水稻优质高产品种选育探讨

陶小祥，朱 芬，段瑞华

（1.连云港市植物保护植物检疫站，江苏 连云港 222000；2.连云港市农业农村局，江苏 连云港 222000）

我国人多地少，保证粮食安全，必须提高单位面积的产量，以增加总产。要提高单产需要提高品种的单产，高产育种是水稻育种的终极目标。随着人民生活水平不断提高，优质、安全的农产品越来越受到人们的青睐。在稻麦育种时，不能单纯追求丰产性状目标，应兼顾优质及增强抗逆性状，注意降低生产成本（适应机械化）及农艺措施改进（抗除草剂、耐密植、养分高效利用等），使育种目标更符合生产实际和市场需求。现根据水稻育种中的实际情况进行探讨。

1 优化穗粒结构

目前，江苏省水稻单位面积穗数常规品种为18×104～20×104穗/0.067 hm2，穗粒数120 粒/穗，千粒质量25～26 g；杂交稻单位面积穗数16×104～18×104穗/0.067 hm2，穗粒数150粒/穗，千粒质量27～28 g。如果将常规稻的穗粒结构进一步优化为20×104穗/0.067 hm2左右，穗粒数130～140 粒/穗（实粒），千粒质量25～26 g，则产量水平可在现有单产600 kg/0.067 hm2的水平上提高100～200 kg/0.067 hm2。杂交稻18×104穗/0.067 hm2左右，穗粒数160 粒/穗（实粒），千粒质量27～28 g，则单产可达800 kg/0.067 hm2。在新品种的选育上，重点是稳穗数、攻大穗。

2 优化株型

在水稻理想株型的选育方面，如矮秆、叶挺、叶厚、株型紧凑等，已取得显著成绩。未来具有增产潜力的株型育种方向为培育小叶大穗、提高粒叶比、在高氮比情况下增加结实率等，优化的重点是大穗小叶，提高粒叶比。

3 优质稻米的选育

“稻强米弱”问题在我国比较突出。优质稻米主要体现在外观品质、加工品质、食用品质、营养品质等方面，当前育种的目标是提高稻米的外观品质及食用品质。在外观品质上应注重垩白率的优化，垩白的存在及程度受遗传控制和温度的影响。水稻开花后，在高温下灌浆增加腹白，而在低温下则减少腹白或无腹白。然而现有水稻品种中，IR20不论在何种环境下灌浆垩白粒率都没有，IR8 即使在低温下灌浆垩白粒率都在50%以上，江苏省的武育粳3 号水稻在不同环境下灌浆其垩白粒率都在40%～70%。有研究认为南方高温逼熟的水稻品质不佳，但泰国茉莉香米含有Wxin 基因，直链淀粉含量18%～22%，垩白粒率5%以下，整粒米率65%，胶稠度85 mm，食用品质极佳，表明高温地区同样能种出优质米。

美国将水稻品质育种列为第一目标，要求外观好，整米率高，中等直链淀粉含量（20%～24%），中等糊化温度，米饭软而不黏，实施的“茉莉花”香米阶梯改良计划目标为培育矮秆、感温、适合直播的香米。

4 做好“抗逆”品种的鉴定和筛选

水稻育种不仅要选高产品种更要选稳产品种，稳产品种在各种自然灾害情况下产量少减或不减，要求品种有“抗逆力”，诸如抗病、抗虫、抗旱、抗涝、抗寒、抗盐碱。技术人员利用抗性的基因杂交配组，把高产优质性状与抗性性状结合起来，选育出高产稳产的新品种。目前生产过程中最需要水稻品种具有抗稻瘟病和抽穗-扬花期抗低温2个性状。

水稻稻瘟病是生产过程中危害最大的病害。迄今为止，已有100 多个水稻主效稻瘟病抗性（R）位点被报道，其中35个已被克隆。Pi9 对来自13 个国家的40 多个稻瘟病菌株均表现出很强的抗性，Pi9对从我国收集的792个稻瘟病小种的绝大多数表现抗性只有7.55%能侵染Piz 的亲本clolA51。目前已知Pita、Pib、Pitapia、Pitapi3 以及近几年克隆的Pigml、Pigm、Pitr等对稻瘟病的抗性广谱。

实践证明，仅携带一个R 基因的水稻品种抗性频率为46.88%，携带2～6 个R 基因的水稻品种抗性频率为62.5%～94.4%；携带7个R基因或以上的水稻品种表现为全抗病。在育种过程中要充分利用携带上述广谱抗性基因的品种材料，并利用人工接种及分子标记技术将它们鉴别选育出来。

直播稻推广以来，由于播种迟，生育期也随之推迟，遇到不良天气，往往造成减产。特别是在水稻小孢子母细胞分裂时，若处于15℃～19℃条件下将出现高度小穗不育，开花结实期遇到连续3 d 平均温度低于20℃结实率下降，造成“翘头穗”。抗低温的育种比较困难，筛选出抗该时段低温的品种材料，明确该抗性是否能遗传，从F2代开始，除选择高产类型外要尽可能加强对低温耐受性的选择，在F3以株系为基础设置低温鉴定圃进行评价和选择。耐受性的记载方法是鉴定技术中最关键的一项，在成熟阶段根据每株系总体表现型的优劣予以评分，一般分为1～9级，1～3级表示耐低温，7～9级表示完全耐低温，其他性状如株高、分蘖力等也要记载。

表1 水稻的植株性状与高产潜力相联关系Tab.1 The relationship between plant traits and high yield potential of rice

5 选育方法的改进

今后水稻育种方向以水稻种质源为基础，拓宽水稻有利基因资源发掘范围，发掘新的抗病、抗逆、高产优质且营养高效利用的基因。以常规育种技术为根本，实现常规育种技术与分子育种技术的整合，提高育种效率，以微量、快速为原则发展特性，早世代定量化快速鉴定技术[1]。具体流程如下。

（1）杂交配组时选准有目标性状基因品种材料作亲本。

（2）重视F2代选择。F2代是选择成功与否的临界世代。

实践证明，F2 代的许多性状如果表现不理想，企图在F3或更高世代发现优良单株的机会是很渺茫的。事实上，F2没有出现有希望的单株，即使继续选择也无效。因为它是由不同亲本构成的一个难以分清的材料[2]，有许多不合乎要求的分离群体，尽管其中有微乎其微的好单株。由于这些原因，育种人员必须尽可能使F2 群体增加出现理想单株的概率。一般认为每组合F2 单株栽插6 000～10 000 株对于发现和选择是足够的（如果有几个组合的亲本起源或选育目标相同F2群体株数可适当减少），选择方法为先选组合，再选单株。

（3）利用先进的仪器设备开发品质等性状，快速微量在低世代品种材料中鉴定选择。在F2～F5 代尽快把水稻抗病性、穗质量、穗粒数、着粒密度、千粒质量、粒形、穗长度、垩白率、遗传率高的性状在早期世代中直接选择。实践证明：在F2 代对粒形、垩白粒率、株高等选择效果是明显的。水稻许多性状的遗传比较简单，在数量遗传中主基因起着非常显著的作用，而且许多数量遗传性状很快得到固定，在F2、F3 的大群体中早期选择切实可行。

（4）加速育种进程，具体见表2。

表2 改良后的加速育种程序Tab.2 Improved accelerated breeding program

播后20 d开始（秧苗5叶期—6叶期）短日处理，下午5时开始遮光，翌日上午9 时揭开，处理延续到50%植株抽穗为止，中间不能脱档，短光处理70 d 内开花的植株在大田种植生育期在130～150 d。从F3 代开始均可采取直播，直到F6 代进行品种产量比较为止。在F4 代应完成所有米质性状的测定及穗粒结构、株高、生育期等调查记载。

（5）穗系（株系）采取直播，种子多时可播3～4 行，种子少可只播1 行，每行200 粒以上至F6 进行初级产量试验。F6 代将有希望的组合各选25～100 个优良株系进行产量试验。再选择优良株系进行多点产量比较，直到参加区域试验，在产量试验中，除直接收割计产外还要测定收获指数，做到实产及收获指数匀高[3]。

初级产量试验每品种材料直播6 行，小区行6 m，产量比较试验，每品种材料播12行10区长6 m。初级产量试验每区收中间2行，产量比较试验每小区收中间8行重复3～4次。

总之，要选育出高产优质的水稻新品种，进行配组时，要选准带有目标性状基因的品种材料作亲本。进行选择时，要抓住F2 的关键世代，选择构建单位面积最大籽粒数的性状[4]。选择抗逆的品种材料，选择优质品种材料时，要尽早在早期世代完成，F4 应完成所有米质的测试，从F3 代起要充分利用水稻“三性”加速世代进程。

6 结语

只有通过科学的育苗方式才能选育出水稻优质高产品种，在保证水稻产量的前提下，实现水稻品质的提升，其中涉及到的主要元素有：带有目标性状基因的品种材料，构建出单位面积最大籽粒数，提升水稻的世代进程。