較低,但制種及繁殖過程中仍應堅持按照兩系不育系的核心種子生產(chǎn)和原種繁殖程序提純繁殖,以防止不育起點溫度漂移,保障兩系制種的安全性。應加強生產(chǎn)用種的繁殖管理,保證親本種子質(zhì)量;應選擇安全的兩系種子生產(chǎn)基地,根據(jù)當?shù)貧庀髼l件確定最佳的播種期。研究探索高產(chǎn)制種技術,可提高制種產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本。
5 結束語
水稻種植在我國有悠久的歷史。從常規(guī)品種的繁殖到三系及兩系技術的應用,都離不開大量科研育種人員孜孜不倦的辛勤工作。優(yōu)良不育系是水稻制種及商品種植的一個先決條件,關系到水稻產(chǎn)量、品質(zhì)等重要指標。
為了滿足人民群眾日益增長的美好生活需要,在提高水稻產(chǎn)量的同時也要兼顧“吃飽”向“吃好”的轉變。103S就是肩負這一使命孕育而生的,希望能從源頭上打破“優(yōu)質(zhì)不高產(chǎn)”這個桎梏,通過該不育系選育出一大批優(yōu)質(zhì)的水稻品種。廣大科研育種人員應堅持目標導向和問題導向相結合,為我國的水稻育種事業(yè)添磚加瓦。同時寄望103S不育系的應用和推廣越來越好,為農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收作出應有的貢獻。
參考文獻:
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