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        長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合特性分析

        2023-05-29 06:17:16鄧飛陸愛國周建霞王孔儉
        中國稻米 2023年3期
        關(guān)鍵詞:兩系稻區(qū)中熟

        鄧飛 陸愛國 周建霞 王孔儉

        (金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,浙江 金華 321051;第一作者:df0209@163.com;*通訊作者:wangkongjian@163.com)

        水稻是我國主要糧食作物之一。長江中下游稻區(qū)是我國水稻主產(chǎn)區(qū)及秈型雜交稻的主栽區(qū)[1],水稻種植面積和總產(chǎn)量占全國的45%~50%。其中,該稻區(qū)的雙季早秈稻常年播種面積約340 萬hm2,占該稻區(qū)水稻播種面積的28%[2]。自1973 年發(fā)現(xiàn)并育成首個粳型光敏兩用核不育系農(nóng)墾58S 及1987 年發(fā)現(xiàn)并育成首個秈型溫敏兩用核不育系安農(nóng)S-1 以來,長江中下游稻區(qū)兩系雜交早稻育種取得較大進(jìn)展[3-8],為保障國家糧食安全作出了卓越貢獻(xiàn)。筆者對2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性以及推廣面積等進(jìn)行分析,以期為育種工作者提供有益借鑒。

        1 材料與方法

        1.1 數(shù)據(jù)來源

        數(shù)據(jù)來源于國家水稻數(shù)據(jù)中心“中國水稻品種及其系譜數(shù)據(jù)庫”(http://www.ricedata.cn/variety/)[9]。

        1.2 分析方法

        在數(shù)據(jù)庫中收集2003—2022 年通過國家審定的長江中下游稻區(qū)兩系雜交早稻組合的全生育期、株高、產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、推廣面積等相關(guān)數(shù)據(jù),并進(jìn)行統(tǒng)計分析。根據(jù)審定公告,長江中下游稻區(qū)早稻分為早中熟類型區(qū)和遲熟類型區(qū),早中熟類型區(qū)包括江西省、湖南省、湖北省、安徽省和浙江省的雙季稻區(qū),遲熟類型區(qū)包括江西省中南部、湖南省中南部、廣西桂北、福建省北部和浙江省中南部的雙季稻區(qū)[10]。產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成分析時以類型區(qū)內(nèi)對照品種的更迭進(jìn)行分組;稻米主要品質(zhì)指標(biāo)評價參照GB/T 17891-2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》和NY/T 593-2021《食用稻品種品質(zhì)》,將整精米率、堊白度、膠稠度和直鏈淀粉含量等主要品質(zhì)指標(biāo)均達(dá)3 級以上(含3 級)標(biāo)準(zhǔn)的組合數(shù)占通過審定組合總數(shù)的百分率作為優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel 2007 和DPS7.05 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合基本情況

        由表1 可見,截至2022 年底,長江中下游稻區(qū)通過國家審定兩系雜交早稻組合共46 個,其中,早中熟類型26 個、遲熟類型20 個。早中熟類型2003—2010年審定組合10 個,2012—2014 年審定組合7 個,2016—2021 年審定組合9 個。遲熟類型2004—2014 年審定組合11 個,2016—2022 年審定組合9 個。從審定渠道來看,南方稻區(qū)國家區(qū)試審定組合37 個,綠色通道審定組合6 個,聯(lián)合體試驗(yàn)渠道審定組合3 個。其中,早中熟類型2019—2022 年審定組合均為綠色通道和聯(lián)合體試驗(yàn)渠道審定。表明綠色通道和聯(lián)合體試驗(yàn)渠道已逐步成為長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合的主要審定渠道。審定組合陸兩優(yōu)819、陵兩優(yōu)268和兩優(yōu)6 號分別于2009、2011 和2014 年被原農(nóng)業(yè)部認(rèn)定為超級稻品種。

        表1 2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合

        2.2 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合系譜分析

        由表2 可知,46 個組合由15 個不育系配組育成,其中1 個不育系來源不詳。由株1S 及其衍生不育系配組育成的組合29 個,占比63.04%。其中,株1S 配組育成的組合11 個,衍生不育系湘陵628S 配組育成的組合7 個,衍生不育系湘陵750S 配組育成的組合4 個,衍生不育系華煜4127S 和錦4128S 配組育成的組合均為2 個,衍生不育系潭農(nóng)S、惠S 和啟元S 配組育成的組合均為1 個。由HD9802S 配組育成的組合6 個,占比13.04%。由陸18S 及其衍生不育系配組育成的組合6 個,占比13.04%。由安農(nóng)S-1 衍生不育系810S 和準(zhǔn)S 配組育成的組合均為1 個。由株1S 和安農(nóng)S-1 衍生不育系KT27S 配組育成的組合2 個,占比4.35%。由KT72S 配組育成的組合1 個。

        表2 2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合不育系系譜分析

        審定組合恢復(fù)系系譜分析表明,46 個組合由40個恢復(fù)系配組育成。其中,由中早22 配組的組合5 個。

        2.3 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合選育主體分析

        從組合選育主體統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,企業(yè)是長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合選育的主要力量。由企業(yè)參與育成的組合36 個,占比78.26%。其中,由企業(yè)單獨(dú)育成的組合19 個,企業(yè)與科研單位聯(lián)合育成的組合11 個,企業(yè)聯(lián)合育成的組合4 個,企業(yè)與教學(xué)單位聯(lián)合育成的組合2 個。由科研單位單獨(dú)育成的組合7個??蒲袉挝宦?lián)合育成的組合2 個,科研與教學(xué)單位聯(lián)合育成的組合1 個。

        2.4 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合特征特性分析

        2.4.1 全生育期及產(chǎn)量

        2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合早中熟類型平均全生育期109.92 d,平均比對照短0.02 d;平均株高86.39 cm;區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量508.91 kg/667 m2,平均比對照增產(chǎn)6.20%;生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量492.60 kg/667 m2,平均比對照增產(chǎn)5.57%。由表3 可以看出,近年通過審定的早中熟類型組合的平均全生育期有所延長,2012—2014 年和2016—2021 年審定組合的平均全生育期均極顯著長于2003—2010 年審定組合;有效穗數(shù)呈減少趨勢,2012—2014 年和2016—2021 年審定組合的有效穗數(shù)均極顯著少于2003—2010 年審定組合;每穗總粒數(shù)呈增加趨勢,2016—2021 年審定組合的每穗總粒數(shù)極顯著高于2003—2010 年和2012—2014 年審定組合;結(jié)實(shí)率、千粒重呈先增加后降低,但組間差異未達(dá)顯著水平;區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量先降后增,生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量呈顯著增加趨勢,且均表現(xiàn)為2016—2021 年審定組合最高,并極顯著高于2003—2010 年和2012—2014 年審定組合。

        表3 2003—2021 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合全生育期、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

        遲熟類型組合平均全生育期112.88 d,平均比對照短0.82 d,平均株高89.89 cm;區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量515.89 kg/667 m2,平均比對照增產(chǎn)5.05%;生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量518.49 kg/667 m2,平均比對照增產(chǎn)5.12%。由表3 可以看出,隨著年份推進(jìn),審定組合的平均全生育期、有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重呈縮短或降低趨勢,每穗總粒數(shù)、區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量、生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量呈增加趨勢,但平均全生育期、有效穗數(shù)、千粒重和生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量組間差異未達(dá)顯著水平。2016—2022 年審定組合的每穗總粒數(shù)、區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量均顯著高于2004—2014 年審定組合,結(jié)實(shí)率極顯著低于2004—2014 年審定組合(表3)。

        2.4.2 稻米品質(zhì)

        2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率僅為10.87%,兩優(yōu)42 和H 兩優(yōu)30主要稻米品質(zhì)指標(biāo)達(dá)國家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)2 級,兩優(yōu)3917、兩優(yōu)6 號和兩優(yōu)27 主要稻米品質(zhì)指標(biāo)達(dá)國家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)3 級。審定組合平均整精米率52.62%,優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率78.26%;平均膠稠度61.46 mm,優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率80.43%;平均直鏈淀粉含量21.05%,優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率71.74%;平均堊白度16.41%,優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率僅為23.91%。可見,堊白度是影響長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合稻米品質(zhì)評價的主要因素。

        從表4 可知,早中熟類型組合整精米率、膠稠度和直鏈淀粉含量優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率均達(dá)到75.00%以上,堊白度優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率23.08%;遲熟類型組合整精米率、直鏈淀粉含量優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率較膠稠度偏低,但均達(dá)到65.00%以上,堊白度優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率25.00%。

        表4 2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合稻米主要品質(zhì)指標(biāo)優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率情況

        2.4.3 抗性

        2003—2022 年審定的46 個組合中僅7 個組合對稻瘟病抗性達(dá)中抗及以上水平,占比僅為15.22%。這7個組合中早中熟類型3 個,遲熟類型4 個,分別占早中熟和遲熟類型審定組合數(shù)11.54%和20.00%。審定46個組合中,僅2 個遲熟類型組合對白葉枯病抗性達(dá)到中抗及以上水平,占比4.35%。審定組合中,僅陸兩優(yōu)28 對稻瘟病和白葉枯病均表現(xiàn)為中抗。

        2007 年全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心啟動長江中下游稻區(qū)國家區(qū)試早稻品種對褐飛虱和白背飛虱的抗性鑒定。從長江中下游稻區(qū)2007 年后通過國審的37個兩系雜交早稻組合對褐飛虱和白背飛虱的抗性結(jié)果分析,早中熟類型組合對褐飛虱和白背飛虱均表現(xiàn)為中感及以下;遲熟類型組合陵兩優(yōu)104 對白背飛虱表現(xiàn)中抗,陵兩優(yōu)268 對褐飛虱和白背飛虱均表現(xiàn)為中抗。

        總體而言,長江中下游稻區(qū)2003—2022 年國審兩系雜交早稻組合對稻瘟病、白葉枯病、褐飛虱、白背飛虱抗性普遍較差,多抗的組合少,尚未發(fā)現(xiàn)抗病兼抗稻飛虱組合。

        2.5 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合推廣應(yīng)用情況

        根據(jù)全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心1982—2019 年匯編數(shù)據(jù),共有29 個長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合列入全國農(nóng)作物主要品種推廣情況統(tǒng)計(僅統(tǒng)計年推廣面積達(dá)到或超過0.67 萬hm2的品種),其中早中熟類型組合14 個,遲熟類型組合15 個。截至2019年,累計推廣面積0.67~6.67 萬hm2的組合11 個(早中熟類型3 個,遲熟類型8 個),累計推廣面積6.67~13.34 萬hm2的組合3 個(早中熟類型1 個,遲熟類型2個),累計推廣面積13.34~20.00 萬hm2的組合4 個(均為早中熟類型),累計推廣面積20.00~26.67 萬hm2的組合4 個(早中熟類型3 個,遲熟類型1 個),累計推廣面積26.67~33.34 萬hm2的組合3 個(早中熟類型2 個,遲熟類型1 個),累計推廣面積33.34~40.00 萬hm2的組合1 個(遲熟類型),累計推廣面積46.67~53.34 萬hm2的組合1 個(早中熟類型);遲熟類型組合株兩優(yōu)02 和陸兩優(yōu)996 的累計推廣面積均超過66.67 萬hm2[9]。

        3 結(jié)論與討論

        3.1 產(chǎn)量有所提升,優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率低,抗性組合少

        截至2022 年底,長江中下游稻區(qū)通過國審兩系雜交早稻組合46 個,其中早中熟類型26 個,遲熟類型20個。早中熟和遲熟類型審定組合平均全生育期分別為109.92 d 和112.88 d;區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量分別為508.91 kg/667 m2和515.89 kg/667 m2。隨著年份的推進(jìn),早中熟類型組合平均全生育期有所延長、區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量先降后增,遲熟類型組合平均全生育期則小幅縮短、區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量顯著增加。審定組合區(qū)試產(chǎn)量的提升可能源于每穗總粒數(shù)的增多。審定組合的品質(zhì)和抗性表現(xiàn)較差。

        3.2 兩系雜交早稻育種機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

        2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合中,以株1S 及其衍生不育系、陸18S 及其衍生不育系配組育成的組合占比76.09%,且株1S 和陸18S來源于同一組合,遺傳基礎(chǔ)狹窄,難以育成突破性組合。育種工作者可加強(qiáng)早粳種質(zhì)資源的挖掘,以現(xiàn)有骨干兩系不育系與早粳資源通過秈粳滲透等方式進(jìn)一步拓寬遺傳基礎(chǔ),培育可利用亞種間雜種優(yōu)勢的兩系不育系。

        堊白度是影響長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合稻米品質(zhì)評價的主要因素。該稻區(qū)早稻抽穗灌漿期處于晴熱高溫天氣,晝夜溫差小,高溫強(qiáng)光逼熟[8]。對育種工作者而言,選育適宜該稻區(qū)的優(yōu)質(zhì)兩系雜交早稻組合難度較大,在保持優(yōu)質(zhì)稻組合選育的同時,育種目標(biāo)可向耐儲藏、高直鏈淀粉含量、高蛋白質(zhì)含量等專用稻方向延伸,提升早稻多元化生產(chǎn)效益。

        審定組合整體抗性表現(xiàn)較差。對于育種工作者來說,必須加強(qiáng)分子育種與常規(guī)育種手段的結(jié)合,采用分子標(biāo)記輔助選擇、多基因聚合和基因編輯等技術(shù),培育高抗性或多抗性兩系雜交早稻組合。

        3.3 品種推廣尚需綠色通道、聯(lián)合體企業(yè)發(fā)揮主導(dǎo)作用

        2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合中,由企業(yè)參與育成的組合占比78.26%。近5年來,75.00%的組合由綠色通道和聯(lián)合體試驗(yàn)渠道審定。綠色通道和聯(lián)合體試驗(yàn)渠道已成為長江中下游稻區(qū)兩系雜交早稻組合的主要審定渠道。列入全國農(nóng)作物主要品種推廣情況統(tǒng)計的組合29 個,均為南方稻區(qū)國家區(qū)試審定組合,綠色通道、聯(lián)合體企業(yè)尚需充分發(fā)揮兩系雜交早稻組合市場推廣的主導(dǎo)作用。

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