优质强优势晚粳恢复系申繁24的创制与利用

程 灿，储黄伟*，周继华，牛付安，高卫兵，罗忠永，曹黎明**，袁 勤

(1上海市农业科学院作物育种栽培研究所，上海201403；2上海市崇明区良种繁育推广中心，上海202150)

水稻是我国主要的粮食作物，是保障国家粮食安全的关键。长三角地区一直是我国水稻主产区之一，该地区以栽培粳稻为主，目前粳稻种植面积达到240万hm2，其中杂交粳稻仅占5%左右，有很大的提升空间[1-2]。近年来，随着人们生活水平的不断提高，以及农业污染源防控的要求，市场越来越重视水稻品种品质、抗病性、成熟期等性状的改良[3-5]。与常规粳稻相比，杂交粳稻在产量、抗性方面均表现出较强的杂种优势，因此在高产的基础上，提早生育期、提升品质、增强抗病性，选育早熟优质杂交粳稻新组合，是水稻育种工作的重要方向之一。

目前，上海主栽杂交粳稻品种‘花优14’和‘秋优金丰’产量优势突出，外观品质优良，但成熟期偏迟、适口性有待提高，迫切需要选育早熟、优质、食味好、稳产的杂交粳稻新组合以满足市场需求。恢复系创制是杂交粳稻新组合选育的关键[6-7]，本研究拟通过聚合香味、抗病等优势目标基因，创制优质强优势杂交粳稻新恢复系，并广泛测配，以选育生育期超亲的早熟优质杂交粳稻新组合。

1 材料与方法

香米是由于水稻中的甜菜碱醛脱氢酶基因badh2的突变导致大米中的2-乙酰-卜吡咯啉累积而形成的[8]，具有特殊的芳香气味。近些年来，已有badh2-E2、badh2-E7等一系列的香味等位基因被报道[9]。本研究以杂交粳稻育种中间材料ZR213(携带香味等位基因badh2-E7)为母本、CR-3(米质优，外观好)为父本进行杂交，然后通过连续的自交系统选择，并结合香味基因分子标记辅助选择及稻瘟病鉴定，筛选稳定的、具有香味的恢复系优良单株。

香味检测方法：在KOH法[10]的基础上，采用CTAB法提取水稻叶片DNA[11]，PCR反应按Williams等[12]方法，检测badh2-E7香味等位基因的功能性标记(正向引物：5’-ATACCCCATCAATCGAAAT-3’，反向引物5’-GAAAAGGACAACATTGAGAA-3’)[13]。

稻瘟病鉴定方法：在水稻幼穗即将破口时，每个株系接种稻瘟病菌种10穗，每穗注射2mL菌液，对注射过的稻穗挂牌标记，成熟期调查发病率，按照《水稻品种区域试验抗稻瘟病鉴定技术规程》标准划分等级。稻瘟病菌种由江苏省农业科学院提供，为ZB29、ZC15、ZD1、ZE3、ZF1和ZC1等6个生理小种的混合菌株。

所有水稻育种材料均种植于上海市农业科学院试验基地(夏季)和海南南繁三亚师部农场基地(冬季)，常规水肥管理。记载抽穗期，以播种到始穗的天数作为播始历期；成熟时对杂交组合进行小区测产，并随机选取10个典型单株，考查株高、穗长、单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率和千粒重等性状。

2 结果与分析

2.1 选育经过

2008年夏，以育种中间材料ZR213为母本、CR-3为父本进行杂交。2008年冬在海南种植F1植株。2009年夏在上海种植F2群体1 016株，针对F2植株中性状较好的单株，首先使用KOH法[10]鉴定是否具有香味，初步检测到水稻香味单株21株；再以香味等位基因badh2-E7的功能性标记对这21个单株进行检测[13]，发现所有单株均携带纯合的badh2-E7等位基因(图1)。2009年冬在海南种植21个具有香味的F3株系，同时进行稻瘟病鉴定，筛选出抗性较强的株系16个，株系混收带回。经过连续的自交、稻瘟病高压胁迫选择，2011年最终获得了农艺性状稳定的优质抗病新恢复系，定名为申繁24(图2)。

M：Marker； P1：CR-3；P2：ZR213； 1—21：F2单株图1 香味等位基因badh2-E7的功能性标记对亲本和F2群体部分单株的检测Fig.1 Detection of parents and partial individuals of F2 populations by functional marker of aroma allele badh2-E7

图2 申繁24的选育过程Fig.2 Breeding process of Shenfan 24

2.2 特征特性

申繁24属杂交稻晚粳恢复系，2016年5月20日在上海地区播种，9月6日始穗，播始历期109 d，株高 111.8cm左右，穗长约19.6cm，株型紧凑，叶片挺，叶色深绿，分蘖力较强，籽粒灌浆速度快，青秆活熟，每穗总粒数平均175.9粒，结实率90.9%，千粒重26.4g；晴天一般10：30—11：00开花，花时较长，花粉量大，异交结实率高，易于制种；籽粒外观透明，经JSWL型大米食味测定仪检测，米粒食味84分、蛋白质含量7.1%、直链淀粉含量17.9%，食味好，具有香味；穗颈瘟1级，抗稻瘟病。

2.3 配制组合的产量和农艺性状表现

2014年，以杂交粳稻新恢复系申繁24配制的10个组合参加了上海市农业科学院的新组合鉴定试验，结果表明：①所配系列组合的播始历期为 102.0—107.1d，较对照品种‘花优14’提早3.9—9.0d，平均5.6 d；②千粒重为27.1—28.6g，较对照品种降低3.4%—8.4%，由于粒重与糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率正相关[14-15]，适当降低千粒重有利于提高稻米品质；③恢复力强，结实率为86.5%—94.5%，较对照品种提高2.2%—11.7%；④株高为106.8—117.4cm，较对照品种提高8.5%—19.3%，适当增加了生物学产量；⑤穗大粒多，所有组合穗长平均为18.0 cm，较对照品种增加7.0%，每穗总粒数平均为 159.0粒，较对照品种增加9.3%；⑥有效穗平均比对照品种增加1.4%，分蘖力较强；⑦产量竞争优势明显，配制组合的小区产量平均比对照品种增产6.5%，其中7个组合增产达到5%以上(表1)。综上所述，申繁24所配组合表现出早熟、千粒重较低、结实率高、恢复力强、中杆大穗和产量优势明显的特点。

表1 申繁24不同组合的产量和农艺性状

2.4 早熟优质新组合选育

以优质强优势杂交粳稻新恢复系申繁24与不育系申01A、紫祥A、申9A等先后配组育成了早熟杂交粳稻新组合‘申优24’‘紫祥优24’和‘申优415’，分别于2015年、2016年和2017年通过上海市农作物品种审定委员会审定。

‘申优24’是以BT型不育系申01A和恢复系申繁24配组育成的早熟晚粳杂交稻组合，全生育期163.6 d，比对照品种‘花优14’早熟3.5d；株高110cm左右，每穗总粒数170粒左右，结实率85%以上，千粒重27g；分蘖力较强，穗型大，叶色绿，熟期转色快；穗颈瘟1级，抗稻瘟病。经农业部稻米及制品质量检验检测中心分析，该组合糙米率83.9%、精米率76.3%、整精米率75.8%、透明度1级、碱消值7.0级、直链淀粉含量16.7%、胶稠度73mm，主要品质指标均达国标优质米1级标准，品质优良。在上海市杂交粳稻两年区试和一年生试中，该组合平均产量9.8thm2，比对照品种‘花优14’增产2.0%。该组合于2015年通过上海市农作物品种审定委员会审定[沪审稻2015第001号]，2016申请了国家农业植物新品种权[申请号：20160735.0]。

‘紫祥优24’是以BT型不育系紫祥A和恢复系申繁24配组育成的早熟优质晚粳杂交稻新组合，具有食味好、熟期早等特点。该组合全生育期162.3 d，比对照‘花优14’早熟4.8 d；株高110cm左右，每穗总粒数160粒左右，结实率90%以上，千粒重28g；分蘖力较强，成穗率高，株型适中，叶色绿，熟期转色较好；抗倒性较强，穗颈瘟1级，抗稻瘟病。经农业部稻米及制品质量检验检测中心分析，该组合糙米率85.1%、精米率77.1%、整精米率75.4%、透明度1级、碱消值7.0级、直链淀粉含量16.1%、胶稠度70mm，主要品质指标均达国标优质米1级标准。2013—2015年，该组合参加上海市杂交粳稻区试和生试，平均产量10.3thm2，比对照品种‘花优14’增产4.0%，于2016年通过上海市农作物品种审定委员会审定[沪审稻2016第001号]。

‘申优415’是以BT型不育系申9A和优质恢复系C415(申繁24优选株系)配组育成的优质强优势杂交粳稻新组合，具有优质、早熟、生态适应性广、适宜现代化种植方式、易于制种等特点。该组合全生育期162.3 d，比对照品种‘花优14’早熟4.8d，株高110cm左右，每穗总粒数170粒左右，结实率90%以上，千粒重27g左右；分蘖力较强，成穗率较高，结实率高，粒型中等，株型适中，叶色绿，熟期转色较好；抗倒性强，穗颈瘟1级，抗稻瘟病。经农业部稻米及制品质量检验检测中心分析，该组合糙米率84.2%、精米率76.0%、整精米率74.0%、碱消值7.0级、直链淀粉含量15.8%、胶稠度70mm，主要品质指标均达国标优质米1级标准，米质优。2014—2016年参加上海市杂交粳稻区试和生试，平均产量10.5thm2，比对照品种‘花优14’增产4.5%，于2017年通过上海市农作物品种审定委员会审定[沪审稻2017002]。

3 结论与讨论

协调优质、高产、抗病等性状是杂交粳稻育种的主要方向之一。提高杂交水稻抗病性可以充分利用三系杂交稻不同亲本的抗性互补实现组合综合抗性的提高。而在杂交水稻品质改良上，应同步提升不育系和恢复系的品质[15]，选育粒型较小、千粒重低的杂交稻组合可有效降低垩白、提高整精米率等米质性状[16-17]。占新春等[14]研究表明，与不育系相比，恢复系千粒重对杂种千粒重的影响较大。

因此，本研究在优质强优势杂交粳稻新组合选育中，重点创制综合性状优良的杂交粳稻恢复系，选育籽粒灌浆速度快、充实度好的小粒大穗型优质新种质，同时导入香味、抗病等基因，创制株高适中、千粒重较低、抗病性好、恢复力强的优质杂交粳稻新恢复系。恢复系申繁24千粒重较低、食味好、具有香味、抗稻瘟病，配组并通过审定的品种‘申优24’‘申优415’‘紫祥优24’等米质主要指标均达到国标优质1级米标准，生育期表现超亲，较上海生产主栽杂交粳稻提早5—7d。综上，优质强优势粳稻新恢复系申繁24具有较好的应用潜力。