王晨，張林，陳琳*

(1 德陽市財政投資評審中心，四川 德陽 618000；2 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南水稻分子生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室，四川 德陽 618000；3 國家水稻改良中心四川瀘州分中心，四川 瀘州 646100)

水稻是四川省第一大糧食作物和口糧作物，常年種植面積200 萬hm2左右，總產(chǎn)1 500 萬t 以上，分別約占全省糧食作物面積和總產(chǎn)的30%和45%[1]。四川省水稻種植模式多樣，品種類型較豐富，以中秈遲熟雜交稻為主。由于中秈遲熟品種灌漿結(jié)實期間高溫寡照，稻米品質(zhì)普遍表現(xiàn)較差。“十二五”期間四川省審定的中秈遲熟品種占總數(shù)的85.5%，優(yōu)質(zhì)稻達標率僅為12.5%[2]。此外，稻瘟病是四川水稻最重要的病害，常年發(fā)生面積為23萬hm2左右[3]。隨著水稻生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對優(yōu)質(zhì)稻谷的需求越來越大。因此，選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和抗病性強的中秈遲熟雜交稻品種，對穩(wěn)定四川水稻產(chǎn)能和滿足人們對優(yōu)質(zhì)稻米的需求至關(guān)重要。

“十三五”期間，四川省共審定中秈遲熟水稻品種82 個。為從整體上了解這批中秈遲熟品種的基本情況和生產(chǎn)潛力，筆者對這些品種的產(chǎn)量及構(gòu)成、稻米品質(zhì)和抗病性等性狀進行分析，并對四川省育成品種的變化和未來品種的突破方向進行探討，以期為四川省新品種的推廣和進一步改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

分析對象為四川省2016—2020 年審定的82 個中秈遲熟水稻品種，數(shù)據(jù)來源于國家水稻數(shù)據(jù)中心的中國水稻品種及其系譜數(shù)據(jù)庫(http://www.ricedata.cn/variety/)，具體見表1。

表1 四川省“十三五”審定的中秈遲熟水稻品種的名稱、產(chǎn)量和米質(zhì)Table 1 Name，yield and grain quality of the registered mid-late indica rice varieties in Sichuan Province during the 13th Five-Year Plan period(2016-2020)

1.2 分析方法

采用Excel 統(tǒng)計軟件和DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對產(chǎn)量、生育期、穗粒結(jié)構(gòu)、稻米品質(zhì)和抗病性等數(shù)據(jù)進行整理和分析。因川康優(yōu)8621 審定公告中沒有長寬比和堊白粒率數(shù)據(jù)，故未對該品種的稻米品質(zhì)指標進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本情況

從品種審定數(shù)量來看，“十三五”期間四川省共審定82 個中秈遲熟水稻品種。其中，2016 年審定7個，2017 年審定8 個，2018 年審定14 個，2019 年審定12 個，2020 年審定41 個。由于2016 年農(nóng)業(yè)部頒發(fā)了新修訂的《主要農(nóng)作物品種審定辦法》，品種審定渠道拓寬，2020 年品種審定數(shù)量呈“井噴”式增長，約為2016 年的6 倍。從品種選育單位來看，科研事業(yè)單位(大學(xué)和科研院所)選育品種33 個，占比40%；科企合作選育37 個，占比45%；企業(yè)自主選育12 個，占比15%?？梢?，科研事業(yè)單位在“十三五”期間仍然是品種選育主體。從品種類型來看，三系雜交稻80 個，常規(guī)稻2 個，沒有兩系雜交稻品種通過審定。三系雜交稻在四川省中秈遲熟組審定品種中一枝獨大。

2.2 稻谷產(chǎn)量

根據(jù)表1、表2，“十三五”期間四川省已審定的82 個中秈遲熟品種區(qū)試產(chǎn)量為8.21～13.2 t/hm2，平均產(chǎn)量為8.92 t/hm2，產(chǎn)量最高的為川農(nóng)優(yōu)657(13.2 t/hm2)，其次是川優(yōu)1098(9.49 t/hm2)，第三是川優(yōu)8621(9.29 t/hm2)。區(qū)試產(chǎn)量的變異系數(shù)為8.14%。與對照(岡優(yōu)725 或宜香優(yōu)2115)相比，82個品種的區(qū)試產(chǎn)量平均增產(chǎn)5.79%，增幅為1.5%～9.32%，增產(chǎn)幅度最大的是川綠優(yōu)470(9.32%)，其次是川綠優(yōu)313(8.88%)，第三為花優(yōu)12(8.11%)。增幅的變異系數(shù)為28.59%。

表2 四川省2016—2020 年審定的中秈遲熟水稻品種產(chǎn)量分析結(jié)果Table 2 Yield Analysis of medium Indica late maturing Rice varieties approved in Sichuan Province from 2016 to 2020

82 個品種在生產(chǎn)試驗中的產(chǎn)量為7.87～11.91 t/hm2，平均產(chǎn)量為8.73 t/hm2，最高的是川農(nóng)優(yōu)657(11.91 t/hm2)，其次是忠香泰苗(11.58 t/hm2)，第三是千鄉(xiāng)優(yōu)5040(9.89 t/hm2)。生產(chǎn)試驗產(chǎn)量變異系數(shù)為7.15%。與對照(岡優(yōu)725 或宜香優(yōu)2115)相比，生產(chǎn)試驗增產(chǎn)0.21%～12.21%，平均增產(chǎn)4.94%，增幅最大的是蓉3 優(yōu)907(12.21%)，其次是瀘優(yōu)0627(11.13%)，第三為得月優(yōu)7727(10.67%)。生產(chǎn)試驗產(chǎn)量增幅的變異系數(shù)為53.72%。

2.3 稻米品質(zhì)

2016—2018 年審定品種的稻米品質(zhì)按照國家標準《優(yōu)質(zhì)稻谷》(GB/T17891-1999)(簡稱“國標”)進行檢測；2019—2020 年審定品種則按行業(yè)標準《食用稻品種品質(zhì)》(NY/T593-2013)(簡稱“部頒”)進行檢測。82 個品種中，達到國標或部頒優(yōu)質(zhì)標準的品種共32 個，占比39.02%。其中，達到國標或部頒2 級標準的有15 個品種，占比18.29%；達到國標或部頒3 級標準的有17 個品種，占比20.73%。

82 個品種稻米品質(zhì)指標分析結(jié)果見表3。品種間堊白度的變異系數(shù)最大，膠稠度變異系數(shù)最??；膠稠度的優(yōu)質(zhì)米達標率最高，堊白性狀的優(yōu)質(zhì)米達標率最低。

表3 “十三五”期間四川省審定的中秈遲熟水稻品種稻米品質(zhì)情況Table 3 Quality of the registered mid-late indica rice varieties in Sichuan Province during the 13th Five-Year Plan period(2016—2020)

稻米品種主要指標間相關(guān)分析表明(表4)，整精米率與堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量呈極顯著負相關(guān)(P＜0.01)；長寬比也與堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量呈極顯著負相關(guān)(P＜0.01)；堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)。因此，高整精米率和長寬比、低堊白粒率和堊白度可能是稻米品質(zhì)最直觀的篩選指標。

表4 稻米品質(zhì)主要指標間的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficient among main quality indexes of rice

2.4 生育期和穗粒結(jié)構(gòu)

從表5 可見，82 個品種的平均生育期為147.7 d，最短的為141.4 d，最長的為166.7 d；平均有效穗數(shù)為207.4 萬/hm2，最高的為249.0 萬/hm2，最低的僅169.5 萬/hm2；平均穗長為25.6 cm，最長的為28.5 cm，最短的僅21.5 cm；平均每穗粒數(shù)為186.3，最多的達219.6，最少的僅158.6；平均結(jié)實率為84.1%，最高的達90.3%，最低的為78.2%；平均千粒質(zhì)量28.7 g，最高的為33.5 g，最低的僅21.8 g。82 個品種生育期的變異系數(shù)為2.1%，穗粒結(jié)構(gòu)性狀變異系數(shù)為3.6%～7.5%。

表5 “十三五”期間四川省審定的中秈遲熟水稻品種生育期和穗粒結(jié)構(gòu)Table 5 Growth period and panicle-grain structure of mid-late indica rice varieties approved in Sichuan Province during the 13th Five-Year Plan period(2016—2020)

相關(guān)分析表明(表6)，產(chǎn)量與生育期呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，與有效穗數(shù)和穗粒數(shù)呈顯著正相關(guān)(P＜0.05)。回歸與通徑分析表明(表7)，生育期、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒質(zhì)量與產(chǎn)量的偏相關(guān)系數(shù)均達極顯著水平(P＜0.01)。根據(jù)各指標對產(chǎn)量的直接貢獻大小排序，依次為有效穗數(shù)、千粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、生育期和結(jié)實率。因此，選擇生育期相對較長的穗粒兼顧型品種更能獲得高產(chǎn)。

表6 產(chǎn)量與生育期和穗粒結(jié)構(gòu)的相關(guān)系數(shù)Table 6 Correlation coefficient of yield with growth period and panicle-grain structure

表7 產(chǎn)量與生育期和穗粒結(jié)構(gòu)的回歸與通徑分析Table 7 Regression and path analysis of yield and growth period and panicle grain structure

2.5 稻瘟病抗性

從表8 可見，82 個品種苗期葉瘟發(fā)病級別最低值的平均值為3.41，變幅為2～5 級；苗期葉瘟級別最高值的平均值為5.89，變幅為4～9 級；穗頸瘟最低值的平均值為4.3，變幅為3～5 級；穗頸瘟最高值的平均值為6.1，變幅為5～7 級。稻瘟病抗性鑒定結(jié)果表明，82 個品種的穗頸瘟級別最高為7 級的品種有44 個，占比53.7%；穗頸瘟級別最高值為5 級的品種有38 個，占比46.3%。82 個品種均為中感及感稻瘟病，無抗或中抗品種。

表8 “十三五”期間四川省審定的中秈遲熟水稻品種稻瘟病抗性Table 8 Rice blast resistance of the registered mid-late indica rice varieties in Sichuan Province during the 13th Five-Year Plan period(2016—2020)

稻瘟病抗性與產(chǎn)量相關(guān)性分析表明(表9)，苗期葉瘟級別最低值、穗頸瘟最低值和穗頸瘟級別最高值均與品種的產(chǎn)量水平呈顯著(P＜0.05)或極顯著(P＜0.01)負相關(guān)。如何協(xié)同提升產(chǎn)量和抗性水平應(yīng)該作為今后的研究重點。

表9 稻瘟病抗性和產(chǎn)量相關(guān)性分析Table 9 Correlation analysis on the yield and rice blast resistances

3 小結(jié)與討論

3.1 “十三五”期間四川省審定品種特點和變化

3.1.1 以企業(yè)為主體的品種科技創(chuàng)新體系尚未形成

林海等[4]認為，2019 年我國通過省級以上審定的水稻品種共1 372 個，企業(yè)參與選育的品種高達80.29%，以企業(yè)為主體的品種科技創(chuàng)新體系已經(jīng)形成。而四川省“十三五”期間審定的82 個中秈遲熟品種中，企業(yè)自主選育的僅占15%。因此，四川省以企業(yè)為主體的品種科技創(chuàng)新體系與全國平均水平還有一定差距，可能是由于四川種業(yè)企業(yè)具有“多、小、散”的特點，自主研發(fā)能力較弱。

3.1.2 產(chǎn)量和品質(zhì)協(xié)同提升明顯

四川省“十二五”(2011—2015)期間審定了80個水稻品種，米質(zhì)達到國標2 級的占5%，達國標3 級的占7.5%，稻瘟病中抗以上品種占3.8%；其中，中秈遲熟品種占總數(shù)的87.5%，平均產(chǎn)量為8.15 t/hm2，比對照增產(chǎn)4.94%[2]。“十三五”(2016—2020)期間四川省審定的82 個中秈遲熟品種，平均產(chǎn)量為8.92 t/hm2，比對照增產(chǎn)5.79%，達到部頒2 級優(yōu)質(zhì)米的占18.29%，達到部頒3 級優(yōu)質(zhì)米的占20.73%；抗性水平均為中感及感稻瘟病。與“十二五”相比，“十三五”期間審定的品種產(chǎn)量和優(yōu)質(zhì)米達標率明顯提高，但抗性水平有所下降。

3.1.3 大穗型品種向穗粒兼顧型品種轉(zhuǎn)變

王志剛等[5]對我國7 個水稻主產(chǎn)省(江蘇、浙江、安徽、四川、湖南、湖北、江西)的中秈水稻區(qū)試中水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的分析發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)量構(gòu)成3 因素中，每穗實粒數(shù)對產(chǎn)量的直接貢獻大于有效穗數(shù)和千粒質(zhì)量，認為每穗實粒數(shù)是提高產(chǎn)量的關(guān)鍵因子，大穗是提高產(chǎn)量的主攻方向。繼周開達院士提出重穗型理論后，大穗品種一直是四川省育種攻關(guān)目標。呂建群等[6]對四川省2008 年之前10 年的中秈遲熟雜交稻品種的分析認為，要達到10 t/hm2的產(chǎn)量目標，有效穗數(shù)要達到255 萬/hm2，穗粒數(shù)需大于180，千粒質(zhì)量則需在25 g 以上。王佳婧等[7]對2016 年四川省水稻區(qū)試中秈晚熟組參試組合的數(shù)據(jù)進行分析，認為適當增加株高和延長生育期是提高產(chǎn)量的重要方法。筆者分析表明，生育期、有效穗數(shù)和穗粒數(shù)與產(chǎn)量顯著或極顯著正相關(guān)，有效穗數(shù)和千粒質(zhì)量對產(chǎn)量的直接貢獻最大。因此，適當延長生育期、提高千粒質(zhì)量和兼顧穗粒結(jié)構(gòu)是提高水稻產(chǎn)量水平的重要途徑。

3.2 品種突破方向

3.2.1 兩系雜交稻的選育

分析發(fā)現(xiàn)，“十三五”期間，四川省沒有兩系雜交稻品種通過審定，三系雜交稻一枝獨大。三系雜交稻一直是四川省主推品種類型。但是，三系雜交稻面臨產(chǎn)量潛力提升較慢、優(yōu)良保持系創(chuàng)制效率較低、雜交稻種子生產(chǎn)成本較高、以及不完全適應(yīng)輕簡化栽培等諸多問題[8]。兩系雜交稻由于不受恢保關(guān)系的制約，親本間的遺傳差異較大，其平均產(chǎn)量比三系雜交稻有較大的提高[9-10]。此外，兩系雜交稻在種子生產(chǎn)成本、抗倒性、米質(zhì)等方面均優(yōu)于三系雜交稻，但四川稻區(qū)兩系雜交稻產(chǎn)量優(yōu)勢并不明顯。因此，突破兩系雜交稻在四川的適應(yīng)性問題可進一步提高四川水稻產(chǎn)量水平、抗倒性和米質(zhì)，同時降低種子生產(chǎn)成本。

3.2.2 低堊白種質(zhì)發(fā)掘和應(yīng)用

堊白是影響四川中秈遲熟品種優(yōu)質(zhì)達標率的關(guān)鍵因素。大量研究[11-15]表明，堊白為復(fù)雜的數(shù)量性狀，受多基因控制，堊白主效基因與其他有利基因存在不利連鎖和互作，而且易受環(huán)境條件影響。水稻灌漿階段如遇到高溫或高濕的情況，堊白度或堊白粒率會明顯增加?！笆濉逼陂g，四川省審定的中秈遲熟品種優(yōu)質(zhì)達標率僅39.02%，低于2019 年全國平均水平53.95%[7]；且其堊白度的變異系數(shù)最大，堊白粒率和堊白度的優(yōu)質(zhì)達標率最低。因此，需要充分挖掘能適應(yīng)四川弱光、高溫、高濕的特殊生態(tài)環(huán)境的低堊白種質(zhì)資源，將其應(yīng)用于育種工作，培育穩(wěn)定性強的低堊白新品種，可進一步提高四川省稻米品質(zhì)。

3.2.3 產(chǎn)量和抗性協(xié)同提升

稻瘟病抗性鑒定結(jié)果是篩選衡量水稻新品種抗性水平的重要數(shù)據(jù)，且四川的抗性審定標準高于國家南方水稻區(qū)試的抗性標準[3]。目前雖已發(fā)現(xiàn)大量抗稻瘟病基因，但大部分基因還未被充分利用，且一些抗性基因和不利基因緊密連鎖[16]?！笆濉逼陂g審定品種的稻瘟病抗性水平均為中感及感稻瘟病，因此，在水稻育種中應(yīng)注重協(xié)同提升水稻品種的產(chǎn)量和稻瘟病抗性。