海日汗 苗锡宁 田淑华 于静辉 陈玉泉 薛海南 王世刚 徐兴健
(1 兴安盟农牧科学研究所,内蒙古兴安盟 137400;2 黑龙江省苗氏种业有限责任公司,绥化 152000;3 兴安盟农业技术推广中心,内蒙古兴安盟 137400;4 通辽市农业技术推广中心,内蒙古通辽 028000;5 兴安盟隆华农业科技有限公司,内蒙古兴安盟 137400)
黑米是种皮沉积黑色素而形成的一类特异水稻资源,是中国古老名贵的稻米品种。黑米集色、香、味和营养保健功能于一身,是我国珍贵的特种稻资 源[1]。黑米资源主要分布在亚洲,在世界黑米资源411 个品种中,我国拥有373 个(占90.8%),其余分布在东亚和西亚。黑香稻作为特种稻不仅外观引人注目且富含多种微量元素、氨基酸、脂肪、油酸、亚油酸、维生素等,并具有抗炎症、抗过敏、抗哮喘、抗氧化、抗肿瘤、减肥降脂、降血糖等多种作用[2]。水稻是人类主要的粮食作物,全球一半以上人口在食用水稻。超过90%的水稻产于亚洲,并消费在人口数量庞大的发展中国家[3]。近年来,伴随人民生活水平的提高以及健康意识的不断增强,水稻生产模式和消费取向正在不断进行适应性调整,已从单一的数量型增长转变为数量和质量并重。营养丰富、品质优良的功能性稻米越来越受到人们的青睐[4]。但与此同时,散布于东北三省及蒙东地区的黑香稻品种如黑珍珠、黑美人、紫警戒、垦黑1438 等普遍产量偏低、抗病性差[5]、易倒伏收获成本高等,导致农户的种植积极性偏低,栽培面积小,相应的产业发展缓慢。苗稻9 号是黑龙江省苗氏种业有限责任公司育成的黑香稻新品种,该品种的育成为特种稻产业发展提供了新的品种选择。
1.1 母本黑H6 属于在湿地荧光系列品种绥粳4号(绥粳9230 系,荧光1 号)选育过程中分离出来的黑稻材料。绥粳4 号是世界最高纬度第一个香稻品种,于1976 年开始利用云南黑稻、陕西黑稻、吉林糯稻、合江14、松前、合R2-34-1、莲香早1 号等多个品种(系)进行相互杂交选育而成。其中,利用粳型恢复系合R2-34-1 与莲香早1 号进行杂交后,连续回交2 次来克服莲香早1 号与北方粳稻不亲和的难关。1983 年开始,对互交后的株系组合根据育种目标利用系谱法进行选择,于1985 年育成比绥粳9230品系[6]早熟5d、总叶片数少1叶的天然变异株。而黑H6 为在此过程中分离出,并于2006 年成为稳定的黑香稻品系,其生育期为124d,所需活动积温2225℃。株高95cm,穗长18.8cm,千粒重24.5g,半散穗、穗粒数85 粒,幼苗生长健壮。田间抗稻瘟病能力较好,耐寒性强,黑度较好,长粒型,食味品质佳。
1.2 父本黑珍珠是多年前从吉林省引进的中等糯性的农家黑稻品种,广泛分布于黑龙江省境内。通过穗选方法选出熟期较早,矮秆型,黑度好的材料。其生育期为128d,所需活动积温2275℃。株高90cm,穗长17cm,千粒重27g,穗粒数87 粒,分蘖能力较强,幼苗长势强,适应性强,杂交配合力强,黑度好,品质佳。
1.3 选育过程黑龙江省苗氏种业有限责任公司于2007 年以黑H6 为母本、黑珍珠为父本,人工去雄杂交获得F0种子 88 粒,2008 年通过人工去除田间无杂种优势的杂株F1混收,2009 年进行单株插秧F25000 株,并根据育种目标选择分蘖势较强的单株进行田间标记,将抽穗期较早的进行田间标记,齐穗期选择半矮秆型、半直立、长粒型,同时选择各器官花青甙显色强,尤其是花器官柱头颜色较深的单穗。在多次根据育种目标选择单株的前提下,最终选择123 个符合标准的单穗分别脱粒装袋编号。2010 年将123 份F3种植穗行,根据育种目标继续选择120 个单穗;2011 年F4单株插秧200 株,以株选的形式选择45 株;2012 年F5单株插秧200 株,以株选的形式选择13 株;2013 年F6所有株系均趋于稳定,成熟期选择一个整齐度高、各性状符合育种目标的最佳品系暂命名为苗稻9 号。2014-2015 年通过品种比较试验对其产量进行鉴定,产量较为突出。2016 年进行异地鉴定,其丰产性、适应性、抗逆性及品质均表现比较突出。2017-2019 年参加乔氏水稻联合体黑龙江省第四积温带区域试验和生产试验,产量均表现优异,2021 年5 月通过黑龙江省农作物品种审定委员会审定,定名为苗稻9 号,审定编号:黑审稻2021L0121。
2.1 植物学特征苗稻9 号秧苗长势好,整齐度高,根系粗壮,叶片厚实,生长势强。植株为半直立型;平均单株穗数12.35 个;基部叶鞘带紫色线条;倒2 叶叶片和叶耳、茎秆节显色较深,为紫色;穗芒等部位初期显红棕色,后期显黑色;小穗初期外颖颖尖显色中等,后期较强;小穗柱头中等紫色;谷粒外颖紫色,修饰色为金黄色条纹;糙米紫黑色。剑叶初期姿态平展,后期下弯,叶片正卷,长度30.85cm,宽度1.36cm;倒2 叶绿色程度中等,半直立型,叶片基本无茸毛,叶舌长度较短且性状为二裂;抽穗期较早(89d),抽出度较好,长度中等(21.3cm),姿态强烈下弯,穗部分枝姿态为散开型,二次枝梗类型中等,穗粒数133.2 粒,结实率97.74%;小穗外应茸毛密度中等,护颖长度中等;茎秆长度(不包括穗)短到中等(60.1cm),直径5.29mm,基部茎节为包裹型;千粒重28.9g,谷粒长8.5mm、宽3.35mm、椭圆形;糙米长6.15mm、宽2.45mm、纺锤形,香味浓郁。较其他黑稻品种较耐肥,抗倒能力强,耐寒性强,成熟度好,籽粒饱满,结实率极高,活秆成熟。全生育期123d,所需活动积温2200℃,主茎叶片数10 个。
2.2 抗病、耐冷性鉴定2017-2019 年经黑龙江省农业科学院佳木斯水稻研究所鉴定,苗稻9 号叶瘟5~7 级,穗颈瘟3~7 级;3 年耐冷性鉴定结果显示,处理空壳率4.64%~29.33%。
2.3 米质与转基因检测2019-2020 年经农业农村部谷物及制品质量监督检验测试中心(哈尔滨)进行米质分析,苗稻9 号出糙率82.2%~82.7%,整精米率62.9%~68.0%,直链淀粉含量(干基)16.18%~16.97%,胶稠度78~79mm,粗蛋白(干基)8.78%~9.09%,达到国家《优质稻谷》标准二级。2016 年由农业部转基因生物产品成分监督检验测试中心(哈尔滨)对苗稻9 号进行转基因检测,结果显示CaMV 35S启动子和NOS终止子基因均显阴性。
3.1 区域试验2017-2018 年参加乔氏水稻联合体黑龙江省第四积温带区域试验,2017 年每hm2平均产量9122.4kg,10 点均增产,较对照品种龙粳47 增产7.1%;2018 年平均产量8951.0kg,10 点均增产,较对照品种龙粳47 增产6.4%;2 年区域试验汇总,平均产量9036.7kg,20 点次均增产,较对照品种龙粳47 增产6.75%。
3.2 生产试验2019 年参加乔氏水稻联合体黑龙江省第四积温带生产试验,每hm2平均产量8872.8kg,10 点次均增产,较对照品种龙粳47 增产4.9%。
4.1 远缘杂交苗稻9 号遗传背景包括日本及我国黑龙江、吉林、山西、云南等多地的农家材料和压力筛选材料,属于远缘双亲配组,优势基因互补重组,半糯性种间杂种优势巧妙利用,杂交后代材料具有综合性状超双亲的强优势。
4.2 穿梭育种苗稻9 号的选育采用了穿梭育种。穿梭育种结合系谱法选育可以检验品种在不同生态环境下的抗逆性,提高其综合性状的稳定性和水平抗性[7],保证育种质量,扩大品种的适应范围。
4.3 源库协调苗稻9号株型较为紧凑,半直立型,叶片宽窄适中,姿态平展,茎秆长度短到中等,分蘖能力中上,茎秆粗壮,抗倒伏能力较强,结实率极高,耐冷性强,活秆成熟,抽穗期前生物量较高,生殖生长转化能力高,成熟期剩余功能叶片数3.4 个,在同纬度适应品种当中属于中上。根系活力强,插秧后返青较快,成熟期较对照品种龙粳47 根系数量多3.5 条,大维管束多2 个。散穗型,穗长适中,一次枝梗数和二次枝梗数中等且较为散开,有利于灌浆及快速后熟,呈秋优型生育态势。
5.1 播种和整地采用塑料大棚旱育秧,4 月初催芽进行人工播种,用种量100~125g/盘[8],秧龄达到30~35d 适时移栽,采用机械插秧,插植规格30.0cm×13.3cm。选择地形较为平坦,土壤肥力中等偏上的地块进行种植,春季翻地,抽水泡田,耙地[9]。
5.2 水肥管理施肥时氮肥以基肥、分蘖肥、拔节肥、穗肥按 4∶3∶2∶1 的比例分批次施入;磷肥和硅肥以基肥的形式一次性施入;钾肥以基肥、穗肥的形式按 2∶1 的比例分批次施入[7]。秧苗返青期至分蘖期,为促进分蘖,应提高地温,可采用2~3cm 的浅水进行灌溉。分蘖后期进行排水晒田,孕穗期采用5~6cm 的深水护胎,灌浆期保持2~3cm 的水层。水稻灌浆后期至蜡熟期,提早排水晒田,将田面晒至龟裂。晒田复水后进行浅、湿、干交替灌溉。于收获前15~20d 撤水。于蜡熟末期,水稻黄化完熟率达90%以上、功能叶片基本丧失作用时进行收获。
5.3 病虫草害防治采用丁草胺进行插秧前封闭处理。插秧后利用聚酯类杀虫剂防治潜叶蝇。分蘖中期根据田间杂草发生情况,单子叶杂草采用二氯喹啉酸、双子叶杂草采用吡嘧磺隆或二甲四氯进行茎叶处理。分蘖末期至拔节期,利用噻呋酰胺防治纹枯病。拔节期利用功夫乳油等防治负泥虫等鞘翅目害虫咬食新生叶片。孕穗期至齐穗期利用吡唑醚菌酯防治穗颈瘟,齐穗后采用富士一号或稻瘟灵防治枝梗瘟和粒瘟。