黄道强 周少川 王重荣 李 宏 王志东 周德贵 陈宜波 赵 雷 龚 蓉 潘阳阳
(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)
核心种质, 是指用一定的方法选择整个种质资源的一部分, 以最小的资源数量和遗传重复最大程度地代表整个遗传资源的多样性, 而将其他资源作为保留种质,方便了种质资源的保存、评价和利用[1,2]。广东省农业科学院水稻研究所从一级核心种质青六矮 1 号(1986 年)到六级核心种质黄华占(2005 年),前后历经19 年时间。 在黄华占基础上,本团队又经过15 年的努力,目前已经育成十一级核心种质黄广太占(2020 年)。 黄广太占衍生系谱为青六矮1 号(一级核心种质)→丰青矮 (二级核心种质)→丰矮占1 号(三级核心种质)→丰八占(四级核心种质)→丰华占(五级核心种质)→黄华占(六级核心种质)→黄莉占(七级核心种质)→黄广占(八级核心种质)→黄广油占(九级核心种质)→黄广华占2 号(十级核心种质)→黄广太占(十一级核心种质)[6](附图)。
黄广太占是广东省农业科学院水稻研究所以黄广华占2 号为母本、“黄银占/丰太丝苗” 为父本杂交育成的早晚兼用型常规优质稻新品种,2020 年通过广东省农作物品种审定委员会审定(审定编号:粤审稻20200056)。 黄广太占丰产性突出,2 年广东省晚造区试产量比对照种粤晶丝苗2 号分别增产10.75%、12.12%, 增产均极显著, 增产点比例均为100%;生产试验平均产量8 428.35 kg/hm2,创广东省常规优质稻产量的新高, 比对照种粤晶丝苗2 号增产14.33%。 抗稻瘟病,米质鉴定为部标优质1 级。 植株较矮,株高96.0~101.6 cm,抗倒力强。
附图 黄广太占衍生系谱
母本黄广华占2 号、父本“黄银占/丰太丝苗”,均为广东省农业科学院水稻研究所选育的优质水稻品种(材料)。 黄广华占2 号由黄广油占和丰粤华占杂交育成,2018 年通过广东省农作物品种审定委员会审定,抗稻瘟病、中感白叶枯病,丰产性突出,2019 年在华南早籼国家区试初试中平均产量7 669.05 kg/hm2,比对照天优华占增产2.28%, 米质为部标优质2 级。“黄银占/丰太丝苗”是由黄银占和丰太丝苗杂交育成的中间材料,矮秆、抗倒力强、米质好。
采用系谱法选育。 2014 年早造F1代,种植12 株,种子全收。 2014 年晚造 F2代,种植 1 000 株左右,田间编号“5051”,入选 18 株。 2015 年早造 F3代,每个株系种植70 株,田间编号“653 区”,白叶枯病Ⅳ型菌接种鉴定为3~5 级,稻瘟病自然诱发鉴定为0 级,入选 1 株。 2015 年晚造 F4代,每个株系种植 70 株,田间编号“凡 3530 区”,白叶枯病鉴定为 3~5 级,稻瘟病自然诱发鉴定为0 级,表现矮秆、穗大、熟色好,入选 2 株。 2016 年早造,F5代,每个株系种植 300 株,田间编号 “凡35 区”, 白叶枯病IV 型菌接种鉴定3~5 级,稻瘟病自然诱发鉴定为0 级,入选2 株,全收。2016 年晚造F6代,每个株系种植300 株,田间编号“凡23 区”,全收,2017 年晚造参加水稻所品比试验。
黄广太占丰产性能突出,在2017 年晚造广东省农业科学院水稻所常规稻品比试验中, 优质稻综合量化评分为85.80 分,列首位,超高产稻综合量化评分为 87.20 分,列首位。 产量 7 043.70 kg/hm2,比对照种粤晶丝苗2 号增产19.83%,增产极显著。
2018 年、2019 年晚造参加广东省区试, 平均产量分别为 6 928.50 kg/hm2、8 036.85 kg/hm2,比对照种粤晶丝苗2 号分别增产10.75%、12.12%,增产均达极显著水平,增产点比例均为100%。 2019 年晚造参加省生产试验,平均产量8 428.35 kg/hm2,比对照种粤晶丝苗 2 号增产 14.33%。 日产量 4.02~4.74 kg。
黄广太占为感温型常规稻品种。 晚造全生育期113~115 d,与对照种粤晶丝苗2 号相当。 株型中集,分蘖力中等, 抗倒力强, 耐寒性中强。 株高96.0~101.6 cm, 穗长 21.3~21.5 cm, 亩有效穗 16.4 万~17.6 万穗, 每穗总粒数 139~155 粒, 结实率 85.2%~86.2%,千粒重 24.4~25.6 g。
抗稻瘟病,全群抗性频率为85.7%~87.9%,对中B 群、 中 C 群的抗性频率分别为 84.2%~85.0%和50.0%~100.0%, 病圃鉴定叶瘟 1.2~2.0 级、 穗瘟 2.2 级(单点最高5 级);中感白叶枯病(Ⅳ型菌 5 级,Ⅴ型菌 5~7 级)。
米质鉴定为部标优质 1 级, 糙米率 81.3%~82.4%,整精米率61.8%~64.1%,垩白度0.3%~0.8%,透明度 1 级,碱消值 7 级,胶稠度 66~70 mm,直链淀粉 16.7%~17.5%,长宽比 3.0~3.1。
各级核心种质部分性状表现见附表。
六级核心种质黄华占的育成是水稻核心种质育种理论取得显著成效的重要标志。 黄华占在2003 年、2004 年早季广东省区试中产量平均7 025.70 kg/hm2,比对照粤香占增产2.12%,2004 年早季广东省生产试验产量 7 197.20 kg/hm2, 比对照种粤香占增产0.67%。 广东省商品粮定级米质为早季特二级、晚造国标1 级,出糙率80.1%,整精米率69.5%,垩白粒率7%, 垩白度 0.9%, 直链淀粉含量 17.3%, 胶稠度85 mm,粒型3.4。抗稻瘟病、抗白叶枯病。主要农艺性状: 全生育期 129 d, 比粤香占迟熟 4 d, 亩有效穗21.4 万穗,株高102.8 cm,穗长21.0 cm,平均每穗总粒118.3 粒,结实率80.5%,千粒重22.2 g。 黄华占目前已通过9 省审定或引种许可,先后成为广东省、湖北省、湖南省、江西省的农业主导品种,重庆、湖北省、 陕西省区试对照种, 至2017 年累计推广面积834.25 万 hm2,创社会经济效益 321.94 亿元。 黄华占在9 个省的区试中, 比杂交稻对照平均增产5.41%,比常规稻对照平均增产12.99%, 品质达国标优质稻一级,真正实现了优质、高产、抗逆与广适性的高度统一。 黄华占在南方稻区的大面积推广,客观上推动了我国水稻产业的转型,“高产不优质” 的问题逐步得到了解决[4,6]。
七级核心种质黄莉占 (审定编号: 粤审稻2008001)在2005 年、2006 年晚造广东省区试中产量平均6 722.90 kg/hm2,比对照种粳籼89 增产5.75%,2006 年晚造生产试验产量6 957.90 kg/hm2, 比对照种粳籼89 增产3.03%。 米质达国标、省标优质二级,整精米率70.7%,垩白粒率8%,垩白度1%,直链淀粉含量16.5%,胶稠度76 mm,食味品质分81 分。 高抗稻瘟病,中抗白叶枯病(3 级)。主要农艺性状指标:晚造平均全生育期 109~114 d, 株高 99.5~103.9 cm,穗长 20.4~21.4 cm, 亩有效穗 18.6 万~19.1 万穗,每穗总粒数 135.3~140.0 粒, 结实率 81.2%~84.1%,千粒重 21.7~22.1 g[3]。
八级核心种质黄广占 (审定编号: 粤审稻2010002)在2008 年、2009 年早造广东省区试中平均产量 6 860.60 kg/hm2, 比对照种优优 128 增产1.91%,2009 年早造生产试验产量7 999.50 kg/hm2,比对照种优优128 增产10.96%。 早造米质未达国标等级, 主要理化指标: 整精米率62.4%, 垩白粒率58%,垩白度19.8%,直链淀粉15.9%,胶稠度70 mm,食味品质分 75 分。 抗稻瘟病、抗白叶枯病(1 级)。 主要农艺性状指标: 早造平均全生育期130~136 d,株高 103.7~105.1 cm, 穗长 19.3~21.5 cm, 亩有效穗19.1 万~19.7 万穗,每穗总粒数 122~145 粒,结实率81.8%~87.4%,千粒重 21.9~22.8 g[5]。
九级核心种质黄广油占 (审定编号: 粤审稻2013001)2011 年 、2012 年 早 造 广 东 省 区 试 平 均 产量7 295.50 kg/hm2, 比对照种玉香油占增产4.46%,2012 年早造生产试验产量8 207.10 kg/hm2, 比对照种玉香油占增产11.82%。早造米质未达国标,晚造达国标优质2 级,整精米率69.6%,长宽比3.4,垩白粒率 11%, 垩白度 1.3%, 胶稠度 81 mm, 直链淀粉18.8%,食味品质83 分。 高抗稻瘟病、中感白叶枯病(IV 型菌 3~5 级,V 型菌 7 级)。 主要农艺性状指标:早造平均全生育期128~132 d,株高107.7~110.1 cm,穗长 21.4~22.0 cm,亩有效穗 17.6 万~18.3 万穗,每穗总粒数 133~144 粒, 结实率 84.9%~87.2%, 千粒重24.5~24.6 g。
十级核心种质黄广华占2 号(审定编号:粤审稻20180001) 在 2016 年、2017 年早造广东省区试中平均产量为7 249.70 kg/hm2, 比对照种玉香油占增产7.44%,2017 年早造生产试验产量7 342.50 kg/hm2,比对照种玉香油占增产8.79%。米质鉴定达省标优质三级,2019 年早造国家华南早籼组区试鉴定达部标优质2 级,糙米率83.1%,精米率75.1%,整精米率64.3%,粒长6.4 mm,长宽比2.9,垩白粒率13%,垩白度1.0%,透明度2 级,碱消值6.7 级,胶稠度77 mm,直链淀粉含量15.9%,综合评级为优质2 级。 抗稻瘟病,中感白叶枯病(Ⅳ型菌 5 级,V 型菌 7~9 级)。 主要农艺性状指标: 早造平均全生育期127 d, 株高109.8~111.0 cm,穗长 22.0~22.7 cm,亩有效穗 16.7 万~17.0 万穗, 每穗总粒数 159~161 粒, 结实率 83.5%~85.5%,千粒重 24.2~24.7 g[7]。
对六级核心种质黄华占到十一级核心种质黄广太占的区试数据进行对比发现, 经过15 年的连续改良,6 个品种保持中等直链淀粉含量, 胶稠度70 mm以上,稻米品质基本保持不变;黄莉占、黄广油占高抗稻瘟病,黄华占、黄广占、黄广华占2 号、黄广太占抗稻瘟病,稻瘟病抗性基本保持不变。 黄华占亩有效穗21.4 万穗, 平均每穗总粒118.3 粒, 是穗数型品种;黄广华占2 号亩有效穗16.9 万穗,平均每穗总粒160 粒,黄广太占亩有效穗17 万穗,平均每穗总粒数147 粒,是大穗型品种;黄莉占、黄广占、黄广油占则为中间类型品种。 黄华占、黄莉占、黄广占区试产量在 6 722.90~7 025.90 kg/hm2之间, 千粒重在 21.9~22.7 g 之间;黄广油占、黄广华占2 号、黄广太占区试产量提高到 7 249.70~7 482.97 kg/hm2之间, 而千粒重提高到24.5~25 g 之间。 黄广太占的生产试验产量更是达到8 428.40 kg/hm2,创广东省常规优质稻产量的新高。 因此,通过筛选确定优良种质,以其中少数资源作为核心亲本,根据育种目标配置组合,充分利用有利基因群的累加、重组和交换,进而创造出新的核心种质;通过补充新的基因资源,逐步升级、置换成新一轮的核心种质, 直至选育出全面符合育种目标的核心种质。 该过程不仅要突出新品种的改良特性, 更要最大限度地保留上几级核心种质的有利基因群。 水稻核心种质育种理论可以高效地利用核心种质的兼容性和可塑性, 统筹常规育种和现代技术体系培育优良新品种[6]。
附表 六级核心种质黄华占到十一级核心种质黄广太占的部分性状