摘要：選育抗倒伏能力強的品種是提高水稻產(chǎn)量、品質(zhì)的根本所在?！?+1+1”水稻后代材料鑒定模式（2年抗倒伏性鑒定、1年抗病耐冷性鑒定、1年品質(zhì)分析測定）是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所經(jīng)過多年育種研究和生產(chǎn)實踐總結(jié)出來的一種高效、便捷的后代材料鑒定模式，通過該模式2023年篩選鑒定出2份抗倒伏、高食味品質(zhì)的水稻新種質(zhì)：組合五優(yōu)稻4號/中科804的單株系五優(yōu)稻4號/中科804-1和組合龍稻21/吉源香1號的單株系龍稻21/吉源香1號-2。

關(guān)鍵詞：水稻；“2+1+1”模式；抗倒伏；高食味品質(zhì)；新種質(zhì)

Breeding of New Rice Germplasm with Lodging Resistance and High Taste Quality Using the “2+1+1” Rice Offspring Material Identification Model

GAO Hongru，ZHAO Beiping，XIAO Minggang，SUN Zhongyi，ZHANG Bo

（Institute of Biotechnology Research，Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Harbin 150028）

水稻是我國最重要的糧食作物之一，對保障我國糧食安全發(fā)揮著極其重要的作用[1]。黑龍江省是水稻大省，是全國重要的商品水稻基地，商品率在60%～70%。自1998年以來，黑龍江省水稻產(chǎn)量占全省糧豆薯總產(chǎn)量的比例穩(wěn)定在30%以上[2]。近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人均稻米消費水平逐漸降低，但對稻米品質(zhì)及安全性要求越來越高[3]。黑龍江省第一積溫帶是全省優(yōu)質(zhì)稻米的核心區(qū)，為黑龍江省乃至全國優(yōu)質(zhì)水稻的發(fā)展做出了巨大貢獻。

水稻發(fā)生倒伏的原因有很多，既有品種自身抗倒性狀等內(nèi)在因素，如株高、重心高度、莖稈特性等，又有自然環(huán)境條件和栽培管理措施等外在因素，如大風、暴雨等極端天氣和栽培方式、種植密度、肥水管理、病蟲害防治等[4]。近些年來，大穗型超高產(chǎn)品種、超級稻等水稻品種的選育和種植，顯著增加了水稻的抗倒伏能力，而且為降低生產(chǎn)成本，水稻生產(chǎn)逐漸向機械化、輕簡化方向發(fā)展，對水稻的抗倒性提出了更高要求[5]。

抗倒伏能力差的優(yōu)質(zhì)米品種需要在生產(chǎn)中通過調(diào)控氮肥施用量或噴施抗倒伏藥劑來降低倒伏的發(fā)生，這樣不僅增加了種植成本，給環(huán)境也造成了一定的污染。單純研究抗倒伏或高食味品質(zhì)的水稻品種很多，但將兩者結(jié)合起來的卻很少，在老百姓的思維中漸漸形成了“好吃的品種抗倒性差”的思維定式，因此創(chuàng)制抗倒伏能力強、高食味值的水稻新品種，從根本上解決優(yōu)質(zhì)品種抗倒伏性差的問題，做到食味品質(zhì)與抗倒伏能力兼具十分重要。

黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所在黑龍江省、吉林省、遼寧省搜集生產(chǎn)上的主栽品種，進行抗倒伏及高食味值分類，并進行雜交組合的配制，形成了“2+1+1”水稻后代材料鑒定模式，即2年抗倒伏性鑒定、1年抗病耐冷性鑒定、1年品質(zhì)分析測定，在F4進行提高20%氮肥施用量抗倒性鑒定，F(xiàn)5進行抗病及耐冷性鑒定，F(xiàn)6～F8中的穩(wěn)定材料進行提高50%氮肥施用量抗倒性鑒定，決選后進行1次米質(zhì)分析檢測。通過該模式，選育了新品種松粳212，并于2023年通過黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會審定，審定編號：黑審稻20230001。

本研究以長粒優(yōu)質(zhì)米品種和抗倒伏能力強的水稻品種為親本，雜交后通過“2+1+1”模式進行篩選，以期創(chuàng)制出食味品質(zhì)優(yōu)良且抗倒伏的新品系，為優(yōu)良新品種選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 選擇5個長粒優(yōu)質(zhì)稻米品種作為母本（五優(yōu)稻4號、龍稻21、松粳28、哈粳稻6號、益農(nóng)稻12號），5個抗倒伏能力強的品種作為父本（中科804、吉源香1號、松粳202、唯農(nóng)209、東富110）。母本的最高食味評分分別為88、85、90、85、86分，父本的倒伏級別和倒伏率均為0。

1.2 試驗地概況 試驗地點位于黑龍江省五常市民樂鄉(xiāng)，地理位置45°03′N，127°02′E，海拔164m，地勢平坦，土壤質(zhì)地黑土，耕層15cm左右，肥力中上等。

1.3 試驗設(shè)計 2016年配制雜交組合5個：五優(yōu)稻4號/中科804（WYD4/ZK804）、龍稻21/吉源香1號（LD21/JYX1）、松粳28/松粳202（SJ28/SJ202）、哈粳稻6號/唯農(nóng)209（HJD6/WN209）、益農(nóng)稻12號/東富110（YND12/DF110）。2017年在試驗地淘汰偽雜株后每個組合混收全部種子得到F1種子100g，2018-2019年F2～F3選拔圃進行單株系選擇，2020年F4每個組合選取代表性的5個單株系，每個單株系種植4行，行長5m，進行提高20%氮肥施用量抗倒性鑒定，2021年淘汰F4中抗倒伏性差的單株系，F(xiàn)5進行抗病及耐冷性鑒定，2022-2023年淘汰F5中抗病性和耐冷性差的單株系，F(xiàn)6～F7進行提高50%氮肥施用量抗倒性鑒定，淘汰抗倒性差的單株系，于2023年10月進行測產(chǎn)和米質(zhì)分析檢測。

1.4 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2010進行數(shù)據(jù)整理及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 F4提高20%氮肥施用量抗倒性鑒定結(jié)果 從表1可以看出，提高20%氮肥施用量后，各單株系表現(xiàn)出的倒伏級別和倒伏率有所不同。WYD4/ZK804-4、SJ28/SJ202-2、HJD6/WN209-1、HJD6/WN209-2的倒伏級別最高（3級），WYD4/ZK804-3、LD21/JYX1-1、LD21/JYX1-3、LD21/JYX1-4、LD21/JYX1-5、YND12/DF110-1、YND12/DF110-2、YND12/DF110-4、YND12/DF110-5的倒伏級別最低（0級）。WYD4/ZK804-5、HJD6/WN209-1的倒伏率最高（40%），倒伏級別為0級的9個單株系倒伏率最低（0）。倒伏級別≥3級的單株系有4個，占16%，倒伏率≥30%的單株系有5個，占20%。由圖1可知，不同組合間平均倒伏級別和倒伏率差異較大，平均倒伏級別為0.2～2.2級，LD21/JYX1和YND12/DF110組合最低，HJD6/WN209組合最高；平均倒伏率為4.0%～27.4%，LD21/JYX1和YND12/DF110組合平均倒伏率最低，WYD4/ZK804、SJ28/SJ202、HJD6/WN209組合的平均倒伏率≥24.0%，抗倒伏能力較差。

2.2 F5抗病及耐冷性鑒定結(jié)果 淘汰F4中倒伏級別≥3級和倒伏率≥30%的單株系，剩余18個單株系進入抗病及耐冷性鑒定圃。從表2可以看出，各單株系穗頸瘟等級范圍是3～7級，空殼率的范圍是14.6%～39.4%；表現(xiàn)為感穗頸瘟的單株系為LD21/JYX1-1、LD21/JYX1-3、HJD6/WN209-4、YND12/DF110-4，其余均表現(xiàn)為中抗及以上；空殼率最低的是LD21/JYX1-3，最高的是SJ28/SJ202-4；穗頸瘟等級gt;5級的單株系有4個，占比22.2%，空殼率gt;30%的單株系有3個，占比16.7%。從圖2可以看出，各組合間平均穗頸瘟等級范圍為3.7～6.0級，WYD4/ZK804組合最低，HJD6/WN209組合最高；平均空殼率范圍為17.6%～30.3%，各組合間差異明顯，HJD6/WN209組合最低，SJ28/SJ202組合最高。

2.3 F6～F7穩(wěn)定材料提高50%氮肥施用量抗倒性鑒定結(jié)果 淘汰F5中穗頸瘟等級gt;5級和空殼率gt;30%的單株系，剩余11個穩(wěn)定單株系進行提高50%氮肥施用量抗倒性鑒定。從表3可以看出，倒伏級別的范圍是0～4級，倒伏率的范圍是0～50%；倒伏級別≥3級的單株系分別為WYD4/ZK804-2、WYD4/ZK804-3、SJ28/SJ202-5、HJD6/WN209-3、YND12/DF110-3，占比45.5%，倒伏率≥30%的單株系分別為WYD4/ZK804-2、WYD4/ZK804-3、SJ28/SJ202-5、HJD6/WN209-3、YND12/DF110-3，占比45.5%。從圖3可以看出，各組合在提高50%氮肥施用量的情況下，倒伏級別和倒伏率差異明顯，較提高20%氮肥施用量有明顯的增加。

2.4 F6～F7的6個穩(wěn)定單株系產(chǎn)量結(jié)果 保留F5中倒伏級別lt;3級和倒伏率lt;30%的單株系，對穩(wěn)定材料進行產(chǎn)量測定，采取全區(qū)收獲脫粒測產(chǎn)，小區(qū)實收面積20m2，折合成標準水分14.5%的每hm2產(chǎn)量，對照為黑龍江省第一積溫帶對照龍稻203。由表4可以看出，6個穩(wěn)定單株系每穗總粒數(shù)在112～141粒之間，LD21/JYX1-4最高，YND12/DF110-1最低，除YND12/DF110-1外，其余穩(wěn)定單株系均比龍稻203高14～29粒；結(jié)實率在92.8%～96.2%之間，單株系SJ28/SJ202-3最高，YND12/DF110-2最低，LD21/JYX1-2、WYD4/ZK804-1、SJ28/SJ202-3比龍稻203高0.6～2.0個百分點；千粒重在26.5～27.3g之間，單株系WYD4/ZK804-1、LD21/JYX1-4最高，LD21/JYX1-2最低，除LD21/JYX1-2、YND12/DF110-1外，其余組合均比龍稻203高0.1～0.5g；籽粒含水量為14.8%～16.2%，單株系YND12/DF110-1最高，LD21/JYX1-4最低；折合每hm2產(chǎn)量在8137.5～8332.1kg之間，單株系LD21/JYX1-4最高，YND12/DF110-2最低，6個單株系均比龍稻203增產(chǎn)，增幅為8.7%～11.3%。

2.5 F6～F7的6個穩(wěn)定單株系米質(zhì)檢測結(jié)果 將6個穩(wěn)定單株系材料進行米質(zhì)分析檢測。由表5可以看出，出糙率在81.5%～82.2%之間，單株系YND12/DF110-1最高，WYD4/ZK804-1最低；整精米率在59.2%～66.2%之間，單株系YND12/DF110-1最高，LD21/JYX1-4最低；堊白粒率整體較低，在3%～6%之間；堊白度在1.3%～3.2%之間，YND12/DF110-1最高，LD21/JYX1-2最低；粗蛋白含量整體較低，在6.35%～6.85%之間；直鏈淀粉含量在17.25%～18.01%之間，SJ28/SJ202-3最高，WYD4/ZK804-1最低；膠稠度在75～78mm之間，SJ28/SJ202-3最高，LD21/JYX1-2、YND12/DF110-1最低；食味評分整體較高，在84～87分之間，單株系WYD4/ZK804-1最高，LD21/JYX1-4、SJ28/SJ202-3最低。

食味評分≥85分的材料有4份，分別是WYD4/ZK804-1、LD21/JYX1-2、YND12/DF110-2、YND12/DF110-1；達到GB/T 17891—2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》標準二級的材料有3份，分別是WYD4/ZK804-1、LD21/JYX1-2、YND12/DF110-1；符合鑒定標準食味評分≥85分、抗倒伏能力強且達到GB/T 17891—2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》標準二級的材料有2份，分別是WYD4/ZK804-1和LD21/JYX1-2。2024年將提取這2份材料進入黑龍江省品種試驗。

3 討論與結(jié)論

倒伏是作物大田生產(chǎn)中普遍存在的問題，也是育種家長期以來研究的重點目標之一，不抗倒伏品種的選用、氮肥的過量施用和水分的不合理管理等是田間大面積倒伏產(chǎn)生的主要原因[6]。培育和推廣種植抗倒伏水稻品種，豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)效果明顯，如由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所培育的品種龍粳31，因其優(yōu)異的抗倒能力，多年種植面積超千萬畝。近年來，我國生物技術(shù)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，為抗倒品種的選育帶來了新的思路[7-8]，如由中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所采用“分子設(shè)計育種”的理念培育出的中科發(fā)5號，以其優(yōu)異的抗倒伏能力和產(chǎn)量，逐步占領(lǐng)黑龍江省晚熟稻市場。

抗倒能力是品種固有的遺傳特性[9]，選育抗倒伏能力強的品種是提高水稻抗倒伏能力的根本所在。黑龍江省五常市種植的品種五優(yōu)稻4號，以其優(yōu)異的品質(zhì)響徹全國，但在生產(chǎn)中存在抗倒伏能力差的缺點，不僅增加了種植難度，還增加了種植成本，即使品質(zhì)再優(yōu)良也無法在機械化收獲的地域形成大面積推廣。究其原因，還是品種自身抗倒伏能力弱導致。

“2+1+1”水稻后代材料鑒定模式是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所經(jīng)過多年育種研究和生產(chǎn)實踐總結(jié)出來的一種高效的、便捷的后代材料鑒定模式，與常規(guī)鑒定的區(qū)別是形成了一套完整的集抗倒伏、抗病耐冷、米質(zhì)分析于一體的模式，該模式的應用將大大提高新種質(zhì)的質(zhì)量，為今后選育出抗倒伏、高食味品質(zhì)的新品種奠定基礎(chǔ)。本研究結(jié)果證明，這種方法可以進行利用，未來可嘗試在黑龍江省進行推廣。

參考文獻

[1] Deng Y W，Zhai K R，Xie Z，Yang D Y，Zhu X D，Liu J Z，Wang X，Qin P，Yang Y Z，Zhang G M，Li Q，Zhang J F，Wu S Q，Milazzo J，Mao B Z，Wang E T，Xie H A，Tharreau D，He Z H．Epigenetic regulation of antagonistic receptors confers rice blast resistance with yield balance．Science，2017，355（6328）：962-965

[2]黑龍江省統(tǒng)計局．黑龍江統(tǒng)計年鑒1987．北京：中國統(tǒng)計出版社，1987

[3]張洪程，高輝．推進稻米清潔生產(chǎn) 提升稻米產(chǎn)業(yè)競爭力．中國稻米，2003（3）：3-5

[4]周平，周愷，劉濤，武威，孫成明．水稻倒伏監(jiān)測研究進展．中國農(nóng)機化學報，2019，40（10）：162-168

[5]王曉飛，陸展華，劉維，盧東柏，王石光，巫浩翔，方志強，何秀英．“綠色革命”以來水稻抗倒伏研究進展．廣東農(nóng)業(yè)科學，2022，49（3）：1-13

[6]張志忠．水稻倒伏原因及預防對策．新農(nóng)業(yè)，2021（21）：11

[7]劉定富，尹合興，應繼鋒．中國水稻百年育種的一些關(guān)鍵基因．中國稻米，2022，28（2）：1-11

[8]李進波，戚華雄．水稻抗倒伏的遺傳研究進展．湖北農(nóng)業(yè)科學，2017，56（23）：4450-4453

[9]康洪燦，李國生．菜后水稻倒伏原因及防治措施．中國種業(yè)，2012（5）：73-74（收稿日期：2024-06-14）