籼型水稻光温敏核不育系安农186S的选育

陈庆全　胡群文　程梦瑶　王璐杨

摘要  为改良当前生产上利用的水稻不育系的稻瘟病抗性，选育具有配合力好、抗性强、米质优的优良不育系，以1892S和广占63S为受体，以携带抗性基因Pi1的BL122和含有抗性基因Pi9的75-1-127为供体，利用复交、自交并结合分子标记辅助选择手段将广谱稻瘟病抗性基因Pi1和Pi9进行聚合，并对稻瘟病抗性、米质、配合力和育性等性状进行选择，育成了籼型水稻光温敏核不育系安农186S。考查结果显示，安农186S除了具有理想的株叶形态以外，还具有适当的播始历期、较好的开花习性及异交结实性等特点。田间自然温光特性鉴定和人工气候室温光特性鉴定结果表明，安农186S的不育性稳定、不育时期较长。稻瘟病抗性鉴定结果，安农186S高抗稻瘟病。此外，安农186S稻米品质优、配合力强、繁殖技术简单易行。

关键词  水稻;光温敏核不育系;安农186S;分子标记辅助选择;稻瘟病抗性

中图分类号  S511.2+1    文献标识码  A

文章编号  0517-6611（2019）24-0051-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.24.017

Breeding of Indica PTGMS Line Annong186S in Rice

CHEN Qing-quan， HU Qun-wen， CHENG Meng-yao et al  （College of Agronomy， Anhui Agricultural University， Hefei， Anhui 230031）

Abstract  In order to improve the blast resistance of male sterile line in rice and breeding the excellent male sterile line with good quality， strong combining ability and high disease resistance， we developed Indica rice photo- and thermo-sensitive genic male sterile line（PTGMS） Annong 186S with 1892S and Gangzhan 63S as the acceptors and BL122 and 75-1-127 as the donor with broad spectrum blast resistance gene Pi1 and Pi9 respectively， by multiple-cross and self-crossing and molecular marker-assisted selection. The results showed that Annong 186S not only had the ideal plant and leaf morphology， but also had the characteristics of appropriate period of sowing to initial heading， good flowering habit and good out-cross fecundity. The results of field natural and artificial climate chamber photo- and thermo-sensitive characterization showed that the sterility of Annong 186S was stable and the sterility period was long enough. Rice blast resistance identification results showed that Annong 186S had high resistance to rice blast. In addition， Annong 186S had excellent quality， strong combining ability and simple reproduction technology.

Key words  Rice;TGMS line;Annong 186S;Molecular marker assistant-selection;Blast resistance

基金項目  安徽省科技重大专项项目（17030701063）。

作者简介  陈庆全（1968—），男，安徽寿县人，副教授，博士，从事水稻遗传育种研究。

收稿日期  2019-11-13

当前，在我国杂交水稻新品种不断突破新的产量水平的情况下，对杂交水稻品种稳产、优质的要求也越来越高[1-2]。在两系杂交水稻中，不育系的特征特性对其配制的杂交水稻品种的表现至关重要。因此，对现有的水稻不育系的稻米品质、抗病性等性状不断进行遗传改良显得十分必要。在传统的育种方法基础上，现代分子育种手段，极大地提高了水稻育种的效率。杜雪树等[3]和赵志鹏等[4]利用分子标记辅助选择方法分别选育出香稻恢复系和香型优质粳稻新种质;朱映东等[5]采用同样的技术选育成功香型巨胚水稻;刘玉芹[6]则利用分子标记辅助手段改良了两系不育系SE21S 的香味;蒋洁锋等[7]还利用该方法成功选育抗白叶枯病水稻光温敏核不育系。

由于稻瘟病的治病机理复杂，生理小种种类繁多、变异速度快，对水稻生产造成的危害程度较严重，因此稻瘟病的防治成为了全球性难题[8]。选育并推广种植抗稻瘟病水稻品种是较绿色、经济又有效的解决途径。但仅具有单一抗性基因的品种往往因环境等因素的改变，其抗病性易于丧失。柳武革等[9]借助分子标记辅助选择育种技术，聚合抗稻瘟病基因Pi-1和Pi-2，获得具有稳定持久抗性的两系不育系;于苗苗等[10]的研究表明，聚合抗性基因Pi1/Pigm和Pi1/Pi2的抗性均有提高。杜雪树等[11]培育了一批聚合抗性基因Pi1和 Pi2育种材料，自然诱发鉴定结果表明其抗性明显改良，认为利用聚合稻瘟病广谱抗性基因能够使稻瘟病抗性更强、更持久。因此，聚合广谱性稻瘟病抗性基因是培育持久稳定抗性品种的有效途径。

安徽省农业科学院水稻所选育的两系不育系1892S，抗逆性强，但米质一般，稻瘟病抗性不强;而不育系广占63S米质优，配合力好，却高感稻瘟病。笔者分别以1892S和广占63S为受体，以携带抗性基因Pi1的BL122和含有抗性基因Pi9的75-1-127为供体，利用复交、自交并结合分子标记辅助选择手段，试图将广谱稻瘟病抗性基因Pi1和Pi9进行聚合，选育出稻瘟病抗性强、米质优、配合力好的优良两系不育系。笔者介绍了安农186S的选育过程、特征特性配组表现和繁殖技术要点。

1  选育过程

安农186S是以1892S/BL122//广占63S/75-1-127为选育材料，经5年共9代选择育成的籼稻光温敏核不育系。2009年春在海南进行1892S×BL122和广占63S×75-1-127的单交;2009年夏季在合肥种植2个组合杂交种F1，通过分子标记和表型鉴定除去假杂种，再完成双交;2009年冬季在海南在对稻瘟病抗性基因Pi1、Pi9进行分子标记辅助选择的基础上，再根据双交F1 的综合农艺性状选单株;

根据综合农艺性状、分子标记辅助选择以及稻米外观品质，2010年夏—2011年冬在合肥和海南两地连续进行选择单株或选留稻蔸;2012年夏在合肥选取抗性基因纯合、性状优良的株系，隔离并割蔸再生后分别收获种子;2012年冬在海南进行测配;2013年夏在合肥选出综合农艺性状最好，所配组合杂种优势最强的株系，编号为S186，割蔸再生后收获种子;2013年冬在海南继续进行加代、扩繁种子;2014年夏季正式命名“安农186S”;2018年8月，通过安徽省水稻不育系鉴定。详细选育过程见图1。

2  特征特性

2.1  形态特征

安农186S株型紧凑，分蘖力较强;叶色浓绿，剑叶挺直、短、略内卷，叶缘、叶鞘、柱头及稃尖均为紫色。穗层整齐，穗型中等，着粒均匀，谷粒长形。其株高65.2 cm，主茎总叶数为12.6～13.1叶，平均为12.9叶;每株有效穗7.5个，每穗总粒数185粒左右，千粒重平均为21.6 g。

2.2  播始历期

2016年分别在海南陵水和安徽合肥分期播种，考查播始历期。结果表明，在合肥5 月25日播种，安农186S播始历期为79 d;在陵水11月24日播种，安农186S播始历期为90 d。

2.3  开花习性

安农186S单株花期在8 d左右，抽穗后第3天开花，盛花期集中在抽穗后第 5～8天;花时适当，晴天 09：00 始花，10：30—12：30 盛花。柱头外露率 88.2%，双柱头外露率为45.9%。

2.4  育性表现  2016和2017年在合肥大杨镇分期播种，两年均从5月6日开始到6月26日结束，每隔10 d播1期，共6期。从始穗开始，每3 d取3～5穗镜检，观察花粉败育情况，同时套袋考察自交结实率。该不育系稳定不育期为7月下旬到9月上旬，花粉败育为100%，自交结实率为0，不育特性稳定。不育期30 d以上，具体见表1所示。

2018年经华中农业大学人工气候室温光特性鉴定，在育性敏感期以14.5 h/23.0℃ 的光温处理12 d，花粉败育度为 99.52%，自交结实率为0。表现为育性稳定的特点。

2.5  稻米品质

安徽农业大学稻米品质分析结果显示，安农186S糙米率80.1%，精米率78.2%，整精米率70.8%，长宽比3.2，垩白率10%，垩白度1.2%，糊化温度72 ℃，直链淀粉含量15.8%，胶稠度93 mm，蛋白质含量9.5%，适口性好。

2.6  抗病性

2016年在安徽金寨自然鉴定调查结果显示，安农186S高抗叶瘟，中抗穗颈瘟和粒瘟，抗白叶枯病，感纹枯病，抗稻曲病。

2.7  与亲本的比较

安农186S较1892S的播始历期长4 d，植株矮10 cm左右，剑叶短;安农186S比广占63S植株矮20 cm以上，柱头和稃尖紫色，而广占63S无色，千粒重轻2.0 g。

3  配组表现

2017年在合肥测配观察显示，安农186S与矮杆9311、R900、R996、R618、R238等配组，各组合总体表现如下：株型适中，剑叶长挺，稃尖紫色，长势旺，分蘖力强，茎秆粗壮，抗倒性强;可恢复高、恢复谱广，结实及丰产性好;熟期为中熟中稻;株高105～116 cm，结实性好，较耐高温;较对照 Ⅱ 优838增产5.1%～11.5%;高抗叶瘟，中抗穗颈瘟和粒瘟，抗白叶枯病;米质较优，长宽比3.0～3.3，垩白度1.8%～2.5%，垩白粒率10%～20%;直链淀粉含量13.0%～19.2%。

4  繁殖技术要点

4.1  适期播种

安农186S在海南冬季繁殖，11月下旬—12月上旬播种，播始历期96 d左右，育性敏感期安排在2月上中旬。秧田播种量不超过180 kg/hm2;移栽叶龄4.5～5.0叶，株行距13.3 cm×20.0 cm，單本栽插，基本苗90万～120万/hm2。

4.2  科学肥水管理

安农186S肥料施用原则为：氮、磷、钾配合使用，重施底肥，早施分蘖肥，巧施穗肥，中后期增施钾肥。底肥施用量三元复合肥600 kg/hm2，返青时施尿素90～150 kg/hm2;促分蘖，抽穗期追施氯化钾225 kg/hm2。水分管理前期要做到寸水返青、薄水分蘖、足苗晒田，中后期做到有水孕穗、活水扬花、干湿交替灌浆。

4.3  严格隔离

通过空间隔离，则应在250 m以上距离;利用时间隔离，要求与其他水稻品种花期相差28 d以上。

4.4  全程除杂

做到全程严格去杂。分蘖期前后结合生产农事除去株叶形态、颜色有明显差异的异型株。始穗期、花期、乳熟期是去杂的关键时期，特别是始穗期。集中去杂，逐块验收，验收合格后方可收割。

4.5  及时病虫害防治

重点抓好纹枯病、稻曲病等病害以及稻蓟马、二化螟、三化螟、稻飞虱等虫害的防治。

4.6  适时收割，严防混杂

种子成熟后，要抓住晴天及时提早收割。要做好收割机、运输工具、用具和晒场的清理工作，实现单收、单晒、单运、单贮，严防机械混杂。

5  结语

自从实施了中国超级稻项目后，我国在超级稻理论方法、材料创制以及品种选育等方面均取得了巨大进步，育成了一大批超高产品种，为保障国家粮食安全奠定了坚实的科技基础，并使我国水稻育种技术水平依然位居国际领先地位[12]。

在高产依然作为未来水稻育种主攻方向的基础上，如何提高水稻品种的抗逆性从而实现高产稳产，已成为当前水稻育种实践中亟待解决的关键问题，其中育成品种抗病性的增强是水稻育种当前面临的最普遍而紧迫的任务。近年来，由于分子生物学的快速发展，水稻分子育种技术取得不断进步，从而加速了水稻抗病性育种进程，使得水稻品种的抗病性得到较大幅度提高。分子标记辅助选择育种技术使抗病育种从定向利用单一抗性基因到聚合多个抗性基因，从而维持了水稻品种抗病性的稳定持久性。

随着水稻功能基因组研究的不断深入以及水稻分子育种技术的创新发展，水稻育种正在进入分子设计育种的新阶段，水稻育种的目标也将从当前的产量为先逐渐过渡到高产、稳产和优质齐头并进，育种理念必将从高产优质广适逐步提升为“少投入、多产出、绿色环保”，从而实现我国水稻育种水平的再次飞跃。

参考文献

[1]曾波，钟育海，郭利磊，等.我国优质水稻品种发展现状与展望[J].种子，2019，38（8）：53-56.

[2]林海，王志刚，鄂志国，等.2016年我国审定的水稻品种及基本特性分析[J].中国稻米，2017，23（6）：1-6.

[3]杜雪树，夏明元，李进波，等.分子标记辅助选择选育香稻恢复系[J].华中农业大学学报，2009，28（6）：651-654.

[4]赵志鹏，李刚，施标，等.利用分子标记辅助选育香型优质粳稻新种质[J].上海农业学报，2015，31（5）：1-5.

[5]朱映东，时亚琼，周锋利，等.分子标记辅助选育香型巨胚水稻[J].上海师范大学学报（自然科学版），2013，42（6）：623-628.

[6]刘玉芹.利用分子标记辅助选择改良两系不育系SE21S 的香味[J].福建稻麦科技，2018，36（3）：13-16.

[7]蒋洁锋，牟同敏.抗白叶枯病水稻光温敏核不育系华1006S的选育[J].杂交水稻，2016，31（1）：6-9.

[8]陈利锋，徐敬友.农业植物病理学[M].3版.北京：中国农业出版社，2007：107-111.

[9]柳武革，王丰，金素娟，等.利用分子标记辅助选择聚合Pi-1和Pi-2基因改良两系不育系稻瘟病抗性[J]. 作物学报，2008，34（7）：1128-1136.

[10]于苗苗， 戴正元， 潘存红，等.广谱稻瘟病抗性基因Pigm 和Pi2 的抗譜差异及与Pi1 的互作效应[J].作物学报，2013，39（11）：1927-1934.

[11]杜雪树，夏明元，李进波，等.水稻抗瘟性分子标记辅助育种的实践和策略[J].分子植物育种，2019，17（13）：4383-4389.

[12]周正平，占小登，沈希宏，等.我国水稻育种发展现状、展望及对策[J].中国稻米，2019，25（5）：1-4.