黑龙江自然低温下水稻苗期耐冷种质资源鉴定

丁国华 白良明 孙世臣 姜树坤 王彤彤 曹良子夏天舒 杨光 赵宏亮湛立伟 张凤鸣*

（1黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所/中国科学院北方粳稻分子育种联合研究中心，哈尔滨150086；2辽宁省经济作物研究所，辽宁 辽阳 111000；3浙江勿忘农种业股份有限公司，杭州 310020；第一作者∶hucheng229＠163．com；*通讯作者∶zhangfengming570＠163．com）

黑龙江是我国粳稻生产第一大省，2016年种植面积已达400多万hm2，总产量达到275亿kg，商品率70%，是我国稻谷总产量和商品率较高的省（市）之一，为保障我国口粮安全做出了重要贡献。但黑龙江地理纬度较高，水稻种植区域分布于北纬43°～50°之间，处于寒地，水稻插秧前后“倒春寒”现象时有发生，轻则推迟水稻生育进程，延迟返青，有的即使返青后5叶也不分蘖，重则造成插秧后本田秧苗不同程度枯死，不耐冷水稻品种甚至全田枯死，农民需要重新插秧，造成极大损失。2009、2012、2017年黑龙江均发生了较为严重的“倒春寒”。

前人对水稻苗期耐冷鉴定条件及评价标准已经做了广泛研究，绝大多数都是在人工控制条件下进行[1-9]。徐云碧等[1]研究表明，在人工控制条件下籼稻苗期耐冷性鉴定的适宜条件为3叶期于10℃（昼）/6℃（夜）条件下连续处理7 d或6叶期连续处理5 d，以秧苗卷叶程度确定耐冷性。刘广林等[5]在自然条件下利用早播早植鉴定了458份水稻品种苗期的耐冷性，以幼苗受冷后叶赤枯度作为耐冷性评价标准。夏秀忠等[6]利用人工气候箱鉴定了415份广西初级水稻核心种质，以活苗率作为耐冷性的评价指标。曾跃华等[10]在自然条件下，以结实率作为评价标准，鉴定了22个晚稻品种的耐冷性。水稻苗期受害的最终表现是秧苗能否成活，在确认大田秧苗确实遭受自然低温冷害后，利用自然条件鉴定水稻苗期耐冷性可靠性高、实用性强。

本试验利用2017年黑龙江发生的“倒春寒”为鉴定条件，对来自不同国家和地区，且能够在黑龙江哈尔滨地区（东经 126°49'，北纬 45°50'）成熟的 888 份水稻材料进行苗期耐冷性鉴定，以期为水稻育种和水稻苗期耐冷基因挖掘提供材料参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所水稻研究室种质资源圃里的888份水稻材料，这些材料在哈尔滨均能结实。

1.2 试验设计

试验于黑龙江省农业科学院水稻创新基地进行。该基地地处东经 126°49'、北纬 45°50'，属中温带大陆性季风气候，作物生长季光照充足，雨热同期，水稻灌浆期昼夜温差大，无霜期140 d，年降雨量500 mm左右。4月15日采用旱育稀植方法育苗，每m2播种量为450 g，5月17日移栽，纯N、P2O5、K2O施用量均为140 kg/hm2，氮肥作基肥和返青肥各施一半，磷钾肥全部作基肥施入。试验采用完全随机设计，每个品种3行，3次重复，行株距 29.7 cm×13.2 cm，其他管理同大田生产。插秧7 d后连续3 d发生低温冷害（5月24日、5月25日、5月26日），温度变化情况利用LC-CQ1自动气象站监测（见图1），低温冷害发生后本田秧苗有严重受害症状，调查于低温冷害发生10 d后进行。水稻苗期耐冷等级参照中日合作项目组划分标准[11]（表1）。

表1 死苗率等级标准

图1 冷害发生温度情况

2 结果与分析

2.1 气象数据分析

由图1可知，在插秧后7 d开始出现连续3 d的低温天气，5月24日最低温度为9.4℃，且低于10℃时间持续1 h以上；5月25日最低温度6.7℃，低于10℃时间持续6 h以上；5月26日最低温度5.9℃，低于10℃时间持续4 h以上，其中低于8℃时间持续3 h以上，低于7℃时间持续2 h以上，低于6℃的时间持续了1 h。低温冷害发生后，秧苗整株变黄，甚至枯死，严重影响正常生长发育。2017年黑龙江省春季在水稻插秧时候发生的低温冷害是在极短时间内温度大幅下降，没有给稻苗适应低温冷害的时间，且鉴定圃稻苗才插秧7 d，刚刚返青，植伤犹存，低温冷害后出现了严重的受害症状（叶片变黄），严重抑制了水稻秧苗正常生长，能够区分各材料耐冷能力强弱，鉴定结果可靠。

2.2 水稻苗期耐冷资源鉴定

苗期耐冷性1级的材料共有804份，占参试材料总数的90.5%。其中，黑龙江有参试材料335份、吉林225份、辽宁63份、日本114份、韩国19份。死苗率为0的材料共128份，其中，黑龙江54份、吉林40份、辽宁8份、宁夏4份、日本16份、韩国4份、印度1份（表2）。死苗率为0的黑龙江54份材料中已通过审定的品种有20个，其中，龙稻3号、龙稻9号、龙稻16号由黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所培育，龙稻3号是黑龙江省第1个品质达国标1级水稻品种龙稻18的母本，品质优良，可以作为品质改良的亲本；龙稻16是香稻，食味和外观品质好，被誉为“黑龙江省最好的大米”，可以作为优质稻品种选育亲本。龙庆稻2号的母本为耐冷性较强的空育131。垦稻8号、垦稻12号、垦香糯均由黑龙江农垦科学院水稻研究所培育，垦稻8号为垦稻12号的父本，垦稻12号一度成为其适应区域的主推品种之一，其特点是稳产性好、适应性广。东农426、东农428由东北农业大学培育，东农428产量高，外观品质好，曾经是黑龙江省第一、第二积温带主推品种之一，可以作为水稻品质改良亲本。死苗率为0的吉林40份材料中通过审定的品种有15个。其中，寒9对光反应迟钝，适应性广，分蘖能力强，抗倒伏能力强，适应旱作条件，可以作为直播稻育种的亲本。死苗率为0的辽宁8份材料中通过审定的品种有3个，分别为铁粳14、辽粳287、辽粳294。铁粳14抗性强，产量高，但品质一般，可以作为高产育种的亲本。辽粳294食味品质优良，曾是优质米主推品种之一，可以作为优质米育种亲本。死苗率为0的宁夏4份材料中通过审定的品种有3个，分别为宁粳14号、宁粳28号、宁粳51号。其中，宁粳14号苗期长势旺盛、分蘖能力较强；宁粳50苗期耐冷性强，长势繁茂，以上2个品种均可以作为直播稻育种亲本。宁粳28苗期耐冷性较强，返青快，耐肥抗倒，产量高，适应性广，可以作为相似生态区高产育种的亲本。日本品种北明千粒重在30 g以上，可以用作杂交亲本，用于改良粒型[12]。

表2 死苗率为0的材料

耐冷性2级的材料共有40份，占参试材料总数的4.5%；耐冷性3级的材料共有23份，占参试材料总数的2.6%；耐冷性4级的材料共有11份；耐冷性5级的材料共有5份；耐冷性6级的材料3份；耐冷性7级材料2份，分别是92-83-3（黑龙江）、逆金光（日本），这2份材料可以作为水稻苗期耐冷基因挖掘构建群体的冷敏感材料

3 小结

鉴定与筛选耐冷的水稻种质资源是进行水稻耐冷育种的基础。本研究利用2017年黑龙江省在水稻插秧返青期间发生的自然低温冷害对资源圃888份水稻品种（系）资源的苗期耐冷性进行了鉴定与分析，筛选到一批苗期耐冷性不同的材料，为水稻耐冷育种和苗期耐冷基因挖掘提供了材料参考。

在本研究中，5月24-26日24∶00-5∶00气温连续3 d都大大低于粳稻最低生长温度，造成了严重的低温冷害，可以准确鉴定水稻苗期耐冷性强弱，筛选出的材料更能反映其在自然条件下适应低温的能力，可以为水稻耐冷育种及科学研究提供参考。