高产优质杂交中籼稻新组合珍两优17的选育及高产制种技术

熊跃东,王思哲,任代胜,乔保建*

(1.安徽袁粮水稻产业有限公司,安徽芜湖241000;2.安徽袁粮种业科学研究院,安徽芜湖241000)

2021年12月8日,中央经济工作会议上,习近平总书记再一次提出:“越是有粮食吃,越要想到没粮食的时候。中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手中,决不能在吃饭这一基本生存问题上让别人卡住我们的脖子”[1]。水稻是我国最主要的粮食作物,国内60%以上的人口以水稻为主食[2]。“农以种为先”,目前良种对粮食增产的贡献率已达45%[3],在我国粮食生产上发挥了重要作用。安徽省作为我国的粮食持续输出省,水稻是最重要的粮食作物之一,其总产量占全省粮食作物总产量40%以上[4]。进一步研究安徽省水稻种植结构,国家统计局数据显示,2016—2021年5年间,安徽省水稻常年种植面积在250万hm2以上,其中中稻和一季晚稻种植面积占比80%以上[5]。因此,选育高产优质型中稻和一季晚稻新品种可以有效提升安徽省粮食产量,为国家粮食安全做出更大贡献。

相较于常规水稻品种,杂交水稻品种拥有较大的产量优势,可有效提升农民收入和粮食产量。但是,杂交水稻种子生产一般为异花人工授粉,需要对其母本和父本进行异交栽培,目前来看是一个较为复杂的劳动密集型产业,也是杂交水稻种子价格较高的根本原因之一[6]。如何培育易制种的杂交水稻新品种,有效降低杂交水稻种子生产成本,是商业化杂交水稻育种的重要课题。因此,笔者选用具备自主知识产权的高异交率不育系珍9S为母本与强优势恢复系R17为父本进行配组,培育了高产优质型两系中籼新组合珍两优17,并于2022年通过国家农作物新品种审定委员会审定,编号国审稻20220195[7],该组合高产优质,抗倒大穗,制种产量较高。鉴于此,笔者介绍了珍两优17的选育过程和主要农艺性状,对其高产制种技术进行了探索,以期为优良品种的商业化推广提供数据支撑。

1 选育过程

1.1 不育系珍9S的选育珍9S是安徽袁粮水稻产业有限公司选育的光温敏核不育系。2012年夏季在芜湖利用Y58S(♀)与五山丝苗(♂)进行杂交,后经4a8代系统选育,于2017年育成(图1)。该不育系株高93 cm左右,株型紧凑,分蘖力中上,剑叶略内卷,稃尖无色,单株有效穗10～16穗,穗长22.7 cm左右,每穗总粒数182.6粒,千粒重24.2 g。柱头无色,柱头外露率较高,2017年芜湖镜湖区方村基地未喷施“九二〇”时统计,其柱头单边外露率为46.3%,双边外露率为35.2%,总柱头外露率为81.5%。人工气候实验条件表明,该不育系起点温度低于23.5℃。该品种于2021年8月通过安徽省不育系鉴定,并于同年12月获得植物新品种权,品种权号为CNA20191002669[8]。

1.2 恢复系R17的选育R17[4]是安徽袁粮水稻产业有限公司选育的强优势抗倒恢复系。2007年冬在海南用含有粳稻血缘的亲本材料零轮作母本与R207杂交,同时用优良亲本9311作母本与丙4114杂交,2008年夏在安徽芜湖用零轮/R207为母本与9311/丙4114复交,即零轮/R207//9311/丙4114。此后各世代针对着粒密度、落粒性、抗倒性和生长优势等进行定向选育,历经3年6代,2011年在海南三亚选择综合性状良好的QR11017株系,定名为R17(图2)。该恢复系具有大穗、抗倒、着粒密度高、不易落粒、枝梗成熟后不干枯、活秆成熟等特点,于2019年获得植物新品种权,品种权号为CNA20151638.7[9]。

图1 不育系珍9S选育历程Fig.1 The breeding process of PTGMS line Zhen 9S

图2 恢复系R17选育历程Fig.2 The breeding process of restorer line R17

1.3 杂交中籼新组合珍两优17珍两优17是安徽袁粮水稻产业有限公司以光温敏核不育系珍9S与强优势抗倒恢复系R17配组而成的两系杂交中籼稻新组合。2017年3月在海南三亚南繁试验基地配组,后经两年多点品种比较试验,表现综合性状优良,高产稳产。2020—2021年参加安徽袁粮水稻产业有限公司组织的长江中下游中籼迟熟组联合体(后称安徽袁粮公司企业联合体)区域试验,2021年同步参加了安徽袁粮公司企业联合体生产试验。2022年11月,珍两优17在第4届国家农作物品种审定委员会第10次会议通过审定,适宜在长江中下游稻瘟病轻发区作一季稻推广种植。

2 特征特性

2.1 产量表1为珍两优17的区域试验及生产试验产量表现。由表1可知,珍两优17于2020年参加国家南方稻区长江中下游中籼迟熟组安徽袁粮公司企业联合体区域试验初试,平均产量为9.70 t/hm2,比对照丰两优4号(CK)增产5.32%,增产显著;2021年参加安徽袁粮公司企业联合体区域试验续试,平均产量为9.67 t/hm2,比对照丰两优4号(CK)增产5.61%,增产显著;经2年联合体区域试验多点测试,珍两优17平均产量为9.68 t/hm2,比对照丰两优4号(CK)增产5.46%。2021年同步进行生产试验,平均产量为9.66 t/hm2,比对照丰两优4号(CK)增产4.20%。

2.2 主要农艺性状珍两优17为中籼两系杂交水稻新组合。由表1可知,2020年珍两优17株高122.0 cm,穗长25.5 cm,有效穗15.9万穗/hm2,每穗总粒数203.7粒,结实率86.3%,千粒重26.2 g,全生育期134 d,与对照丰两优4号(CK)一致;2021年珍两优17株高123.1 cm,穗长25.1 cm,有效穗17.2万穗/hm2,每穗总粒数189.9粒,结实率85.3%,千粒重25.0 g,全生育期136 d,比对照丰两优4号(CK)长1 d。在2年联合体区域试验多点测试中,平均株高122.6 cm,穗长25.3 cm,有效穗16.5万/hm2,每穗总粒数196.8粒,结实率85.8%,千粒重25.6 g,全生育期135 d,比对照丰两优4号(CK)长0.5 d。

表1 珍两优17在区域试验和生产试验中的产量与主要农艺性状比较Table 1 Comparison of yield and major agronomic characters of Zhenliangyou 17 in regional test and production test

2.3 稻米品质由表2可知,2020—2021年经安徽袁粮企业联合体试验统一取样送至农业农村部食品质量监督检验测试中心(武汉)进行米质检测,珍两优17 2年平均整精米率65.9%、长宽比为3.10、垩白度2.9%、胶稠度64 mm、直链淀粉含量17.0%、碱消值6.8级,米质指标符合农业部《食用稻品种品质》(NY/T 593—2013)标准2级。

表2 2020—2021年区域试验中珍两优17的米质表现Table 2 Rice quality performance of Zhenliangyou 17 in regional test(2020-2021)

2.4 抗性表现珍两优17根强茎壮,基部节间短,抗倒性强。2020—2021年安徽袁粮公司企业联合体区域试验委托湖北省宜昌市农业科学院、福建省上杭县茶地乡水稻抗病育种研究协会、江西省井冈山企业集团农业技术服务中心、浙江省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所、安徽省农业科学院植物保护研究所、湖南省农业科学院植物保护所等多家单位严格按照国家标准进行稻瘟病自然诱发鉴定。由表3可知,2020、2021年珍两优17稻瘟病抗性综合指数分别为3.7和3.9级。在多年多点抗性鉴定试验中,该组合褐飞虱病级最高达到9级,白叶枯病最高达到5级,稻瘟病病级达到5级,最终评价为高感褐飞虱,中感白叶枯病,中感稻瘟病。

表3 2020—2021年区域试验中珍两优17的抗性表现Table 3 Resistance performance of Zhenliangyou 17 in regional test(2020-2021)

3 高产制种技术

3.1 花期安排不育系珍9S异交习性好,育性稳定,利于获得较高的制种产量。制种时需要根据母本的育性转换临界温度,通过选择适宜制种区域,合理安排播种期,确保母本育性转换温度敏感期和抽穗扬花期处于安全时段,避免低温对母本不育性的影响,同时尽量使抽穗扬花期避开极端高温等不利天气[10]。珍两优17在海南进行春季制种,母本一般于2月10日播种,第1期父本于2月5日播种,第2期父本比第1期父本迟10 d播种,4月28日以后进入抽穗扬花期比较安全;在芜湖进行夏季制种,母本一般于6月10日播种,第1期父本于6月1日播种,第2期父本比第1期父本迟10 d播种,8月22日以前进入抽穗扬花期较安全。同时,适当调整母本较父本早2～3 d始穗为好。进行大规模制种时,母本大田用种量为22.5 kg/hm2左右,父本大田用种量为6.0 kg/hm2左右。

3.2 基本苗要求母本秧龄23～26 d进行移栽,父本秧龄30 d内进行移栽。父母本行比为2∶16 左右,父母本行间距为26 cm左右[11]。父本每穴栽2～3粒谷苗较好,移栽规格一般为20.0 cm×33.3 cm,保证基本苗以6万～7万/hm2、有效穗以30万～35万穗/hm2为佳。母本每穴栽3～4粒谷苗较好,移栽规格一般为13.3 cm×16.7 cm,保证基本苗达到70万/hm2、有效穗达到160万穗/ hm2为佳。

3.3 田间管理制种田建议施用45%复合肥450～600 kg/hm2作底肥,母本移栽5 d左右充分返青后,全田施用尿素120～150 kg/hm2作追肥;当母本达到幼穗分化初期,可根据苗情、幼穗分化发育的实际进度,施用45%复合肥45～90 kg/hm2作穗肥。灌溉方面,前期保持浅水促进分蘖,达到分蘖高峰期后及时充分晒田至田面开裂,在孕穗至灌浆期间采用浅水灌溉保花,促进灌浆,灌浆期后田间保持干湿交替,成熟收割前5～10 d断水晒田[12]。

3.4 “九二〇”喷施及赶粉珍9S对“九二〇”较敏感,为有效解除母本的包颈,可于母本见穗30%左右时喷施“九二〇”375～450 g/hm2。间隔1 d后,父本再连续3 d,1次/d,每次喷施“九二〇”45～60 g/hm2。在适宜天气条件下,母本当天开花会早于父本,因此待父本开花时即开始赶粉。当处于晴好天气时,一般于10:30左右开始进行第1轮赶粉,赶粉3～4轮/d,每次间隔30 min左右,持续7～10 d,保证花粉足量覆盖。

3.5 隔离与收获制种大田应选取隔离良好、排灌水便利的田块,制种田周围150～200 m,不能种植花期相近的其他水稻品种,如种植其他水稻品种,制种田母本与周围同期种植的其他水稻品种的花期应间隔20 d以上。少量制种时,可采用高度不低于2.5 m的薄膜、彩篷布、专用隔离网等进行隔离,同时使用竹竿或铁杆等进行加固[13]。全生育期对父母本群体进行严格除杂,与原种存在差异的异型株、落地谷,以及授粉完毕的父本,要及时贴地割除。收获时单收单晒,运输和储藏时严密封装,防止机械混杂[14]。

4 结语

随着社会进步,人民生活水平提高,为了更好地满足人民对美好生活的追求,杂交水稻产业正面临着米质提升这一重大问题。杂交水稻父母本性状互补和遗传背景差异是杂种优势的主要来源[15],这些差异也是造成杂交水稻“高产不优质,优质不高产”的重要原因。因此,如何在水稻杂种优势群体理论体系指导下,搭建自有水稻品系框架,通过合理导入优质水稻遗传背景,利用显隐性基因及性状互补快速在杂交水稻父母本中有目的的聚合米质及其他优良质量性状,是目前杂交水稻商业化育种的重要方向。同时,杂交水稻制种的成本是制约杂交水稻组合市场竞争力的重要因素,需要持续通过育种手段在先天改进其制种相关性状,结合探索新型制种技术在后天有效降本增效,进一步形成具备较强市场竞争力的杂交水稻新组合及推广体系。