两系不育系1892S选育系列抗逆组合推广应用

2016-06-15 00:37杨联松白一松
安徽农业科学 2016年8期
关键词:两系配合力结实率

杨联松,白一松,钱 征

(1.安徽省农业科学院水稻研究所,安徽省水稻遗传育种重点实验室,安徽合肥 230031;2.安徽华安种业有限责任公司,安徽合肥 230031)



两系不育系1892S选育系列抗逆组合推广应用

杨联松1,白一松1,钱 征2

(1.安徽省农业科学院水稻研究所,安徽省水稻遗传育种重点实验室,安徽合肥 230031;2.安徽华安种业有限责任公司,安徽合肥 230031)

摘要1892S 是安徽省农业科学院水稻研究所用培矮64S 的窜粉变异单株选育的中籼光温敏核不育系,2004 年8 月通过安徽省技术鉴定。1892S 具有配合力高、可繁性好、异交率好、制种产量高、抗性强、米质优等特点。所配组合杂种优势强,具有耐肥抗倒、适应性广等优点。该研究介绍了1892S 的选育经过、育性表现、特征特性、系列品种示范推广情况,为籼型光温敏核不育系1892S 及系列组合的推广应用提供理论依据。

关键词光温敏核不育系;1892S;选育;示范推广

水稻是我国乃至世界上最重要的粮食作物之一,也是重要的战略性储备物资,全世界近50%的人口以水稻为主食。水稻生产已经由以往的高产目标转向“高产、优质、高效、安全、生态”综合目标,其涉及面广,制约因素多。为适应当前水稻栽插方式转变,迫切需要选育适应性广尤其是适应机械化插秧并早生快发的超级稻品种,然而在水稻生产中超高产与抗倒伏能力往往难以兼顾。安徽省农业科学院水稻研究所经过多年的努力,选育出配合力高、抗逆性强的偏籼型两系不育系1892S,育成系列耐高温、抗逆性好的两系杂交稻新组合,正适合当前生产需要,并已在生产上大规模应用,效果显著,现已在安徽、湖南、江西、湖北、江苏、河南、广西、福建、浙江等省区大面积广泛应用。笔者现将1892S选育经过及系列组合的推广应用介绍如下。

1两系不育系1892S的选育

利用性状优良的早代自然异交株,在分离群体选择优良单株的同时,在稻瘟病高发区筛选,重视籼粳形态性状,重点选择抽穗时壳色较绿、稃毛少而软的单株,早代与用多类型的典型籼稻恢复系测交,选育出配合力好、抗逆性强的偏籼型两系光温敏核不育系1892S[1]。

1.1选育经过1999年冬海南:从培矮64S分期播种田的5 000株群体中选中1株植株较矮、粒型稍大、剑叶较短、柱头外露高、茎秆较为粗壮的单株,随即套袋自交。

2000年夏合肥:种植299株,7~8月单株镜检,发现花粉为典败型,且育性稳定,但植株形态单株间有差异,套袋自交不实,9月初镜检发现有染败花粉,同时根据在黄山休宁县商山镇新雁村稻瘟病发病情况,选择抽穗时壳色较绿、茎秆粗壮的单株60株,割茬并分单株收获种子。

2000年冬海南:每株系种植500株,选择结实率高、株型好、茎秆粗壮、抗性好的单株17株,套袋自交。

2001年夏合肥:种植17个株系(每株系100株),单株镜检,并套袋检查自交结实情况,选优良单株31株,割茬再生,收种,同步进行配合力测定,对稻瘟病和白叶枯病进行接种鉴定。

2001年冬海南:种植31个株系,根据抗性鉴定结果,选抗稻瘟病和白叶枯病株系第18~19为原原种,并定名为1892S。同时进行新组合优势鉴定,并继续进行广泛测配。

2002年夏合肥:种植株系2个,生产核心种子;新组合制种。

2002年冬海南:原种繁殖0.03 hm2,继续进行配合力测定。

2003年夏季:新组合制种及推荐参加区试。

2004年夏合肥:通过安徽省品种审定委员会技术鉴定。

1.2不育系1892S与培矮64S比较

1.2.1特征特性比较。由表1可知,1892S和培矮64S在株高、穗粒数、茎秆粗壮程度等13个性状上表现明显差别。

1.2.2指纹图谱比较。杨剑波[2]利用RM1等48对SSR核心引物对1892S和培矮64S进行标记,出现的特征条带作为指纹图谱,并形成分子身份证。1892S的分子身份证为:4363 3323 2721 1234 2451 2282 2127 2118 4551 1211 A431 6621;培矮64S的分子身份证为:2363 3613 2722 1124 2351 2281 6227 112A 2552 3341 A331 4732。从指纹图谱或分子身份证可以看出,1892S与培矮64S有23处条带有差别,占48个条带中的48%,说明1892S与培矮64S在指纹上表现差别明显。

1.3不育系1892S育性观察

1.3.11892S人工气候箱育性鉴定结果。2010年利用人工气候箱设置4种光温条件,对1892S进行育性鉴定。由表2可知,1892S与培矮64S同属低温敏类不育系,而1892S在4种光温条件下花粉败育度好于对照,说明1892S制种安全性较好。

表1 不育系1892S与培矮64S特征特性比较

1.3.2不育系1892S分期播栽观察花粉育性。2003~2006年在合肥对1892S进行分期观察试验,抽穗时取小穗镜检花粉育性,同时套袋检查自交结实情况。

2005年1892S于7月27日始穗至8月28日经连续隔日镜检和套袋自交,均表现为花粉败育率为100%、自交结实率为0%(表3)。8月18~25日连续8 d日平均气温低于23.5 ℃,其中日平均温度低于22 ℃的有4 d,在出现低温后,继续对1892S进行镜检,每天镜检30~50株穗。镜检发现1892S从8月30日(即首日低温后的第12天)花粉育性出现波动,出现少量可染花粉(0.15%),套袋自交结实率为0.2%。9月6日有1.8%花粉可育,套袋自交结实率最高为1.6%。2006年1892S于7月28日始穗至9月6日经连续隔日镜检和套袋自交,均表现为花粉败育率为100%、自交结实率为0%。

表21892S人工气候箱内育性鉴定结果(2010年)

Table 2Fertility identification results of 1892S in artificial climate chamber(2010)

品系Strains光温设置(日照时数/温度)Lightandtemperaturesetting(sunshinehours/temperature)观察日期Observationdate∥月-日育性Fertility花粉败育率Pollenabortionrate∥%自交结实率Selffertilityrate∥%培矮64S14.5h/23.5℃08-10~08-1999.310(对照)14.5h/24.0℃08-06~08-1699.430Pei'ai64S12.5h/22.5℃08-05~08-1299.460(CK)14.5h/自然08-02~08-1299.5501892S14.5h/23.5℃08-15~08-2499.54014.5h/24.0℃08-15~08-2299.57012.5h/22.5℃08-08~08-1599.53014.5h/自然08-02~08-1299.680

表3 1892S在合肥自然条件下花粉败育和套袋自交结实情况

注:2003年7月1、10、11日,8月13、14、18、30、31日出现日平均温度低于23.5 ℃的低温;2004年8月22、31日,9月16日出现日平均温度低于23.5 ℃的低温;2005年8月18~25日出现日平均温度低于23.5 ℃的低温;2006年7~8月未出现日平均温度低于23.5 ℃的低温。

Note: The daily average temperature lower than 23.5℃ appeared on Jul. 1, 10, 11, Aug.13, 14, 18, 30, 31 in 2003, Aug.22, 31, Sept.16 in 2004, Aug.18-25 in 2005; the daily average temperature lower than 23.5℃ didn't appear during Jul.-Aug. 2006.

在合肥地区2003~2006年连续4 a不同的气候条件下,1892S于5~6月播种,7月26日至8月26日抽穗,不育株率为100%,花粉镜检,花粉败育率为100%,套袋自交率为0%,不育期稳定在30 d以上。根据2007年以后的多年花粉育性观察,育性转换期一般在9月2日以后。1892S在沿江、江淮地区制种安全性好,适宜的安全抽穗扬花期在8月15~20日。

1.41892S特征特性

1.4.1农艺性状。在合肥4月中、下旬播种,播始历期为87 d左右,主茎叶片数为15.6~16.0叶;5月播种,播始历期为74~87 d,主茎叶片数为14.5~15.5叶;6月播种,播始历期为53~68 d,主茎叶片数为13.5~14.5叶。在海南春繁可育期间株高(70±5)cm,主茎叶片数为13.9~14.6叶,单株9~13穗,每穗(165±10)粒,千粒重22 g左右。全生育期112 d左右,年际间变化不大,有利于准确安排制种抽穗扬花期。

1.4.2配合力高。根据程侃声等[3]人分类方法可知,1892S籼粳形态指数为13(表4),为偏籼类型,与典型籼稻配组易获得较强优势组合。

表4 不育系1892S籼粳形态指数

注:各项目的分数相加,0~8分为籼,9~13分为偏籼,14~17分为偏粳,18~24分为粳稻。

Note: The sum of scores of each item, 0-8 is indica, 9-13 is slanting indica, 14-17 is slanting japonica, 18-24 is japonica.

截至2014年,已经有9个组合通过国家或省级审定(其中4个通过国家审定),2014年由1892S配制的46个组合参加国家及不同省份的区域试验(其中参试国家区试8个,参试安徽省区试16个,参试湖南省区试15个,参试江西省区试5个,参试湖北省区试2个);2015年有9个组合申报品种审定(其中3个组合申报国家品种审定,3个组合申报江西省审定,1个组合申报湖北省审定,2个组合申报安徽省审定),这也证明了1892S有较好的配合力。

1.4.3可繁性好。1892S在可育期间,穗大粒多,不包茎,分蘖强,插15万穴/hm2(稀插便于除杂),单株有效穗为15个左右,每穗总粒数为170粒左右,正常年份自交结实率为67%左右,最高可达80%以上,产量达3 750~4 500 kg/hm2,高产年份可达5 250 kg/hm2以上。2009~2010年冬季在海南陵水光坡镇播种繁殖1892S不育系6.67 hm2,结实率为72.8%,平均产量达4 458 kg/hm2;2012~2013年冬季在陵水光坡繁殖1892S不育系15.33 hm2,结实率为83.9%,平均产量为5 789 kg/hm2,均通过专家验收。

1.4.4异交率好,制种产量高。在喷“920”情况下,1892S包茎较轻,柱头外露率高达89.5%,其中双外露率为49.5%,开颖角度51.5°,柱头大、活力强,花时较早,一般上午10:30左右始花,盛花期在11:00左右,开花集中,异交结实率达60%以上,制种易获高产。2005年在巢湖市海军圩皖稻153制种66.67 hm2,由于受台风影响,结实率仅39.2%,实收产量2 610 kg/hm2;2011年在肥东县撮镇徽两优6号高产制种33.33 hm2,结实率为64.0%,实收产量3 801 kg/hm2;2009年皖稻153在白湖顺港农场实施抛秧轻简制种20 hm2,结实率为51.0%,实收产量2 924 kg/hm2;2009年徽两优3号在巢湖市直播制种8 hm2,结实率为64.8%,实收产量4 055 kg/hm2,以上均通过安徽省农业科学院或安徽省科技厅组织专家测产验收。

1.4.5米质优。2015年经农业部食品质量监督测试中心(武汉)检测,1892S的稻米品质达国标3级标准。1892S品质性状为糙米率80.4%,精米率74.0%,整精米率67.2%,粒长6.5 mm,长宽比3.0,垩白米率14.0%,垩白度3.2%,透明度1级,碱消值6.0级,胶稠度60 mm,直链淀粉含量19.2%,水分11.6%。

1.4.6抗性强。2003年经安徽省农业科学院植物保护研究所人工接种抗性鉴定,稻瘟病2级,白叶枯病3级。2005~2013年在繁殖和大田种子生产过程中,偶见稻瘟病轻发生或不发生,未发现白叶枯病。

2系列组合的推广应用

2014年利用1892S配制的有自主知识产权的皖稻153、徽两优6号、徽两优3号、徽两优996均已经转让给华安种业公司、荃银超大等公司进行开发。

皖稻153、徽两优6号、徽两优3号、徽两优996等4个重点组合适合在长江中下游稻区和黄淮南部稻区作一季稻种植,也适宜在华南稻区作双季早、晚稻种植。由表5可知,2006~2014年已经累计推广面积169.62万hm2,其中皖稻153为118.57万hm2,徽两优6号为26.46万hm2,徽两优3号为13.01万hm2,徽两优996为11.58万hm2。

表5 2006~2014年重点组合应用面积统计

2012~2014年,利用1892S配制的4个重点组合在安徽省累计推广面积54.16万hm2,其中2014年安徽省应用面积为28.55万hm2(表6),占全省两系杂交稻种植面积的28.55%。

表62012~2014年重点组合在安徽推广面积

Table 6The application area of key combination in Anhui Province during 2012-2014

万hm2

尽管市场竞争激烈,但这4个重点组合年推广面积仍呈上升趋势,2014年推广面积达46.33万hm2(表7)。

表7 2006~2014年重点组合推广面积

安徽荃银、创富和湖北谷神种业有限公司等利用1892S配制的5个组合已经于2012~2014年通过国家或省级审定,正逐步在生产上推广应用。

以上通过审定的9个组合,由于表现抗倒、耐高温、抗稻瘟病、米质优、熟期适中等优点,适宜当前水稻机械化生产需求,尤其是皖稻153在生产中表现适应性广、抗倒伏能力强、耐高温等突出优点,自2009年以来,已经连续6 a被安徽省列为主导品种,2014年又被江苏省金湖县列为主推品种,2009年以来,皖稻153的年推广面积均在10.0万hm2以上,2014年推广面积达25.4万hm2。长江中下游稻区有大面积肥力水平不高的田块,适宜种植1892S系列组合。因此,可以预测1892S配制的系列组合应用前景广阔。

2007~2014年,采用手插秧、机插秧等不同栽插方式,在安徽省内外共设置了2个千亩示范片和18个百亩示范方,均取得了良好的效果。由安徽省科技厅、安徽省农业委员会、安徽省农业科学院等单位组织省内外专家对其中13个大田示范现场进行测产验收,实收产量在10 962.00~12 577.50 kg/hm2(表8),其中2013年在天长采用机插秧栽插方式徽两优6号产量12 509.55 kg/hm2、徽两优996产量12 577.50 kg/hm2,2010年徽两优6号在休宁县百亩手插秧高产示范中产量12 570.60 kg/hm2。这些高产典型通过现场观摩等方式积极宣传,均起到了良好的示范作用,引起了政府的重视和支持,促进了这些重点组合迅速推广应用。

3结语

该项成果的核心材料1892S是采用地理远缘、渗入爪哇稻血缘扩大遗传差异而提高杂种优势,通过对抽穗时谷壳颜色观察,经多代系统选择,育成不育性稳定、起点温度低、抗性好、米质优、配合力好和耐肥抗倒伏的偏籼型两系不育系。利用偏籼型籼稻不育系1892S配制的系列组合是针对我国杂交水稻耐高温、抗倒伏能力不强等问题进行的,遵循杂种优势与理想株型相结合的育种理论,经过多年努力选育成耐高温、抗倒伏能力强的皖稻153等系列组合。皖稻153等系列组合是将优质、高产、抗逆性、抗病、广适性等性状集中于一体的杂交籼稻新组合,配套安全高产高效繁殖、制种技术和高产栽培技术,积极与企业、农技推广部门紧密合作,实现育、繁、推一体化,推动新品种在生产上大面积推广应用,从

表8 2007~2014年系列组合高产示范现场测产情况

而提升了两系籼稻不育系育种技术水平和杂交籼稻生产水平,为推动两系杂交稻育种技术进步、促进两系杂交稻生产发展作出了贡献。

参考文献

[1] 杨联松,白一松.籼型优质光敏核不育系1892S的选育[J].杂交水稻,2006,21(3):15-16.

[2] 杨剑波.杂交水稻亲本SSR指纹图谱[M].合肥:安徽科学技术出版社,2012.

[3] 程侃声.亚洲稻籼粳亚种的鉴别[M].昆明:云南科技出版社,1993.

Promotion and Application of Male Sterile Line 1892S Breeding Series Resistant Combination

YANG Lian-song1, BAI Yi-song1, QIAN Zheng2

(1.Key Laboratory of Rice Genetics and Breeding in Anhui Province, Rice Research Institute, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei, Anhui 230031;2.Anhui Hua′an Seed Industry Co.Ltd.,Hefei,Anhui 230031)

Abstract1892S is a indica PTGMS lines bred with Pei′ai 64S by Rice Research Institute of Anhui Academy of Agricultural Sciences, and pass through the technical appraisal in Anhui Province in Aug. 2004. 1892S has high combining ability, good reproductive ability, outcrossing rate, high seed production yield, strong resistance, good quality; the combination has the advantages of strong heterosis, resistance to fat and lodging and wide adaptability. The breeding course, fertility performance, characteristics, demonstration and extension of series varieties of 1892S were introduced, which will provide theoretical basis for promotion and application of 1892S and combination.

Key wordsPTGMS; 1892S; Breeding; Demonstration and promotion

作者简介杨联松(1968- ),男,安徽望江人,副研究员,硕士,从事水稻遗传育种研究。

收稿日期2016-01-22

中图分类号S 511

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)08-063-04

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