房贤涛,黄庭旭,何花榕,谢祖钦,杨惠杰
(福建省农业科学院水稻研究所,福州350018)
水稻早熟糯性品系的评价鉴定
房贤涛,黄庭旭,何花榕,谢祖钦,杨惠杰
(福建省农业科学院水稻研究所,福州350018)
为了解自主选育的水稻糯性品系的特性及在杂交稻育种中的作用,在福州早季对水稻早熟糯性品系的农艺性状、米质、抗性及恢复力进行了鉴定。结果显示:WX4、WX8和WX9 3个品系的农艺性状、米质、抗性和恢复力方面综合表现较好,是可以加以应用的恢复系。通过考察各品系与3个糯性不育系配组的杂交种关键性状,糯性品系与‘嘉农WXA1’配组产量优势比较明显。在与‘嘉农WXA1’的配组中,嘉农WXA1/WX3、嘉农WXA1/WX4组合生育期符合福建早季选育标准、糯性得以保持,产量虽然比对照低,但差异不显著。结合恢复系和杂交稻的综合性状考量认为:恢复系WX4综合性状好,在常规稻和杂交稻选育方面有较好的利用价值,WX4命名为‘福糯恢1号’。
恢复系;糯稻;早熟
糯稻(Oryza sativa L.var.GlutinosaMatsum)是稻的粘性变种,与其他稻米最主要的区别是胚乳不含或极少含(一般<2%)直链淀粉,稻米外观为不透明的白色,由于其特殊的口感和食味使之成为众人喜爱食用的粮食之一,以其为原料制作的粽子、元宵、年糕、驴打滚及糕点蓼花等传统食品更是让人爱不释口。糯稻农作是许多国家、民族稻作文化和人类文明的重要组成部分[1-2]。近年来,由于酿造、糕点以及保健食品等行业的迅速发展,市场对糯米的需求量逐年增加[3]。随着人民生活水平的不断提高,人们不但要求吃饱,更希望吃好,因此开始追求集营养和保健双重作用的饮食,对稻米营养成分也提出新的要求,市场对优质和特种稻米的需求越来越迫切[4]。近些年,随着糯稻研究的不断深入,选育杂交糯稻正逐渐被人们所重视,相继育成的糯稻不育系为杂交糯稻的发展提供了基础,很多不育系被选育出来,如‘嘉农WXS1’[5]、‘嘉农WX6A’[6]、‘嘉农WX5A’[7]、‘荃香糯S’[8]、‘辐糯2A’[9]等。相应的杂交糯稻也被选育出来,像‘嘉糯1优6号’[10]、‘糯优28’[11]、‘嘉糯1优3号’[12]、‘辐糯优396’[13-14]等等,并且超级杂交糯稻亦被选育出来[15],但是观察发现选育出来的杂交糯稻都是以中晚稻为主,几乎没有早稻品种。对于福建省而言,早季水稻米质普遍较差,这是由于特定的气候环境因素造成的[16],而种植早熟糯性品种则可以对稻米品质起到很好的改善作用,并且糯米粉的应用也很广泛[17-18],能大大提高农民的经济效益,而福建省的常规早糯品种如‘早糯717’、‘闽糯076’等是20世纪80、90年代的品种,存在品种老化问题,已无法适应当前的生产需要。为此,笔者以现有糯性品系为基础,通过导入早熟、高抗稻瘟病基因育成了一批早熟糯稻品系。笔者对育成的糯稻品系的农艺性状、恢复力和米质以及糯稻品系与不同不育系配组的播始历期、杂交种米质、产量等指标进行了鉴定,明确了适宜的恢复系材料和最佳的配组组合。通过该糯性品系的育成,旨在为福建早熟常规糯稻和早熟杂交糯稻的推广应用提供材料和基础。
1.1 品系
糯稻品系编号WX1、WX2、WX3、WX4、WX5、WX6、WX7、WX8、WX9,以常规早熟糯稻‘R020015-1’为对照(糯性品系由‘R020015-1’与抗稻瘟病品种‘高抗7号’杂交选育而成)。
杂交种:糯稻品系与糯性不育系‘嘉农WXA1’、‘嘉农WX2A’、‘D62WXA’分别配制组合(3个不育系均为福建农林大学杂种优势利用研究所育成),共27个。
杂交种对照为‘金优2155’(福建水稻区域试验早稻迟熟组对照)。
1.2 试验设计
试验于2014年早季在福建省农业科学院水稻研究所农场进行。采用湿润育秧,3月12日播种,4月10日移栽,秧龄29天;糯性品系采取随机排列,3次重复,小区面积2 m2。杂交种品系采取随机排列,2次重复,小区面积2 m2。所有品系均为单本植,规格20 cm× 20cm,田间管理按一般大田栽培措施进行。
记录各小区播始历期,成熟期糯稻品系每小区取5株进行室内考种,对各农艺性状进行考察。收取米样于福建省农科院水稻研究所米质分析室进行鉴定。
杂交种材料成熟期随机取5株对其结实率进行测定,剩余进行实割测产。
抗性鉴定分别于2013年和2014年在上杭茶地进行。
1.3 数据分析
数据采用Excel和DPS软件进行处理[19]。
2.1 糯稻品系农艺性状比较
表1 各糯稻品系农艺性状对比
从表1可以看出各品系生育期变幅较大,WX7生育期最长,达到98.67天,对照95.67天,它们二者之间差异极显著,其余品系生育期都比对照缩短,且都与对照差异达到了极显著水平,生育期最短的为WX4,说明各糯稻品系经杂交选育后生育期变短;穗长方面WX2穗长最长,达31.27 cm,WX3和WX4较短,分别为24.64 cm和24.97 cm,其中WX2和WX3与对照达极显著差异,WX4与对照差异显著,其余品系与对照相比差异不显著;株高方面WX8株高最高,WX4最矮。WX2、WX4、WX6、WX7和WX9都比对照矮,除WX2达不到极显著水平外,其余都与对照差异极显著。WX1、WX3和WX5与对照差异不显著。说明总体上各品系比对照在高度上缩短;每穗粒数方面,WX4和WX1比对照降低,达到了极显著水平,其余品系与对照相比都达不到显著水平;有效穗方面,WX5比对照降低,且差异极显著。WX8、WX9虽比对照增加但差异不显著,其余品系都比对照极显著增大,说明各品系与对照相比在有效穗方面有所提高;观察结实率发现,结实率变幅较大,最小的WX1为72.25%,最高的WX9为93.12%,差异达21个百分点;小区品系之间差异较大,对照的结实率为82.29%,WX1和WX5比对照降低,WX3、WX4和WX9比对照增高,都达到了极显著水平。WX6、WX7和WX8与对照差异不显著;千粒重方面,对照的千粒重最大,达到了31.08 g,最小的是WX2为26.52 g,与对照相比,各品系的千粒重明显下降,且差异极显著;品系小区理论产量从4648.1~9474 kg/hm2不等,WX7理论产量最大,WX1最小,对照产量7670.1 kg/hm2,最大值和最小值与对照呈极显著差异,WX4和WX5都比对照显著降低,WX5达到了极显著水平,WX9比对照极显著增加,其余品系与对照差异不明显。
总体上,选育的各品系与对照农艺性状相比,生育期缩短,株高降低,有效穗增加,千粒重降低,其余性状因品系不同呈现不同差异水平。
2.2 糯性品系抗性鉴定结果
2013 年和2014年连续2年在龙岩上杭茶地进行稻瘟病自然诱发鉴定。
观察表2可以看出,各糯稻品系抗性分布较广,从高度感病到抗病都有分布,由于不同年份温度,湿度的外界环境变化及稻瘟病生理小种变化,故不同年份其抗性亦会出现差异,这一点在WX1、WX5、WX6、WX7品系抗性结果上都有体现。WX3、WX4、WX5、WX8和WX9经2年稻瘟病鉴定均表现良好,综合评价为中抗或抗,对照两年则表现均为高感。
2.3 稻米品质
观察表3可以发现,各糯稻品系糙米率介于78.8%~79.80%之间,对照为79.0%,各品系与对照相比差异不显著;精米率介于58.5%~65.15%之间,WX5最高,对照居中为62.25%,但与其他品系差异均达不到显著水平;观察发现,在整精米率方面各品系整体偏低,从18.85%~35.65%不等,对照为29.30%,WX1品系整精米率比对照极显著降低,WX6和WX9比对照显著增加,WX9达到了极显著水平。其他品系与对照相比差异不显著;在米粒长度方面,各品系粒长从6.0~6.5 mm不等,除WX4与对照差异不显著外,其余品系都比对照极显著增长;糊化温度方面各品系与对照相比差异不显著;直链淀粉含量方面,各品系含量从1.15%~2.1%不等,对照含量1.45%,WX5、WX6和WX7比对照高,且差异极显著,WX2、WX8和WX9比对照显著降低,其他品系与对照差异不显著;胶稠度方面,对照为100 mm,WX3比对照显著降低,其余各品系与对照均达不到显著差异水平,显然在这一指标上各品系之间无差异。
表2 各糯稻品系2年抗性鉴定
总体上,各品系与对照相比在粒长上有所增长,在糙米率、精米率、胶稠度方面差异不明显,其他各指标则表现各异。
2.3 糯稻品系恢复力测定
观察表4可以看出,与糯稻不育系配组,各品系的结实率平均值变幅范围为76.6%~89.2%,WX2所配组合最低,WX8所配组合最高,对照所配组合结实率居中为83.5%,但是观察发现,对照与各品系之间的差异均达不到显著水平,说明各供试品系在恢复力方面与对照无显著差异,亦具有良好的恢复力,可以作为正常恢复系使用。
2.4 杂交稻米质测定及产量
2.4.1 各品系与‘嘉农WXA1’(简称A1)配组生育期及米质、产量指标从播始历期看(表5),最短的是A1/ WX4组合90天,最长的是A1/WX7组合,对照为95.5天,A1/WX7组合比对照长5天,差异极显著,其余组合与对照相比虽有显著差异,但是均符合福建早稻区试对于生育期的标准(不长于对照3.0天);糙米率指标上各组合与对照相当,差异不显著;在精米率上对照最高,但与其他组合差异不显著;整精米率方面,A1/ WX8组合最高,且比对照显著增高,最低的是A1/ WX5,而WX2、WX3、WX4、WX5组合都比对照极显著降低,WX1、WX6、WX7和WX9组合与对照差异不显著;在粒长方面各组合均比对照短,达极显著水平;直链淀粉方面,各组合含量介于1.25%~2.25%之间,WX5和WX7组合直链淀粉含量≥2%,其余组合均低于2%,最小的是WX2组合,因与对照无可比性,未做显著性分析。经实割测产,对照产量最高,折合产量为9474.08 kg/hm2,最低的是WX1组合,WX1、WX2、WX9组合比对照减产极显著,其余组合与对照差异不显著。
表3 各糯稻品系米质分析结果
表4 各品系与糯稻不育系配组杂交种结实率%
2.4.2 各品系与‘嘉农WX2A’(简称A2)配组生育期及米质指标从播始历期上看(表5),WX2、WX7、WX8组合比对照极显著增长,WX9组合比对照显著增长,最短的是WX4组合。从表5看出,除WX2、WX7和WX8组合外,其他组合符合现行福建早稻选育标准;在糙米率方面,各组合与对照相当,无显著差异;在精米率方面,除WX2、WX3、WX4组合比对照极显著降低外,其余组合虽比对照低,但与对照差异不显著;在整精米率上,各组合都较低,基本不到30%,除WX4比对照显著降低外,其他都与对照无显著差异;在粒长方面,WX1比对照短,达极显著。WX8和WX9比对照极显著增长,其余组合与对照差异不显著;在直链淀粉含量上,对照含量为22.45%,组合中最低为WX2组合1.3%;产量方面,通过测产发现各组合均显著低于对照,WX1、WX2、WX3、WX4、WX5组合产量比对照极显著降低。
表5 各糯稻与不育系配组的杂交种米质及产量性状
2.4.3 各品系与‘D62WXA’(简称A3)配组生育期及米质指标从播始历期看(表5),WX2、WX5、WX6组合与对照差异不显著,WX1、WX3、WX4组合均比对照极显著缩短;WX7、WX8、WX9组合比对照极显著增加。除WX7、WX8外其余组合符合福建早稻区试标准。在糙米率方面各组合与对照差异不显著;在精米率上对照为65.45%最高,WX5、WX7和WX9组合精米率较低,和对照差异极显著,其余组合与对照无显著差异;在整精米率上,WX4,WX5和WX6组合比对照增加,其余组合表现不一,但都无显著性差异;在粒长上除WX8组合与对照不显著外,其余组合均比对照降低,有的达到了极显著水平;直链淀粉含量上,对照直链淀粉含量为22.45%,各组合均低于2%;在产量水平上所有组合均比对照减产,且达极显著差异。
对自主选育的早熟糯性品系进行了农艺性状、育性恢复、抗性和稻米品质的考察,研究发现农艺性状方面除WX7播始历期大于97天外,其余均小于97天。WX1和WX5结实率偏低,在抗性方面WX3、WX4、WX5、WX8和WX9经2年稻瘟病鉴定均表现良好,综合评价为中抗或抗。稻米品质方面各品系整精米率普遍偏低,其他指标与对照相比存在个别差异,除WX3、WX5和WX7直链淀粉指标大于或等于2%外,其余小区均小于2%,糯性较好。在恢复力方面,各品系都有较强的恢复力。从以上几方面看,WX4、WX8、WX9虽在某一方面存在缺点,但可以作为正常恢复系加以利用。
通过对糯稻品系与不同的不育系的配组来看,整体上,各杂交稻组合在生育期、糙米率、精米率因组合不同而呈现了一定差异,直链淀粉含量方面,绝大部分组合在直链淀粉含量上≤2%,符合糯米选育标准。在整精米率方面都存在普遍偏低的问题,基本在30%左右。通过产量对比发现,在与A1配组中WX3、WX4、WX5、WX6组合产量比对照减产不显著;其余均显著减产,在与A2和A3配组中,杂交稻产量均比对照显著降低。
研究表明,WX4、WX8和WX9品系在农艺性状、抗性、稻米品质和恢复力方面表现优异,可以重点加以利用,可以作为早熟常规糯稻加以应用或者通过与适宜的糯性不育系配组培育早熟杂交糯稻。在与3个不育系的配组中,与A2、A3配组的产量指标都不理想,与A1配组中WX3、WX4、WX5、WX6组合产量比对照减产不显著,综合农艺性状和抗性指标及恢复系性状表现,初步认为恢复系WX4综合性状尚可,配组的杂交稻作为特种稻而言有一定的优势,有望进一步发掘利用,WX4命名为‘福糯恢1号’。
对于杂交糯稻,因其品质和产量的优势而被更多人重视,福建农林大学利用辐射诱变育成了多个糯稻不育系[16],这为杂交糯稻的发展提供了母本基础。但观察发现,近年来选育出的糯稻品种几乎都为中晚稻品种[20-21]。在本研究中,鉴定评价出了3个优质、抗病早熟糯性恢复系,通过其与糯稻不育系配组实现了早熟杂交糯稻组合的产生,虽然产量上没有优势,但是不排除通过与其他不育系配组产生强优势的可能。这一点上,可能会对福建早熟杂交稻的发展是一个有利的补充。
通过本研究可以发现早季种植的水稻,无论是恢复系还是杂交稻,普遍存在整精米率偏低的问题,这跟气候环境因素有很大关系,早稻一般3月上旬播种(福州为例),抽穗灌浆期正值6月中下旬到7月上旬这段时间,而此时环境平均最低温度26.1℃[22],高温35℃以上,水稻灌浆速度快,直接导致垩白度大,垩白率高,对于稻米加工品质而言,意味着碎米率高,整精米率低,直接降低经济效益。本研究采用糯稻为研究材料,虽然由于气候原因,碎米率高的因素没有克服,但是通常糯米加工食用是以糯米粉的形式出现,而制作糕点、元宵、糍粑等都是以糯米粉为原料,不仅于此,糯米粉的应用非常广泛,在建筑[17]、医药[18]、冷冻食品[23]等方面都有非常多的应用。因此,在因为气候条件影响而导致早熟杂交稻加工品质差的问题,在短时间内未能有效解决的前提下,在福建早季种植糯稻品种,还是既能满足日常生活需要,又能创造良好的经济效益,从以上几个方面来说,早熟糯稻的应用前景非常广阔,在福建早季种植糯稻品种可以大大提高农民的经济效益。
本研究考察的侧重点是福建水稻早季选育的几个控制性指标,如播始历期、稻瘟病抗性、结实率和直链淀粉含量等,对于未入选的株系,不乏存在其他优良的特质,与其他不育系配组亦可能发挥其优势。另外,对于在评价杂交稻抗性时,本研究对各糯稻品系与不育系配组的杂交种进行抗性鉴定,而是侧重从父本方面加以选择,难免有失偏颇,有待日后加以验证。
[1]游修龄.糯稻文化区[J].中国稻米,1995,2(1):25-26.
[2]游修龄.糯米饮食文化圈的兴衰[J].饮食文化研究,2006(3):3-9.
[3]罗炎兴,林培群,张集文,等.辐射诱变选育高产优质多抗釉型糯稻新品种鄂荆糯6号[J].核农学通报,1991,12(2):63-65.
[4]伍时照,杨军,何秀英,等.华南地区部分优质和特种稻米氨基酸及矿质元素含量的研究[J].华南农业大学学报,1996,17(3):19-24.
[5]黄荣华,张书标,章清杞,等.糯质光温敏核不育系嘉农WXS1的选育及应用[J].江西农业大学学报,2007,29(4):513-517.
[6]黄荣华,杨仁崔.杂交糯稻不育系嘉农WX6A的选育及应用[J].亚热带农业研究,2009(4):217-221.
[7]黄荣华.杂交糯稻不育系嘉农WX5A的选育及应用[J].福建稻麦科技,2009,27(4):4-7.
[8]王合勤,陈金节,张云虎,等.香型糯稻光温敏核不育系荃香糯S的选育[J].杂交水稻,2011(2):18-19.
[9]邓达胜,邓文敏,马安禄,等.优质糯稻不育系辐糯2A的选育和利用[J].杂交水稻,2008,23(6):11-12.
[10]陈登耀,游天智.嘉糯1优6号杂交糯稻新品种高产栽培技术要点[J].种子世界,2010(10):48.
[11]徐国华,张生斌,舒冰,等.杂交糯稻糯优28特征特性及栽培技术要点[J].农业科技通讯,2010(1):132-133.
[12]卢凤初,兰兴庆.杂交糯稻新品种—嘉糯1优3号[J].中国农技推广, 2009,25(5):15-16.
[13]福建农业大学科学家培育出的超级杂交糯稻创高产世界记录[J].生物学教学,2009,34(4):78-78.
[14]邓达胜,杨学锋,邓文敏,等.杂交糯稻辐糯优396的高产栽培[J].种子科技,2008,26(6):62-62.
[15]姚毅.高产稳产杂交糯稻新组合“辐糯优396”[J].农家科技,2008 (9):7-7.
[16]黄荣华.优质杂交糯稻不育系D62WXA的选育及应用[J].上海交通大学学报:农业科学版,2007,01:34-37,65.
[17]CNN选出人类史22座最伟大建筑中国两建筑入选[J].中国住宅设施,2014(1):125-125.
[18]曹伟.木薯粉、糯米粉变身创可贴[J].科学大众:中学生,2013(9):10. [19]唐启义,冯明光.实用统计分析及其计算机处理平台[M].北京:中国农业出版社,1997:46-70.
[20]黄荣华,范富英,程祖锌,等.高产优质杂交糯稻新组合嘉糯1优6号的选育与应用[J].福建稻麦科技,2011,03:1-4.
[21]黄荣华,范富英,程祖锌,等.优质高产杂交糯稻新组合嘉糯1优2号的选育与应用[J].杂交水稻,2011,06:14-17.
[22]福州市气象局.福州市2015年6月气候影响评价[EB/OL].http:// www.fzqx.gov.cn/Article/1329,2015.7.5.
[23]唐科全,李汝玉.特制糯米粉在冷饮食品中的应用[J].粮食与饲料工业,1993(4):13-15.
Identification&Evaluation of Rice Waxy Strains with Early Maturity
Fang Xiantao,Huang Tingxu,He Huarong,Xie Zuqin,Yang Huijie
(Rice Research Institute,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou 350018,Fujian,China)
In order to learn the characteristics of rice waxy strains by self-selection and the role of rice waxy lines in hybrid rice breeding,agronomic traits,grain quality,resistance and restoring force were identified on waxy rice with early maturity in Fuzhou early season.The result indicated that WX4,WX8 and WX9 had better comprehensive performance on agronomic traits,grain quality,resistance and restoring force,and they could be used as restorer lines.By studying the key characteristics of hybrids which were obtained by waxy rice strains crossed with three waxy rice CMS-Lines,the combinations of waxy lines with‘JianongWXA1’had better yield performance.Among the combinations,JianongWXA1/WX3 and JianongWXA1/WX4 accorded with the standard of rice breeding in Fujian early season,and the waxy was maintained.Although the yield of the combinations was lower than that of CK,the difference was not significant.By combining the comprehensive characteristics of restorer lines and their hybrids,the restorer line WX4 had better performance and good value in conventional and hybrid rice breeding.WX4 was named‘Fu Nuo Hui 1 Hao’.
Restorer Line;Waxy Rice;Early Maturity
S511
A论文编号:cjas15070003
福建省农科院导师制基金“水稻早熟恢复系福糯恢1号的选育”(2012DQB-17);福建省科技重大专项“水稻种质资源创新利用及新品种选育”(2013NZ0002-2);福建农科院科技创新团队项目“适应于华安种业经营的水稻审定品种的研发与应用”(CXTD-2-1312)。
房贤涛,男,1980年出生,山东莱阳人,助理研究员,硕士,主要从事水稻遗传育种研究。通信地址:350018福州市仓山区城门连坂福建农科院水稻研究所,Tel:0591-83403240,E-mail:2000203403@163.com。
黄庭旭,男,1964年出生,研究员,硕士,主要从事水稻遗传育种研究。通信地址:350018福州市仓山区城门连坂福建农科院水稻研究所,E-mail:superice63@163.com。杨惠杰,男,1962年出生,广东饶平人,研究员,博士,主要从事水稻遗传育种和生理生态研究。通信地址:350018福州市仓山区城门连坂福建农科院水稻研究所,Tel:0591-83403240,E-mail:hjyang62@163.com。
2015-07-06,
2015-09-08。