廖亦龙 王丰 符福鸿 柳武革 李金华 朱满山 黄慧君 刘迪林 付崇允
(广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室,广州510640;第一作者:liaoyilong@21cn.com;*通讯作者:fwang1631@163.com)
为解决南方稻区生产上大面积推广种植的杂交稻组合存在的高产与优质的矛盾,以及高产不稳产、抗性与适应性较差等突出问题,笔者所在项目组自上世纪90年代中期开始,提出了优质多穗、高产稳产抗病的杂交稻育种技术落线。并期望从杂交稻的恢复系改良着手,培育出株型好、分蘖力强、品质优、抗性好、配合力好、恢复力强、恢复谱广、适应性广的多穗型优质恢复系,进而育成高产稳产、优质抗病、适应性广的杂交稻新组合供生产应用。
采用国内外引进的具有不同遗传背景、亲缘较远、优势互补的常规稻与杂交稻恢复系进行杂交、复交,然后通过多世代、不同生态条件下的系统选择和鉴定筛选,创制出符合育种目标的新型恢复系。
通过综合分析,选择了如下6个各具特色的亲本材料用于育种程序:(1)明恢63,生产上应用最为广泛的优良恢复系,具有配合力好、恢复力强、茎秆坚硬,但生育期长,叶片长宽披软;(2)R3550,叶片窄直、株型直挺、配合力好、恢复力强、直链淀粉含量低,但感光性强、粒型短圆,只能组配弱感光型迟熟杂交稻;(3)珍桂矮,具有广泛的适应性,良好的株叶形态,后期转色好,但粒型粗短、恢复力不强;(4)连836-1,高抗稻瘟病、分蘖力强、穗多、粒型长,但恢复力一般;(5)BG35-选2,从国外引进的高产常规稻品种,遗传距离远,具有良好的抗性和生态适应性,但品质较差;(6)518,籼型常规稻。
利用外引材料BG35-选2与连836-1杂交育成的中间材料R1361为父本,明恢63///([珍桂矮//R3550/518)F4]为母本(R1333)进行杂交(如图1所示),1995年晚季在广州种植F1代,淘汰不良单株后,混收F1代种子。1996年早季在广州种成F2群体,在2 000个单株组成的F2群体中入选株型集散适中、穗层整齐、穗粒结构协调、分蘖力强的19个单株;晚季在这19个株系里,选择株叶形态好,分蘖力强、穗层整齐,结实充实好、熟色漂亮的2个单株。1997年早季在广州种成2个F4株系。选择多个单株,早晚两季进行配合力的测交筛选;同时分出部分种子在广州市从化区吕田镇进行稻瘟病的鉴定筛选。选择配合力和恢复力强、株叶形态优良、粒型好、穗数多、稻瘟病抗性好、耐寒性好、抗氧化能力强的单株于1998年早季在广州种成1个F6株系,继续进行配合力测定和稻瘟病抗性鉴定。晚季在广州繁殖加代至F7代,最终育成配合力好、恢复力强、恢复谱广、穗数多、品质优、稻瘟病抗性好、适应性广的优良三系恢复系广恢998。
图1 广恢998的亲缘关系图
表1 几个主要恢复系的分蘖力表现(广州,2017)
广恢998在广州早季播始历期95 d、全生育期125 d,晚季播始历期71 d、全生育期106 d。主茎叶片数早季16.7叶,晚季15.0叶。株高98 cm,穗长21 cm,每穗总粒数135粒,结实率85%以上,千粒重21.8 g。分蘖力强,单株有效穗多(表1)。株型集散适中,叶片厚直瓦筒状,叶色浓,耐寒性强,后期遇到低温,仍能保持较好的结实充实能力,成熟期谷粒呈麻壳金黄色。广恢998配合力强[1-2],恢复谱广,花期集中,花粉量大[3],制种异交率高。抗稻瘟病,稻瘟病全群抗比达94.1%。抗氧化能力强,在高温强光下,不易氧化褪色。其组配的杂种F1叶色较浓,自始至终保持良好的光合状态,籽粒结实充实好,明显优于同类组合。
稻米品质优,长宽比3.2,糙米率80.6%,精米率71.8%,整精米率52.1%,垩白粒率22%,垩白度3.6%,透明度2级,直链淀粉含量15.5%,碱消值4.4,胶稠度76 mm。
广恢998先后与博A、秋A、珍汕97A、优ⅠA、粤丰A、天丰A、振A、五丰A、Y华农A、美A、龙特普A、青A、金稻13A、元丰A、II-32A、金23A等不育系组配育成16个组合并通过审定。其中,广东省审定组合11个、广西区审定组合3个、国家南方稻区审定组合7个(表2)。
表2 通过各级部门审定的广恢998系列组合
从表3可见,所有组合均比其相应的对照增产,除秋优998、美优998比对照博优998增产不显著外,其余组合增产达到显著或极显著,高产稳产性突出。
从表3可以看出,广恢998所配置的杂交组合有效穗数均有突出表现,一般介于18.05~21.15万/667 m2之间。即使与大穗型不育系金稻13A、振丰A配组的金稻优998和振优998有效穗数也在17.45万/667 m2以上。较多有效穗数为高产稳产性以及广泛的适应性奠定了基础。
天优998在广东省区试中,其稻米品质鉴定达国标优质2级,在国家区试中,其稻米品质鉴定为国标优质3级[4];华优998在省区试中品质达国标1级,是迄今为止第1个达到这一标准的杂交稻组合[5];美优998、秋优998国家区试中米质达国标2级[6];振优998、博优998、金稻优998在国家区试中均达到部颁优质米2~3级标准[7-9],优优998达部标优质4级[10]。丰优丝苗(丰优998)除垩白度性状略高于国标外,其余品质性状均达国标优质米指标,且胶稠度软[5],被群众评为最好吃的品种[11];元丰优998食味评分高达81~84分,口感好,软滑香甜;五丰优998达国标3级,稻米外观品质和蒸煮食味品质性状综合性好,深受人们喜爱[12]。
由于在广恢998的选育过程中重点关注了稻瘟病抗性基因的引入、鉴定和筛选,育成的广恢998稻瘟病抗性好。由其所配组的杂交稻组合也普遍表现出较好的稻瘟病抗性(表3)。
表3 广恢998系列组合在区试中的表现
根据育成的早、中、迟熟不同类型系列杂交稻的特性,系统地策划其产业化技术方案。联合广东省金稻种业有限公司、湖南金稻种业公司、江西现代种业公司、江西科源种业公司、广西南宁华稻种业有限公司等多家企业,共同推进其产业化进程。规划制订产业化技术路线图,研制杂交稻种子安全高效繁殖与制种技术规程、高产栽培技术规程等;部署百亩、千亩丰产示范片,以点带面,促进项目成果的产业化应用。
广恢998系列组合是广东省种植面积最大的系列组合。2002-2013年在广东省种植面积都在6.67万hm2以上,年均种植面积达20.25万hm2。其中,博优998、秋优998、天优998等多个组合分别被列为广东、广西、江西、湖南等省(区)和农业部的主导品种;自2000年起,广恢998系列组合在生产上得到迅速的推广应用,种植面积快速上升,到2008年年推广面积达33.52万hm2,占广东省水稻面积的16.29%,创广东省单一系列组合种植面积的历史纪录。截止2016年,广恢998系列组合在广东省累计种植面积252.25万hm2。据各省种子管理局(总站)或种子公司销售数据推算,全国累计推广面积达513.99万hm2。其中,广西103.74万hm2、湖南68.00万hm2、江西74.67万hm2、海南15.33万hm2。博优998连续15年被国家列为南方稻区区试对照品种,连续6年被列为农业部、广东省主导品种。天优998于2005年被农业部认定为国家首批超级稻主推品种,同年被广东省科技厅认定为广东省高新技术产品;2006年以来一直被农业部和广东省认定为水稻主导品种;2007年被授予广东省名牌产品证书;2008年被列为国家华南早籼稻区试对照品种;连续6年被列为国家区试对照品种;连续8年占广东省杂交稻推广面积第1位。
广恢998系列组合的加权平均产量为467.97 kg/667 m2,相应对照的加权平均产量为439.30 kg/667 m2,平均增产稻谷28.67 kg/667 m2。广恢998组合在全国累计推广面积达513.99万hm2,累计生产稻谷360.80亿kg,创造社会产值1 082.39亿元,增产稻谷22.10亿kg,累计实现增加社会效益66.31亿元;优质稻推广过程中,每kg稻谷比普通稻谷增加0.4元附加值,共计增加经济效益144.32亿元;同时项目产品具有较好的稻瘟病抗性,按每667 m2节约农药费成本10元计算,累计实现节支增效7.71亿元。合计增加效益共计209.50亿元,为我国粮食“十二连增”做出了重要贡献,取得了巨大的社会效益、经济效益和生态效益。
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