高海拔粳稻凤稻系列品种系谱分析及农艺性状演变

何张伟 宋天庆 赵慧珠 梁 燕

（云南省大理州农科院粮作所，大理671005）



高海拔粳稻凤稻系列品种系谱分析及农艺性状演变

何张伟 宋天庆 赵慧珠 梁 燕

（云南省大理州农科院粮作所，大理671005）

摘要：对凤稻系列品种的系谱进行了分析，对不同年代选育的凤稻品种主要性状进行了比较，结果表明，凤稻系列品种涉及31个祖先亲本，主要源于日本、云南、中国台湾及其他地区引进亲本，从性状演变看凤稻品种产量、品质和株型性状都不断得到改良。凤稻系列品种选育实践证明亲本选择很重要，今后高海拔粳稻育种中还需要广泛收集鉴定种质资源，在以现有凤稻品种作为骨干亲本的基础上不断导入抗性、优质、肥料高效利用等基因以解决生产所需。

关键词：高海拔粳稻；凤稻系列品种；系谱分析；农艺性状演变

云南省地处低纬度高原，受纬度和海拔的双重影响，境内气候类型十分丰富。全省高海拔稻区主要分布在1950～2400m之间，常年水稻种植面积10万hm2左右，占全省粳稻种植面积的1/5。据不完全统计，2006-2013年高海拔粳稻凤稻系列品种在全省推广应用面积达42万hm2［1］，平均每年推广5.25万hm2，约占全省高海拔稻区种植面积的52.53％，凤稻系列品种已成为高海拔稻区最主要的种植品种，优良亲本的选配和科学的育种目标对优良品种的育成起着至关重要的作用。本文通过对凤稻系列品种的系谱及农艺性状演变进行分析，总结高海拔粳稻育种经验，以期为今后新品种的选育提供参考借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料 选取大理州农科院粮作所自1995年以来育成、以凤稻命名的16个通过省级审定的品种为材料（表1）。

1.2 方法 通过查阅资料和国家水稻数据中心网站对凤稻系列品种的亲本组合进行追溯，理清其亲缘关系，在此基础上绘制出系谱树，按照双亲各占育成品种细胞核0.5的遗传贡献值，系统选育品种亲本核遗传贡献率为1，母本细胞质遗传贡献值为1［2］，依此类推至祖先亲本，以计算祖先亲本遗传贡献值。比较分析不同时期育成的凤稻品种主要性状和产量的差异，探讨品种选育的目标方向。

表1 参试品种组合及审定年份

2 结果与分析

2.1 系谱分析 通过查阅资料和国家水稻数据中心网站［1，3-4］，建立了凤稻系列品种的系谱树，16个品种绘制了3个系谱树（图1-3）。系谱树Ⅰ包含凤稻9、16、17、18、20、21、22、25、29号9个品种，系谱树Ⅱ包含凤稻11、14、15、23号4个品种，系谱树Ⅲ包含凤稻8、19、26号3个品种。从系谱树可看出凤稻系列品种涉及31个祖先亲本，主要源于日本、中国台湾引进亲本、中国云南亲本和其他地区引进亲本，其中以日本品种爱国所衍生的轰早生、喜峰、农林8号作为祖先亲本育成的凤稻品种最多，达9个；由日本品种石狩白毛衍生的滇榆1号作为主要亲本育成4个品种；由中国台湾引进的台湾粳稻系统选育出的西南175作为祖先亲本育成2个品种；凤稻8号由日本品种金南凤、农垦58等为祖先亲本育成。从育种历史看，早期亲本选用了较多的外引材料，后期则较多地选用凤稻品种与中日合作选育的合系品种作为亲本。

图1 凤稻品种系谱树Ⅰ

图2 凤稻品种系谱树Ⅱ

图3 凤稻品种系谱树Ⅲ

不同来源的祖先亲本核质遗传贡献见表2，日本祖先亲本为15个，对凤稻系列品种的遗传贡献最大，核质遗传贡献率分别为45.75％和68.75％；中国云南祖先亲本为10个，对凤稻系列品种的遗传贡献次之，核质遗传贡献率分别为34.03％和31.25％；中国台湾和其他地区引进的祖先亲本各3个，核遗传贡献率分别为10.64％和9.57％，细胞质遗传贡献率均为0。日本祖先亲本对凤稻系列品种的遗传贡献如此之大，主要得益于1982-1996年在中国云南开展的中日合作育种项目，其间引进了一大批日本亲本材料［6］。利用日本高纬度低海拔的亲本材料与中国云南低纬度高海拔的亲本材料进行的地理远缘杂交，使日本亲本的高产、优质、株型好等性状与云南亲本的耐寒、抗逆性强等优良性状相结合，有效地促进了高海拔粳稻的选育。

表2 不同来源的祖先亲本核质遗传贡献

2.2 主要性状演变 本文对16个凤稻品种在省区试中的产量及主要性状进行统计［1，3-4］，并计算不同年代选育的凤稻品种主要性状的平均值以进行比较（表3）。从表中可发现，凤稻品种产量呈逐渐提升趋势，与产量相关的有效穗数呈逐渐下降趋势，穗总粒数在2010年前均不断增多，结实率与千粒重不断波动；株型方面，株高、穗长在2010年前均不断增加，2011-2014年育成的品种株高、穗长略有下降；品质性状糙米率变化不大，整精米率呈上升趋势，直链淀粉含量除2006-2010年育成品种有所增加外呈降低趋势，综合来看凤稻品种产量、品质和株型性状都不断得到改良。品种选育由穗数型向穗粒协调型转变，整精米率的提高使稻米商品率不断提高，直链淀粉含量的降低使得其食味品质更佳。

表3 不同年代选育的凤稻品种主要性状表现

3 讨论

因地制宜地选择亲本材料和确定科学的育种目标，对优良品种的育成起着至关重要的作用。高海拔稻区属于水稻生产的极限区域，倒春寒、8月低温及生育期内积温不足等不利条件对高海拔粳稻新品种选育造成严峻挑战。高海拔粳稻凤稻系列品种之所以能够取得成功最主要的原因是采用了较多的日本、中国台湾等地亲本材料和中国云南的亲本材料进行地理远缘杂交，使日本、中国台湾等地亲本的优良性状与中国云南亲本的耐寒、抗逆性强等优良基因进行聚集。这种跨区的基因交流为品种选育提供了大量的变异类型，而这种交流不仅仅是简单的优良性状的互补，在一些性状上可能出现超亲现象，如日本的高纬度低海拔亲本和中国云南的低纬度高海拔亲本都具耐寒性，但是在耐寒性上存在遗传差异［5］，通过杂交可将不同的耐寒基因组合在一起，从而选育出耐寒性更强的品种。凤稻系列品种的选育以早熟、耐寒、多抗、高产、稳产为前提，同时兼顾优质、广适作为育种目标［7］。通过分析发现，凤稻系列品种产量、品质和株型等性状都不断得到改良。育种是一项超前的工作，要预计到10年以后生产对品种的要求，因此对确定的育种目标要根据生产需求做出适当的调整。

高海拔稻区直接引种外省和本省其他稻区育成的粳稻新品种，很难适应本地严酷的自然条件［7］。外引品种很难直接应用于生产，但是凤稻系列品种选育实践证明外引亲本用于育种却十分必要，凤稻系列品种之所以能够在严酷的高海拔稻区表现良好，正是其丰富的遗传背景使得产量、品质、抗逆性不断提升。然而近年来引进的亲本材料较少，特别是可用于高海拔粳稻育种的国外品种几乎没有。随着社会的发展，生产上对高海拔粳稻品种提出更高的要求［8］，需要减少农药、化肥使用量，提高其品质等，育种上要考虑提高品种肥料利用率，增强抗性，提升品质。高海拔粳稻育种正面临新的挑战，还需要广泛收集鉴定种质资源，在以现有凤稻品种作为骨干亲本的基础上不断导入抗性、优质、肥料高效利用等基因以解决生产所需。

参考文献

［1］宋天庆，赵慧珠.坚持自主创新支撑云南高海拔粳稻生产发展.农业科技通讯，2015（3）：35-38

［2］付亚书.绥农号大豆品种系谱分析及主要性状比较研究.北京：中国农业科学院研究生院，2006

［3］宋天庆，赵慧珠.粳稻新品种凤稻17的选育.中国种业，2005（5）：51-52

［4］宋天庆，赵慧珠.云南高海拔粳稻新品种介绍及育种技术分析.云南农业科技，2012（S）：21-24

［5］蒋志农.我的农科之路.昆明：云南科技出版社，2003

［6］蒋志农，井上正胜.中日水稻耐寒抗病优质高产育种合作研究.西南农业学报，1989（2）：22-26

［7］宋天庆，赵慧珠.大理州高海拔粳稻育种进展与方法浅析.农业科技通讯，2009（1）：98-100

［8］何张伟，刘帆，段银妹.大理州农户采纳水稻新品种行为影响因素分析.中国种业，2014（10）：41-44

收稿日期：（2016-02-18）