郑兴飞,何立斌,张志清,彭小玲,徐得泽,胡中立,余金洪*
(1.湖北省农业科学院 粮食作物研究所,武汉 湖北 430064; 2.安徽丰大种业股份有限公司,合肥 安徽 230601;3.武汉大学生命科学学院 杂交水稻国家重点实验室,武汉 湖北 430072)
不育系是水稻杂种优势利用的关键。然而,不育系培育周期长、难度大。随着人民生活水平的提高,对稻米品质也提出了更高的要求,要求杂交稻在保持高产的基础上,还要兼顾品质。已有研究表明,稻米糊化温度、胶稠度等品质性状受细胞质遗传的影响较大[1]。因此,选育具备良好配合力的优质不育系,是培育优质高产杂交水稻新组合的重要基础。华占作为新一代配组最多的恢复系,配合力好,综合性状优良,截至2019年3月,以其为父本,已审定了87个杂交稻品种。武汉大学杂交水稻国家重点实验室以抗倒优质温敏核不育系武香S与华占杂交,经过6年系统选育,成功培育了一个育性转换温度低、配合力高的温敏核不育系,命名为华占S。该不育系于2017年8月通过安徽省农作物品种审定委员会审定。
温敏核不育系武香S有开花习性好,柱头外露率高,抗性较强(抗稻瘟病为3级)、米质优(国标2级)等特点,但其植株较高,限制了其广泛利用。华占是中国水稻研究所以引自马来西亚的SC02-S6为基础材料, 经过反复测交与系统选育而成的恢复系,具有分蘖力强,米质优,配合力高,稳产性好等特点[2]。华占广泛应用于杂交稻育种中,其配组的杂交稻组合对稻瘟病均表现出良好的抗性[3]。因此,将武香S与华占杂交,选育综合两者优良性状的不育株,经系谱法选择育成新的温敏核不育系。
2012年正季在湖北省崇阳县用优质温敏核不育系武香S与华占杂交,当年冬季在海南种植F1,4行小区50株,套袋自交结实,混收种子300 g。2013年夏,种植F2群体1 500株,选择优良不育株,以华占为父本回交,当年在海南种植并收种。2014年,种植1 500株BC1F2,选择优良可育株系80株;海南种植BC1F3每个株系50个单株,从中选择优良可育单株100株。2015年种植100个BC1F4株系群体,每个株系100株,选败育彻底的优良不育单株25株,割茬再生收自交种子;海南种植BC1F5,每行50株,选优良单株8株。2016年种植BC1F6株系8个,每个株系1 000株,分期播种,选性状优良的单株4株,并与自选恢复系广泛测配,割茬再生,收自交种子;海南于BC1F7群体选优良纯合株系1个,性状基本稳定,定名为华占S,并进行繁种。2017年于鉴定圃观察育性,种植杂交种,部分组合表现优异。该不育系与武香S比较,株高稍高,播始历期长5 d,稃尖无色(武香S为紫色),叶片颜色较淡,剑叶长窄 (表1)。
表1 华占S与武香S的比较
华占S不育期株高90 cm,穗长24.5 cm,每穗总粒数266粒,包颈粒数27粒,包颈粒率10.2%;单株成穗10~11个,千粒重25.5 g左右,谷粒长形,稃尖无色;剑叶较窄,长度略长,约为37.4 cm,宽度为1.8 cm,剑叶角度160°,叶色较淡,茎秆较粗,抗倒性好。
2016年在合肥分期播种观察华占S自然条件下的育性动态,自5月1日至6月30日,每10 d播1期共7期。从始穗开始,每隔1 d取5株各1个稻穗镜检花粉败育情况。结果表明(表2),华占S不育期持续时间较长,育性转换明显。自8月1日至9月11日,镜检花粉败育率为99.7%~100%。9月14日开始转成可育,不育期持续时间达42 d。从8月1日开始至9月16日套袋自交,结果显示,9月9日前套袋自交,均表现自交不结实;9月14日和9月16日套袋自交结实率分别为4.0%和18.5%,与花粉镜检结果一致。
表2 2016年华占S在合肥自然条件下育性表现
2017年在合肥重复进行华占S育性动态观察,自4月21日至6月30日,每10 d播1期共8期。镜检花粉败育率除8月31日为94.22%外,自7月30日至9月11日,为97.90%~100% (表3)。9月12日开始转成可育,不育期长达46 d。从7月30日开始至9月16日套袋自交,结果9月6日前均表现自交不结实。9月14日和9月16日套袋自交结实率为5.5%和16.7%。两年育性观察结果表明,华占S育性稳定,不育期达42 d以上,不育株率达100%。
表3 2017年华占S在合肥自然条件下育性表现
2016年冬在海南省陵水县进行小面积繁殖,繁殖面积133.4 m2,11月20日播种,次年2月25日抽穗,播始历期98 d,有效穗数210.0万·hm-2,每穗总粒数173粒,每穗实粒数132粒,千粒重25.5 g,产量7 068 kg。表明华占S可繁性较好。
华占S在晴好天气条件下,每日9:30—11:00时集中开花,午前花占80%以上,开花高峰期明显;开颖时间长,开颖角度大,柱头外露率81%,小面积制种异交结实率可达68.5%,制种产量高。
华占S米质优良。2020年对2019年海南繁殖的华占S稻米品质进行了测定分析,糙米率80.2%,精米率72.5%,整精米率65.8%,粒长6.3 mm,长宽比3.2,垩白粒率7%,垩白度1.2%,透明度1级,碱消值3.5级,直链淀粉含量21.2%。
华占S配合力较好。2016—2017年在合肥用华占S与自选恢复系杂交,杂交组合均表现出熟期适中、穗形较大、结实率高、优势较强、米质优等特点。所配组合的667 m2有效穗数249万~306万·hm-2,每穗总粒数168.4~188.9粒,结实率81.5~85.1%,千粒重25.5~26.6 g,产量9 696~11 223 kg·hm-2,比对照Ⅱ优838增产9.8~27.0%。
依据华占S的生育特性,其播始历期一般为98 d。由于海南陵水地区11—12月气温仍较高,至12月中下旬才开始下降,进入1月有一段时间的低温[4]。因此,为保证较高的不育系繁殖产量,在海南陵水的播种期应安排在10月低至11月初。
播种密度要适宜,秧田播种量为200 kg·hm-2。秧田确保平整,施用复合肥350 kg·hm-2作为底肥,在秧苗2叶1心时,追施尿素50 kg·hm-2,3叶期后浅水促分蘖,培育壮秧;移栽前6 d施尿素45 kg·hm-2作送嫁肥。注意移栽前大田要提前耙田与沤田,防止落粒谷生长。秧龄22~28 d即可移栽,移栽规格为16.6 cm×26.6 cm,并注意留操作行以便后期除杂等操作。
表4 华占S组配两系杂交组合在合肥的优势表现
海南土壤多属砂性土,肥水保持能力差,因此,施肥应采取多次少施原则。施用复合肥400 kg·hm-2、尿素120 kg·hm-2作为基肥;插秧后1周左右追施尿素65 kg·hm-2;分蘖期施复合肥75 kg·hm-2、尿素60 kg·hm-2以促分蘖。全生育期采用寸水活苗,浅水促分蘖,够苗及时晒田。
在繁殖过程中,要采用空间与时间隔离,严格除杂。首先,繁殖基地应选择在隔离条件好的地方,确保田里无落粒谷;在分蘖盛期,依据株叶形态等去除异形株;在始穗期,依据抽穗时间、粒型和稃尖颜色等严格除杂2~4次。保证种子纯度。
水稻品种华占具有熟期转色好,分蘖力强,配合力高等优势。目前,以华占作为恢复系,已经组配成功了大量优质广适型水稻新组合,但在抗倒性方面稍有不足。利用株型紧凑、秆壮优质温敏核不育系武香S与华占杂交,培育成功的温敏核不育系华占S,在利用华占优质、高配合力特性的基础上,进一步提高了抗倒性,利于配制优质、高产、稳产品种,应用前景广阔。