熊躍東,王思哲,任代勝,喬保建*

(1.安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司,安徽蕪湖241000;2.安徽袁糧種業(yè)科學(xué)研究院,安徽蕪湖241000)

2021年12月8日,中央經(jīng)濟(jì)工作會議上,習(xí)近平總書記再一次提出:“越是有糧食吃,越要想到?jīng)]糧食的時(shí)候。中國人的飯碗任何時(shí)候都要牢牢端在自己手中,決不能在吃飯這一基本生存問題上讓別人卡住我們的脖子”[1]。水稻是我國最主要的糧食作物,國內(nèi)60%以上的人口以水稻為主食[2]?！稗r(nóng)以種為先”,目前良種對糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率已達(dá)45%[3],在我國糧食生產(chǎn)上發(fā)揮了重要作用。安徽省作為我國的糧食持續(xù)輸出省,水稻是最重要的糧食作物之一,其總產(chǎn)量占全省糧食作物總產(chǎn)量40%以上[4]。進(jìn)一步研究安徽省水稻種植結(jié)構(gòu),國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2016—2021年5年間,安徽省水稻常年種植面積在250萬hm2以上,其中中稻和一季晚稻種植面積占比80%以上[5]。因此,選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)型中稻和一季晚稻新品種可以有效提升安徽省糧食產(chǎn)量,為國家糧食安全做出更大貢獻(xiàn)。

相較于常規(guī)水稻品種,雜交水稻品種擁有較大的產(chǎn)量優(yōu)勢,可有效提升農(nóng)民收入和糧食產(chǎn)量。但是,雜交水稻種子生產(chǎn)一般為異花人工授粉,需要對其母本和父本進(jìn)行異交栽培,目前來看是一個較為復(fù)雜的勞動密集型產(chǎn)業(yè),也是雜交水稻種子價(jià)格較高的根本原因之一[6]。如何培育易制種的雜交水稻新品種,有效降低雜交水稻種子生產(chǎn)成本,是商業(yè)化雜交水稻育種的重要課題。因此,筆者選用具備自主知識產(chǎn)權(quán)的高異交率不育系珍9S為母本與強(qiáng)優(yōu)勢恢復(fù)系R17為父本進(jìn)行配組,培育了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)型兩系中秈新組合珍兩優(yōu)17,并于2022年通過國家農(nóng)作物新品種審定委員會審定,編號國審稻20220195[7],該組合高產(chǎn)優(yōu)質(zhì),抗倒大穗,制種產(chǎn)量較高。鑒于此,筆者介紹了珍兩優(yōu)17的選育過程和主要農(nóng)藝性狀,對其高產(chǎn)制種技術(shù)進(jìn)行了探索,以期為優(yōu)良品種的商業(yè)化推廣提供數(shù)據(jù)支撐。

1 選育過程

1.1 不育系珍9S的選育珍9S是安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司選育的光溫敏核不育系。2012年夏季在蕪湖利用Y58S(♀)與五山絲苗(♂)進(jìn)行雜交,后經(jīng)4a8代系統(tǒng)選育,于2017年育成(圖1)。該不育系株高93 cm左右,株型緊湊,分蘗力中上,劍葉略內(nèi)卷,稃尖無色,單株有效穗10～16穗,穗長22.7 cm左右,每穗總粒數(shù)182.6粒,千粒重24.2 g。柱頭無色,柱頭外露率較高,2017年蕪湖鏡湖區(qū)方村基地未噴施“九二〇”時(shí)統(tǒng)計(jì),其柱頭單邊外露率為46.3%,雙邊外露率為35.2%,總柱頭外露率為81.5%。人工氣候?qū)嶒?yàn)條件表明,該不育系起點(diǎn)溫度低于23.5℃。該品種于2021年8月通過安徽省不育系鑒定,并于同年12月獲得植物新品種權(quán),品種權(quán)號為CNA20191002669[8]。

1.2 恢復(fù)系R17的選育R17[4]是安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司選育的強(qiáng)優(yōu)勢抗倒恢復(fù)系。2007年冬在海南用含有粳稻血緣的親本材料零輪作母本與R207雜交,同時(shí)用優(yōu)良親本9311作母本與丙4114雜交,2008年夏在安徽蕪湖用零輪/R207為母本與9311/丙4114復(fù)交,即零輪/R207//9311/丙4114。此后各世代針對著粒密度、落粒性、抗倒性和生長優(yōu)勢等進(jìn)行定向選育,歷經(jīng)3年6代,2011年在海南三亞選擇綜合性狀良好的QR11017株系,定名為R17(圖2)。該恢復(fù)系具有大穗、抗倒、著粒密度高、不易落粒、枝梗成熟后不干枯、活稈成熟等特點(diǎn),于2019年獲得植物新品種權(quán),品種權(quán)號為CNA20151638.7[9]。

圖1 不育系珍9S選育歷程Fig.1 The breeding process of PTGMS line Zhen 9S

圖2 恢復(fù)系R17選育歷程Fig.2 The breeding process of restorer line R17

1.3 雜交中秈新組合珍兩優(yōu)17珍兩優(yōu)17是安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司以光溫敏核不育系珍9S與強(qiáng)優(yōu)勢抗倒恢復(fù)系R17配組而成的兩系雜交中秈稻新組合。2017年3月在海南三亞南繁試驗(yàn)基地配組,后經(jīng)兩年多點(diǎn)品種比較試驗(yàn),表現(xiàn)綜合性狀優(yōu)良,高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。2020—2021年參加安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司組織的長江中下游中秈遲熟組聯(lián)合體(后稱安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體)區(qū)域試驗(yàn),2021年同步參加了安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體生產(chǎn)試驗(yàn)。2022年11月,珍兩優(yōu)17在第4屆國家農(nóng)作物品種審定委員會第10次會議通過審定,適宜在長江中下游稻瘟病輕發(fā)區(qū)作一季稻推廣種植。

2 特征特性

2.1 產(chǎn)量表1為珍兩優(yōu)17的區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量表現(xiàn)。由表1可知,珍兩優(yōu)17于2020年參加國家南方稻區(qū)長江中下游中秈遲熟組安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)初試,平均產(chǎn)量為9.70 t/hm2,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)增產(chǎn)5.32%,增產(chǎn)顯著;2021年參加安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)續(xù)試,平均產(chǎn)量為9.67 t/hm2,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)增產(chǎn)5.61%,增產(chǎn)顯著;經(jīng)2年聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)多點(diǎn)測試,珍兩優(yōu)17平均產(chǎn)量為9.68 t/hm2,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)增產(chǎn)5.46%。2021年同步進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量為9.66 t/hm2,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)增產(chǎn)4.20%。

2.2 主要農(nóng)藝性狀珍兩優(yōu)17為中秈兩系雜交水稻新組合。由表1可知,2020年珍兩優(yōu)17株高122.0 cm,穗長25.5 cm,有效穗15.9萬穗/hm2,每穗總粒數(shù)203.7粒,結(jié)實(shí)率86.3%,千粒重26.2 g,全生育期134 d,與對照豐兩優(yōu)4號(CK)一致;2021年珍兩優(yōu)17株高123.1 cm,穗長25.1 cm,有效穗17.2萬穗/hm2,每穗總粒數(shù)189.9粒,結(jié)實(shí)率85.3%,千粒重25.0 g,全生育期136 d,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)長1 d。在2年聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)多點(diǎn)測試中,平均株高122.6 cm,穗長25.3 cm,有效穗16.5萬/hm2,每穗總粒數(shù)196.8粒,結(jié)實(shí)率85.8%,千粒重25.6 g,全生育期135 d,比對照豐兩優(yōu)4號(CK)長0.5 d。

表1 珍兩優(yōu)17在區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀比較Table 1 Comparison of yield and major agronomic characters of Zhenliangyou 17 in regional test and production test

2.3 稻米品質(zhì)由表2可知,2020—2021年經(jīng)安徽袁糧企業(yè)聯(lián)合體試驗(yàn)統(tǒng)一取樣送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(武漢)進(jìn)行米質(zhì)檢測,珍兩優(yōu)17 2年平均整精米率65.9%、長寬比為3.10、堊白度2.9%、膠稠度64 mm、直鏈淀粉含量17.0%、堿消值6.8級,米質(zhì)指標(biāo)符合農(nóng)業(yè)部《食用稻品種品質(zhì)》(NY/T 593—2013)標(biāo)準(zhǔn)2級。

表2 2020—2021年區(qū)域試驗(yàn)中珍兩優(yōu)17的米質(zhì)表現(xiàn)Table 2 Rice quality performance of Zhenliangyou 17 in regional test(2020-2021)

2.4 抗性表現(xiàn)珍兩優(yōu)17根強(qiáng)莖壯,基部節(jié)間短,抗倒性強(qiáng)。2020—2021年安徽袁糧公司企業(yè)聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)委托湖北省宜昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、福建省上杭縣茶地鄉(xiāng)水稻抗病育種研究協(xié)會、江西省井岡山企業(yè)集團(tuán)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心、浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所、安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所、湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)所等多家單位嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行稻瘟病自然誘發(fā)鑒定。由表3可知,2020、2021年珍兩優(yōu)17稻瘟病抗性綜合指數(shù)分別為3.7和3.9級。在多年多點(diǎn)抗性鑒定試驗(yàn)中,該組合褐飛虱病級最高達(dá)到9級,白葉枯病最高達(dá)到5級,稻瘟病病級達(dá)到5級,最終評價(jià)為高感褐飛虱,中感白葉枯病,中感稻瘟病。

表3 2020—2021年區(qū)域試驗(yàn)中珍兩優(yōu)17的抗性表現(xiàn)Table 3 Resistance performance of Zhenliangyou 17 in regional test(2020-2021)

3 高產(chǎn)制種技術(shù)

3.1 花期安排不育系珍9S異交習(xí)性好,育性穩(wěn)定,利于獲得較高的制種產(chǎn)量。制種時(shí)需要根據(jù)母本的育性轉(zhuǎn)換臨界溫度,通過選擇適宜制種區(qū)域,合理安排播種期,確保母本育性轉(zhuǎn)換溫度敏感期和抽穗揚(yáng)花期處于安全時(shí)段,避免低溫對母本不育性的影響,同時(shí)盡量使抽穗揚(yáng)花期避開極端高溫等不利天氣[10]。珍兩優(yōu)17在海南進(jìn)行春季制種,母本一般于2月10日播種,第1期父本于2月5日播種,第2期父本比第1期父本遲10 d播種,4月28日以后進(jìn)入抽穗揚(yáng)花期比較安全;在蕪湖進(jìn)行夏季制種,母本一般于6月10日播種,第1期父本于6月1日播種,第2期父本比第1期父本遲10 d播種,8月22日以前進(jìn)入抽穗揚(yáng)花期較安全。同時(shí),適當(dāng)調(diào)整母本較父本早2～3 d始穗為好。進(jìn)行大規(guī)模制種時(shí),母本大田用種量為22.5 kg/hm2左右,父本大田用種量為6.0 kg/hm2左右。

3.2 基本苗要求母本秧齡23～26 d進(jìn)行移栽,父本秧齡30 d內(nèi)進(jìn)行移栽。父母本行比為2∶16 左右,父母本行間距為26 cm左右[11]。父本每穴栽2～3粒谷苗較好,移栽規(guī)格一般為20.0 cm×33.3 cm,保證基本苗以6萬～7萬/hm2、有效穗以30萬～35萬穗/hm2為佳。母本每穴栽3～4粒谷苗較好,移栽規(guī)格一般為13.3 cm×16.7 cm,保證基本苗達(dá)到70萬/hm2、有效穗達(dá)到160萬穗/ hm2為佳。

3.3 田間管理制種田建議施用45%復(fù)合肥450～600 kg/hm2作底肥,母本移栽5 d左右充分返青后,全田施用尿素120～150 kg/hm2作追肥;當(dāng)母本達(dá)到幼穗分化初期,可根據(jù)苗情、幼穗分化發(fā)育的實(shí)際進(jìn)度,施用45%復(fù)合肥45～90 kg/hm2作穗肥。灌溉方面,前期保持淺水促進(jìn)分蘗,達(dá)到分蘗高峰期后及時(shí)充分曬田至田面開裂,在孕穗至灌漿期間采用淺水灌溉?；?促進(jìn)灌漿,灌漿期后田間保持干濕交替,成熟收割前5～10 d斷水曬田[12]。

3.4 “九二〇”噴施及趕粉珍9S對“九二〇”較敏感,為有效解除母本的包頸,可于母本見穗30%左右時(shí)噴施“九二〇”375～450 g/hm2。間隔1 d后,父本再連續(xù)3 d,1次/d,每次噴施“九二〇”45～60 g/hm2。在適宜天氣條件下,母本當(dāng)天開花會早于父本,因此待父本開花時(shí)即開始趕粉。當(dāng)處于晴好天氣時(shí),一般于10:30左右開始進(jìn)行第1輪趕粉,趕粉3～4輪/d,每次間隔30 min左右,持續(xù)7～10 d,保證花粉足量覆蓋。

3.5 隔離與收獲制種大田應(yīng)選取隔離良好、排灌水便利的田塊,制種田周圍150～200 m,不能種植花期相近的其他水稻品種,如種植其他水稻品種,制種田母本與周圍同期種植的其他水稻品種的花期應(yīng)間隔20 d以上。少量制種時(shí),可采用高度不低于2.5 m的薄膜、彩篷布、專用隔離網(wǎng)等進(jìn)行隔離,同時(shí)使用竹竿或鐵桿等進(jìn)行加固[13]。全生育期對父母本群體進(jìn)行嚴(yán)格除雜,與原種存在差異的異型株、落地谷,以及授粉完畢的父本,要及時(shí)貼地割除。收獲時(shí)單收單曬,運(yùn)輸和儲藏時(shí)嚴(yán)密封裝,防止機(jī)械混雜[14]。

4 結(jié)語

隨著社會進(jìn)步,人民生活水平提高,為了更好地滿足人民對美好生活的追求,雜交水稻產(chǎn)業(yè)正面臨著米質(zhì)提升這一重大問題。雜交水稻父母本性狀互補(bǔ)和遺傳背景差異是雜種優(yōu)勢的主要來源[15],這些差異也是造成雜交水稻“高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì),優(yōu)質(zhì)不高產(chǎn)”的重要原因。因此,如何在水稻雜種優(yōu)勢群體理論體系指導(dǎo)下,搭建自有水稻品系框架,通過合理導(dǎo)入優(yōu)質(zhì)水稻遺傳背景,利用顯隱性基因及性狀互補(bǔ)快速在雜交水稻父母本中有目的的聚合米質(zhì)及其他優(yōu)良質(zhì)量性狀,是目前雜交水稻商業(yè)化育種的重要方向。同時(shí),雜交水稻制種的成本是制約雜交水稻組合市場競爭力的重要因素,需要持續(xù)通過育種手段在先天改進(jìn)其制種相關(guān)性狀,結(jié)合探索新型制種技術(shù)在后天有效降本增效,進(jìn)一步形成具備較強(qiáng)市場競爭力的雜交水稻新組合及推廣體系。