张德文, 汪婉琳, 杨前进, 张 伟, 翟春节, 王 申, 樊 勇
(安徽省农业科学院水稻研究所,安徽合肥 230031)
籼型安全两系不育系徽敏S的选育
张德文, 汪婉琳, 杨前进, 张 伟, 翟春节, 王 申, 樊 勇
(安徽省农业科学院水稻研究所,安徽合肥 230031)
徽敏S是安徽省农业科学院水稻研究所用广占63S为母本与含苯达松敏感基因的农林8号m系为父本杂交,利用系谱选育法,从杂交后代群体中筛选出来的籼稻温敏核不育系。2015年8月通过安徽省技术鉴定。徽敏S株高67.0 cm,每穗总颖花数148个,千粒重26.5 g,株型适中,分蘖力中等,剑叶宽而挺、叶片平展,叶色深绿,稃尖和柱头无色,团粒型,不育株率100%,花粉败育率和套袋自交不实率均为99.99%;柱头外露率和异交结实率较高,播始历期比广占63S短7 d左右,且含有对苯达松除草剂敏感基因。徽敏S稻瘟病中抗5级,稻曲病中抗5级,白叶枯病感7级;米质优;所配组合杂种优势强,其中徽敏S/13C138在2014~2015安徽省品种比较试验中表现突出。
籼稻;温敏核不育系;苯达松敏感;选育
杂交水稻的增产潜力为世界所认可[1]。随着杂交水稻种植面积的增加,两系杂交水稻在中国的应用也得到了发展[2],然而近年随着气候环境的恶化,杂交水稻制种时期持续低温和持续高温等恶劣天气连年不断[3]。如2011年,西南5省发生百年不遇的特大旱灾,春季粮食主产区受到大范围、长时间低温寡照的影响;2013年南方稻区7、8月份持续高温热害造成大面积稻田高温不结实[4];2014年7、8月份水稻制种的扬花期又出现大范围的持续低温天气,严重影响两系杂交水稻制种的质量和企业的效益[5]。选育安全两系杂交水稻是规避两系杂交水稻制种风险的有效途径[6]。以含苯达松敏感基因的两系不育系徽敏S为母本的杂交水稻新组合被认为是安全两系杂交水稻之一[7],它在制种时如果遇到低温天气导致母本自交结实,可以利用苯达松浸种或采取苗期喷施苯达松的方法去除混杂在杂交水稻种子中的母本,从而减轻农民和企业的损失。
徽敏S是安徽省农业科学院水稻研究所1997年正季以广占63S为母本,以含苯达松敏感基因的农林8号m为父本
进行杂交,当年冬季在海南以F1为母本与广占63S回交,1998年正季种植BC1F1,1998年冬季种植BC1F2群体共2 000余株,喷施致伤剂量的苯达松筛选,选敏感且前期结实较好、育性转换临界温度较低的单株70余株。后经12年的系统选育,于2011年筛选出一团粒型、生育期较短的单株,该株系叶色深绿,配组优势强,育性稳定,且对除草剂苯达松敏感。2011年冬季在海南进行原原种扩繁,编号11HS171,2013年定名为徽敏S,选育系谱图见图1。
2.1 分期播种育性鉴定结果
经过2013~2014年的分期播种和套袋以及显微镜检测花粉,徽敏S在合肥表现出较好的不育特性。徽敏S 2年的育性观察安排在4~6月份,分6期播种,每期种植500株,于抽穗期镜检,调查花粉育性,同时套袋观察自交结实率,最初见穗为7月21日,花粉败育率各期均为100%,败育以无花粉型为主。在8月下旬,镜检花粉败育率为100%,套袋自交不实率仍为100%,表现出稳定的不育期和不育性,不育期达30 d以上(表1、2)。
表1 2013年水稻研究所徽敏S分期播种育性观察情况 (合肥)
表2 2014年水稻研究所徽敏S分期播种育性观察情况 (合肥)
2.2 专家育性鉴定结果
2015年华中农业大学人工气候室对徽敏S和培矮64S(对照)进行了鉴定,结果见表3。2015年水稻专家组于5月23日、6月2日和6月12日分3期播种,分别对8月9日~8月24日始穗的3 264株群体进行了育性鉴定,不育株率100%。通过随机取样考察5月23日播种,8月10日始穗并于8日套袋的102个株穗,25 648朵颖花,发现结实颖花2朵(其中稻粒黑粉病和稻曲病病粒各1粒),套袋自交不实率99.99%;镜检5月23日播种,8月18日抽穗的102个株穗,510朵颖花,以无花粉型败育为主,发现可育花粉1粒,花粉败育率99.99%。
材料名称光温处理(日照时间∥h-日均温∥℃)花粉观察日期月-日育性花粉败育率∥%自交结实率∥%徽敏S14.5-2308-05~08-1399.520.0014.5-2408-03~08-1399.540.0012.5-2508-03~08-1399.530.0014.5-自然温度07-31~08-1599.780.00培矮64S(CK)14.5-2308-11~08-1999.420.0014.5-2408-11~08-1999.510.0012.5-2508-09~08-1799.470.0014.5h-自然温度08-11~08-2199.560.00
注:2015年5月10日于武昌播种。
2.3 可繁性
2013~2014年徽敏S在海南省三亚市繁殖, 结实率为75%左右, 产量一般达350 kg以上,在海南冬季的可繁性较好。
3.1 生育特性
徽敏S 播始历期比广占63S播始历期短7 d左右(表4)。花药败育型式以无花粉型为主, 少数为典败花粉型,套袋自交不实率为100%。
3.2 生物学特性及开花习性
株高83.2 cm左右,比广占63S略矮;株型稍散,剑叶窄、挺,叶色深绿,单株有效穗8.3个;主茎总叶片数 13.5~14.5叶,平均为14.1叶,与广占63S相似。每穗总颖花数148个,比广占63S多25个以上。可恢复性和配合力好,对苯达松除草剂敏感。
柱头、颖尖、叶鞘均无色,柱头外露率64.2%,其中双外露率占外露率的51.8%,较广占63S高。
表4 徽敏S的播始历期观察
注:表中数据为2012~2014年3年徽敏S在合肥地区分期播种播始历期的观察结果。
3.3 开花习性
3.3.1 花期。由图2可知,徽敏S的花期较集中,单株花期一周以内即结束,抽穗当天和第2天不开花,开花集中在第3~7天。
3.3.2 花时。由图3可知,花时较早,晴天上午8:00始花,9:00~10:30盛花,阴雨天10:00始花,全天无高峰期。
3.4 稻米品质
2015年安徽省农业科学院水稻研究所初步分析徽敏S 稻米品质结果: 出糙率79.6%, 精米率72.3%,整精米率58.2%, 长宽比2.3,垩白米率0 ,垩白度0,透明度2级,碱消值7.0 级,直链淀粉含量13.1%, 胶稠度77 mm , 蛋白质含量14.34%。
3.5 抗性
2015年经安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所人工接种鉴定,徽敏S稻瘟病中抗(5级),稻曲病中抗(5级),白叶枯病感(7级),2014~2015年2年制种均未发现稻粒黑粉病。
3.6 与亲本广占63S的区别
①徽敏S播始历期比广占63S短7 d左右;②徽敏S株高比广占63S矮5 cm;③徽敏S团粒型,长宽比约为2.4,广占63S为长粒型;④徽敏S叶色深绿,广占63S叶色淡绿;⑤徽敏S对除草剂苯达松敏感基因敏感。
该不育系配组广泛,配合力好,已配出较多的苗头组合,其中徽敏S/13C138在2014~2015年间小区鉴定中,表现出高产、优质、抗病,较优838分别增产9.23%~11.47%。株高123 cm,平均每穴有效穗9.5个,每穗总粒数278.3粒,每
穗实粒数233.8粒,结实率84.0%,千粒重27.0 g左右。稻米外观品质优,尤其是稻米透明度好,整精米率高。田间表现抗水稻白叶枯病、无稻瘟病。
5.1 苯达松包衣剂混播制种纯度试验
将含量为48%的苯达松水剂分别按照0.05%、0.10%、0.50%、1.00%、5.00%的不同浓度梯度溶解在15%多·福悬浮种衣剂中,以浓度0%为空白对照,做成6种不同浓度苯达松的种衣剂,分别对徽敏S及杂交组合徽敏S/13C138进行包衣处理(每1 L种衣剂包15 kg种子),调查各处理的发芽率,确定彻底杀死杂种中因自交结实而混杂的徽敏S苯达松种衣剂浓度。
结果表明:几种含不同苯达松浓度的包衣剂对徽敏S进行的包衣处理,随着包衣剂中苯达松含量的增加,徽敏S包衣后的发芽率逐渐减小,当苯达松包衣剂的浓度为0.3%时,徽敏S的发芽率为6.50%,当苯达松包衣剂的浓度为0.5%时,徽敏S的发芽率为1.21%,说明如果当种衣剂中苯达松的浓度在0.5%以上时,可以将杂交组合中的徽敏S杀死98.79%,确保杂种F1的纯度达标。同样苯达松包衣后的杂交组合徽敏S/13C138进行的发芽试验中,当苯达松浓度增加至将徽敏S杀死98.79%,即包衣剂中苯达松的浓度为0.5%,包衣剂中的苯达松对杂种F1的发芽率并无影响,发芽率都在90%以上。
5.2 苗期致伤用量重复试验
徽敏S苗期喷施含量为48%的苯达松,设0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 ml分别加水50 g/m2等6个处理,以喷施清水为对照,每小区面积为1 m2,湿润育秧。秧苗长至二叶一心期时,用不同浓度的苯达松溶液分别对其进行叶面喷雾。喷药后3、7、11、15 d调查叶片致伤或整株致死程度。结果表明,徽敏S在二叶一心时对含量为48%的苯达松致死用量在0.1~1.0 ml/m2范围内,且很接近0.5 ml/m2。也就是说,如果生产徽敏S/13C138杂交种F1中混杂有母本徽敏S,可用48%的苯达松在0.5 ml/m2的用药量下被去除,从而保证杂交种F1的纯度。
[1] 周丽华.杂交水稻增产潜力研究进展[J].怀化学院学报(自然科学版),2007,26(1): 82-84.
[2] 斯华敏, 刘文真, 付亚萍,等.我国两系杂交水稻发展的现状和建议[J].中国水稻科学,2011,25(5):544-552.
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[4] 孙正玉, 霍金兰, 孙明,等.2013年夏季高温对盐城水稻生产的影响[J].大麦与谷类科学,2014(3):12-14.
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[6] 雷东阳.两系法杂交水稻制种安全问题探讨[J/OL].[2015-11-10].http://www.doc88.com/p-8049034448495.html.
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安徽省农业科学院学科建设项目(14A0102);安徽省农业科学院科技创新团队(15C0108);“863”计划(2014AA10A603);安徽省国际科技合作计划项目(1503062031)。
张德文(1972- ),男,安徽合肥人,副研究员,硕士,从事水稻杂种优势利用研究。
2015-11-10
S 511.2+1
A
0517-6611(2015)35-044-03