优质高产早熟杂交水稻新品种潢优粤禾丝苗的选育

王洪飞，游晴如，陈春霞，房贤涛，周 鹏，郑菲艳，董瑞霞，涂诗航，黄庭旭

（福建省农业科学院水稻研究所/福州国家水稻改良分中心，福建 福州 350018）

0 引言

【研究意义】水稻是中国的第一大粮食作物，全国有六成以上人口以稻米为主食[1]。20世纪70年代以来，中国杂交水稻特别是杂交籼稻品种的选育和大面积推广应用，为我国乃至世界粮食安全生产作出了巨大贡献[2]。随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，消费者对优质大米和稻米安全的要求日益提高。同时，随着农业耕作制度的改变，水稻生产上越来越趋向于种植早熟、抗病的优质杂交水稻品种。近年来，我国已成功育成并大面积推广了一批早熟高产杂交水稻新品种[3−6]，但品种普遍存在稻瘟病抗性与品质方面问题，主要表现稻瘟病抗性普遍较差、抗病品种少和稻米品质优质率也很低。因此，培育和推广杂种优势强、增产潜力大、抗病的早熟优质杂交水稻新品种已势在必行。【前人研究进展】研究表明，不育系对杂交水稻稻米品质的影响比恢复系作用更大，杂交水稻稻米品质差的主要原因是不育系品质低劣[7−13]，而不育系的稻瘟病抗性和杂交水稻品种的抗病性呈极显著正相关[14]，在优质杂交水稻抗病育种上，特别要选用稻瘟病抗性强的优质不育系作亲本配组[3,7,13,15]。因此，选育优质抗病的水稻不育系成为培育优质抗病杂交水稻的关键。常规稻品种具有丰富的遗传资源背景，作为恢复系和保持系，或与其他材料进行杂交，系谱选育强优恢复系材料和优质抗病水稻不育系，可以配组筛选产量、抗性与品质表现均较好的杂交水稻新品种。【本研究切入点】千粒重是水稻产量构成三因素中受环境条件影响最小的性状，适度提高千粒重并协调三因素之间的矛盾，可有效提高品种产量潜力和显著增加稻谷产量[16−21]。早籼常规稻佳辐占是厦门大学生命科学院水稻育种组利用独创的优质早籼稻新品种选育新途径育成的我国早籼稻育种研究上第一个取得突破性进展的优良早籼稻新品种，遗传资源背景丰富，集丰产、稳产、优质、抗病虫和广适应性好等优良性状于一体，其千粒重达30 g、稻米垩白粒率低、垩白度小且遗传稳定性好[18,19]，为水稻育种家提供了一个优良早籼稻新种质。佳辐占作为优良的早籼稻新种质，目前在杂交水稻亲本改良和利用研究的报道较少。课题组在大粒型恢复系和品种选育实践[16−17,20−23]的启发下，利用优良性状互补原则以及有利基因加性效应，提出了利用早籼优质常规稻佳辐占改良生产上杂交稻重要骨干亲本泸香90B的稻瘟病抗性和品质，来选育优质水稻不育系的育种策略[24]，将增大品种的千粒重作为提高杂交水稻品种产量的重要措施之一，把“优质大粒”性状作为优质不育系选育目标之一，同时兼顾早熟性、稻瘟病抗性和品质提高作用，可望提高优质稻新品种的早熟性、产量、米质和抗性综合水平。【拟解决的关键问题】以米质较优的泸香90B为母本，早熟、优质大粒、稻瘟病抗性强的早籼常规稻佳辐占为父本，杂交配制新的早熟、优质大粒、抗病保持系组合，与不育系Ⅱ-32A测交和连续成对回交，选育出早熟、优质、高配合力、千粒重达28.7 g的籼型三系不育系潢达A。再利用潢达A与引进的丝苗型早熟优良恢复系粤禾丝苗进行测交配组，以期杂种后代能够综合双亲的优良性状，培育出杂种优势强、增产潜力大、高产、优质、抗病和广适应性的早熟杂交水稻新品种。

1 材料与方法

1.1 材料

供试亲本：四川省农业科学院水稻高粱研究所选育的优良保持系泸香90B；厦门大学生命科学学院水稻育种组选育的早籼优质常规稻品种佳辐占；湖南杂交水稻研究中心选育的高异交率不育系Ⅱ-32A，福建省农业科学院水稻研究所选育的澄达A、泓达A、清达A和律达A等不育系，以及广东省农业科学院水稻研究所育成的丝苗型常规稻粤禾丝苗和恢复系广恢308。育成品种：潢优粤禾丝苗；对照品种：金优2155（CK）、T78优2155（CK1）和超级稻品种五优 308（CK2）[25]。

1.2 方法

1.2.1 潢达A的选育 2004年春，在三亚福建省南繁基地选用泸香90B作母本，利用温汤去雄，授以佳辐占花粉，2004年夏在南靖基地种植F1，2005年春在海南种植F2分离群体1000多株，成熟时剥壳除糙，选择株型好、大粒形的128个优良单株，2005年夏在建阳种植F3，结合上杭抗性鉴定结果，收获株叶形态好、双亲优良性状互补的23个优质抗病单株，以后连续经海南、建阳加代和上杭抗性鉴定。2008年夏在建阳从F9株系中选择早熟、大粒形、优质抗病的优良稳定株系与Ⅱ-32A测交，2009年在海南成对种植测交F1和对应保持系，对测交F1进行花粉育性镜检，严格淘汰花粉黑染的小区，成对入选株系在海南和建阳连续回交和加代，至2013年夏季建阳回交9代的136A不育株系，群体整齐、败育彻底、不育性稳定且测交后代杂种优势突出，定选命名潢达A，相应保持系136B定名潢达B。保持系潢达B和不育系潢达A选育流程见图1。该不育系具有明显的早熟特性、米质优、稻瘟病抗性较强和配合力好，于2018年通过了福建省农作物品种审定委员会审定（闽审稻 20180030）。

图1 保持系潢达B与不育系潢达A的选育流程Fig.1 Breeding of Huangda B and CMS line Huangda A

1.2.2 潢优粤禾丝苗的选育 2016年春，在福建南繁基地选用不育系潢达A及课题组选育的澄达A、泓达A、清达A和律达A等早中熟类型不育系，与引进广东省农业科学院水稻研究所育成的丝苗型常规稻粤禾丝苗和恢复系广恢308小面积制种，同年夏季在建阳基地进行小区简比试验，2016–2017年在福建、海南和江西等多地进行适应性和品比试验，结果潢优粤禾丝苗综合性状表现最为突出，杂种优势强、产量高、抗病性强，以及表现早熟、株型适中、穗大粒多、结实率高、千粒重较大和后期熟相好等特点。2017年潢优粤禾丝苗参加福建省早稻新品种筛选试验，2018–2020年参加福建省早稻新品种区试和生产试验以及长江中下游晚籼早熟组联合体区试和生产试验，2020年通过福建省农作物品种审定委员会审定（闽审稻20200009），2021年通过了国家农作物品种审定委员会审定（国审稻20210328）。

1.2.3 数据统计分析 收集、整理潢优粤禾丝苗在福建、海南和江西等多地品比试验，福建省早稻新品种筛选试验、区试和生产试验以及长江中下游晚籼早熟组联合体区试和生产试验中的生育期、产量、抗瘟性、米质等综合性状表现。

2 结果与分析

2.1 产量表现

2.1.1 品比试验和试种表现 2016年夏，在建阳基地以早稻迟熟对照品种金优2155和晚稻早熟对照品种五优308为对照，小区种植潢优粤禾丝苗等制种组合鉴定杂种优势和考察主要农艺性状表现。6月18日播种，7月11日移栽，单本插秧，插秧规格20.0 cm×23.3 cm，每小区种植10行，每行46株。8月31日～9月5日始穗，10月9日～16日成熟。结果表明，潢优粤禾丝苗杂种优势表现最好，产量最高，平均产量 8657.2 kg·hm−2，比对照品种金优 2155和五优308分别增产14.25%和5.90%（表1）。同年，潢优粤禾丝苗在江西省上饶、新余、宜春等多地作晚稻进行品比试验，平均产量分别达 8137.50 kg·hm−2、8860.50 kg·hm−2和 10399.50 kg·hm−2，比对照品种五优308分别增产4.33%、6.97%和8.00%。2017年在海南藤桥、福州连坂、龙岩连城、建阳莒口、江西崇仁、吉安和弋阳等地进行品比试验和小面积示范种植，折算干谷产量 8745.0～11100.0 kg·hm−2，比金优2155、T78优2155和五优308等对照品种增产4.65%～18.76%。2016–2017年各地品比和试种结果表明，潢优粤禾丝苗具有熟期早、杂种优势强、产量高、丰产稳产性好、抗瘟性强、米质优和广适应性好等特点。

表1 潢优粤禾丝苗等杂交组合的农艺性状和产量表现Table 1 Yield and Agronomic traits of Huangyou Yuehesimiao and other hybrid rice combinations

2.1.2 福建省筛选试验、区试和生产试验表现 2017–2019年潢优粤禾丝苗参加福建省早稻新品种筛选试验、区试和生产试验的产量结果见表2。2017年参加筛选试验平均产量达 8014.50 kg·hm−2，比对照品种T78优2155增产4.80%。2018年参加第一年区试平均产量为 8140.05 kg·hm−2，比对照品种 T78 优2155增产11.41%，达极显著水平，增产点率88.9%；2019年参加第二年续试平均产量为 7867.35 kg·hm−2，比对照品种T78优2155增产10.45%，达极显著水平，增产点率 72.7%。2年区域试验平均产量为 8003.70 kg·hm−2，比对照品种T78优2155平均增产10.93%。2019年参加生产试验平均产量为 7444.65 kg·hm−2，比对照品种T78优2155增产8.26%，增产点率87.5%。

2.1.3 长江中下游联合体区试和生产试验表现 2018–2020年潢优粤禾丝苗参加长江中下游晚籼早熟组联合体区试和生产试验的产量结果列于表3。2018 年参加第一年区试平均产量为 9610.80 kg·hm−2，比对照品种五优308增产3.49%，达极显著水平，增产点率68.42%；2019年参加第二年续试平均产量为9911.70 kg·hm−2，比对照品种五优 308 增产 4.87%，达极显著水平，增产点率68.42%。2年区域试验平均产量为 9761.25 kg·hm−2，比对照品种五优 308 平均增产4.18%。2020年参加生产试验平均产量达8838.45 kg·hm−2， 比对照品种五优 308 增产 3.54%（表2）。福建省和长江中下游联合体2年区试和1年生产试验结果表明，潢优粤禾丝苗作早稻或晚稻种植，均表现稳产性强、产量高和适应性广。

表2 潢优粤禾丝苗在福建省区域试验和生产试验产量表现Table 2 Yield of Huangyou Yuehesimiao in regional and production trials in Fujian

表3 潢优粤禾丝苗在长江中下游联合体区域试验和生产试验产量表现Table 3 Yield of Huangyou Yuehesimiao in regional and production trials in middle and lower reaches of Yangtze River

2.2 特征特性

2.2.1 生育期 潢优粤禾丝苗是早、晚兼用型三系杂交水稻品种，在福建省作早稻种植和长江中下游作晚稻种植表现生育期稳定（表4）。2017年参加福建省早稻新品种筛选试验全生育期129.1 d，比对照品种T78优2155早熟0.6 d，2018年区试全生育期127.6 d，2019年续试全生育期 128.7 d，2年福建省区试全生育期平均128 d左右，与对照品种T78优2155相当。2018年参加长江中下游联合体区试全生育期 112.5 d，2019年续试全生育期 111.2 d，2年联合体区试全生育期平均112 d左右，比对照品种五优308 早熟 4.4 d。

表4 潢优粤禾丝苗在福建省和长江中下游区试中的主要农艺性状Table 4 Main agronomic traits of Huangyou Yuehesimiao displayed in regional trials in Fujian and middle and lower reaches of Yangtze River

2.2.2 主要农艺性状 2018–2019 年，潢优粤禾丝苗在福建省区试和长江中下游区试中，表现群体整齐，株型适中，植株较矮，茎秆粗壮、分蘖力强、结实率高，千粒重较重，后期熟相好等特点。在福建省区试2年主要农艺性状平均表现为，每公顷有效穗数261.0万穗，比对照品种T78优2155多3.0万穗；株高98.5 cm，比对照品种T78优2155矮14.0 cm；穗长 22.25 cm，比对照品种T78优2155短 1.85 cm；每穗总粒数152.85粒，比对照品种T78优2155多3.35粒；结实率85.73%，比对照品种T78优2155高3.18%；千粒重26.7 g，比对照品种T78优2155重1.1 g。从穗粒结构和产量相关性状分析，潢优粤禾丝苗作早稻种植主要是在保持较多穗数和粒数的基础上，进一步通过结实率的提高和千粒重的增大而获得高产量水平（表4）。

在长江中下游联合体区试2年主要农艺性状平均表现为，每公顷有效穗数286.5万穗，比对照品种五优308少19.5万穗；株高106.9 cm，比对照品种五优308矮2.4 cm；穗长23.8 cm，比对照品种五优308长2.2 cm；每穗总粒数170.9粒，比对照品种五优308多0.8粒；结实率88.2%，比对照品种五优308高3.7%；千粒重 26.2 g，比对照品种五优 308 重 2.4 g。从穗粒结构和产量相关性状分析，潢优粤禾丝苗作晚稻种植产量的提高主要也是结实率和千粒重的作用贡献更大（表4）。

2.2.3 抗逆性 据 2018–2019 年福建省水稻区试新品种稻瘟病抗性连续2年联合鉴定结果，潢优粤禾丝苗在2018年田间稻瘟病自然诱发鉴定，叶瘟平均发病率4.38%，病情指数1.12，表现抗（R）叶瘟，穗颈瘟平均发病率14.00%，病情指数3.69，表现抗（R）穗颈瘟，苗期室内人工接菌鉴定抗菌株率为75.00%，表现中抗（MR）稻瘟病；2019年田间稻瘟病自然诱发鉴定，叶瘟平均发病率13.38%，病情指数4.32，表现抗（R）叶瘟，穗颈瘟平均发病率23.75%，病情指数8.45，表现中抗（MR）穗颈瘟，苗期室内人工接菌鉴定抗菌株率为78.95%，表现中抗（MR）稻瘟病；两年稻瘟病抗性鉴定综合评价为中抗（MR）稻瘟病。而对照品种T78优2155两年鉴定均为感（S）稻瘟病（表5），可见，潢优粤禾丝苗的稻瘟病抗性强，明显优于感（S）稻瘟病的对照品种T78优2155。

表5 潢优粤禾丝苗在福建省区试中的稻瘟病抗性表现Table 5 Blast-resistance of Huangyou Yuehesimiao exhibited at regional trial in Fujian

2018–2019 年在长江中下游联合体区试，潢优粤禾丝苗稻瘟病综合指数2年分别为4.30和4.20，穗颈瘟损失率最高级5级，表现中感（MS）稻瘟病；白叶枯病鉴定7级，褐飞虱鉴定9级，表现感（S）白叶枯病和高感（HS）褐飞虱（表6），因此，生产上需要预防稻瘟病、白叶枯病和重点注意预防褐飞虱。

表6 潢优粤禾丝苗在长江中下游联合体区试中的主要病虫抗性表现Table 6 Major disease and insect resistance of Huangyou Yuehesimiao identified in regional trial in middle and lower reaches of Yangtze River

2.2.4 稻米品质 2019年从福建省早稻区试点取样送农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心（杭州）检测，潢优粤禾丝苗早稻的糙米率为82.6%，精米率75.0%，整精米率高达67.7%，粒长7.1 mm，长宽比为3.2，垩白度低为1.0%，透明度1级，碱消值高达7.0级，胶稠度78 mm，直链淀粉含量17.7%，依据农业行业（NY/T 593—2013）《食用稻品种品质》标准分析，米质达部颁一等优质食用稻品种品质标准（表7）。2019年从长江中下游晚籼早熟组联合体的3个区试点取样送农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心（武汉）检测：潢优粤禾丝苗晚稻的糙米率平均为81.1%，精米率平均72.5%，整精米率平均高达63.5%，粒长平均6.8 mm，长宽比平均为3.4，垩白度平均为3.2%，透明度平均1.0级，碱消值平均6.6级，胶稠度平均53 mm，直链淀粉含量平均16.6%，依据农业行业（NY/T 593—2013）《食用稻品种品质》标准分析，米质达部颁三等优质食用稻品种品质标准（表7）。

表7 潢优粤禾丝苗与T78优2 155、五优308的稻米品质比较（2019年）Table 7 Grain quality of Huangyou Yuehesimiao, T78you 2155, and Wuyou 308 in 2019

3 讨论

水稻品种的早熟性对于提高农作物复种指数、提高水稻种植经济效益和助农增收具有重要意义[26]。当前农业生产和消费市场对水稻品种稻米品质的要求不断提高，培育丰产、优质、抗逆和广适性等“四性”综合在较高水平上[27,28]的早熟水稻新品种成为育种家研究的重要目标之一。

选育早熟优质抗病水稻不育系，保持系起始亲本的选择极其重要，通常必须选用优质、抗病和高产的种质资源作为亲本进行杂交和基因重组，有效整合亲本的优势基因，克服双亲不利性状，再从其杂交后代分离的群体中选择符合不育系育种目标的个体进行转育。本研究选用遗传资源背景丰富、集早熟、大粒（千粒重达30 g）优质、丰产、稳产、抗病和广适应性好等优良性状于一体的佳辐占为起始亲本作父本，与地理生态远缘、香型、较优质但感稻瘟病的保持系泸香90B进行杂交，通过基因重组，实现优良有利多基因聚合，将早籼稻佳辐占的早熟、大粒优质、抗病、高产等优良有利基因和血缘转入到目标新保持系，进一步拓宽了保持系的遗传背景，再与Ⅱ-32A测交和连续成对回交转育，成功培育出具有明显早熟效应、千粒重达28.7 g且配合力强、米质优、稻瘟病抗性好的籼型水稻不育系潢达A。选择早熟、优质、抗病常规稻恢复系粤禾丝苗与潢达A配组，可达到早熟、产量、米质与抗性在较高的水平上的结合，使早熟水稻的产量与优质、抗病的矛盾在较高水平上统一起来，选育出高产、优质、抗病兼备的早熟杂交水稻新品种潢优粤禾丝苗。

本研究育成的潢优粤禾丝苗，福建省早稻全生育期与对照品种T78优2155（CK2）相当，区试和 生 产 试 验 平 均 产 量 分 别 达 8003.70 kg·hm−2和7444.65 kg·hm−2，比对照品种 T78 优 2155（CK2）分别增产10.93%和8.26%，抗瘟性表现经两年福建省水稻区试联合抗稻瘟鉴定综合表现为中抗稻瘟病，早稻米质检测结果达部颁一等优质稻品种品质标准。长江中下游晚稻全生育期比对照品种五优308（CK3）早熟4.4 d，区试和生产试验平均产量分别达 9761.25 kg·hm−2和 8838.45 kg·hm−2，比对照品种五优308（CK3）分别增产4.18%和3.54%，晚稻米质检测结果部颁三等优质稻品种品质标准。研究分析表明，潢优粤禾丝苗高产稳产主要是结实率高和千粒重较大，在保持有效穗数和粒数多的基础上，结实率的提高和千粒重增大对产量的作用贡献大。由此可见，潢优粤禾丝苗具有早熟、农艺性状优良、结实率高、千粒重大、丰产性好、稳产性强、米质优、稻瘟病抗性较好和适应性广等优点，解决了水稻生产上早熟品种“早熟不高产、高产不优质以及优质不抗病”等难题，是目前福建省自主育成的首个兼顾早熟性和丰产、优质、抗性和适应性等“四性”有机结合较高水平上的突破性早熟杂交水稻品种[27−29]，可在福建全省作早稻种植和长江中下游双季稻区作晚稻种植。

4 结论

潢优粤禾丝苗是一个早晚兼用型优质抗病杂交籼稻新品种，聚合了不育系潢达A和恢复系粤禾丝苗双亲早熟、优质、抗病的优势基因，实现了双亲优良性状互补和有利基因的累加，使早熟、产量、米质、抗性和适应性在较高水平上协调统一。潢优粤禾丝苗的成功选育，优质抗病常规稻品种佳辐占和粤禾丝苗的利用，为杂交水稻新品种选育拓宽了途径。