粳型香软米品种浙禾香2号在浙江省的引种表现

侯凡，沈峰平，孙一鸣，陈佑源，湛立伟

(浙江勿忘农种业股份有限公司，浙江 杭州 311215)

浙江省位于我国东南沿海，地理特性复杂，山地和丘陵占74.63%，平坦地占20.32%，河流和湖泊占5.05%，耕地面积仅208.17 万hm2，故有“七山一水二分田”之说。水稻是浙江省第一大粮食作物，也是最重要的口粮，2019—2021年，浙江省的水稻播种面积及总产基本稳定，分别约为63 万hm2和465 万t，约占粮食作物总面积和总产量的63.7%和76.8%[1-4]。尽管如此，浙江省的口粮依然难以自足，自给率仅为1/4左右，是全国第二大粮食主销区；而且种粮成本增加、粮价下跌，导致种粮效益低[5-6]。同时，随着民众生活水平的日益提高，人民对稻米品质的要求也越来越苛刻，不仅仅满足于口感好，而是要求绿色健康及色香味俱佳。浙禾香2号是嘉兴市农业科学研究院、浙江大禾种业有限公司及浙江勿忘农种业股份有限公司以嘉58为母本、秀水134为父本获得F1并通过花药培养获得的抗稻瘟病、抗倒伏、食味品质优良的香型软米水稻品种，该品种2021年在上海审定(审定编号：沪审稻2021006)，米饭香软可口、外观油润、冷不回生、商品性好。当下浙江省已审定了一些具有香味的品种，如新禾香1号，也审定了一些软米品种，如嘉58，但尚未有香软米水稻品种被审定。因此，浙江勿忘农种业股份有限公司自2021年开始将浙禾香2号引入浙江省种植，这将有利于进一步丰富浙江省品种类型，也将满足不同民众的稻米需求。本文就浙禾香2号在浙江省的引种表现，主要包括生育期及产量相关的重要农艺性状，以及稻瘟病抗性及香软米分子特征进行分析，为该品种在浙江省的推广应用及进一步遗传改良奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

常规晚粳稻浙禾香2号及对照秀水134，种子均由浙江勿忘农种业股份有限公司提供。

1.2 大田试验设计与处理

浙禾香2号及对照秀水134的丰产性、稳产性和适应性鉴定试验由杭州市金牛农机服务专业合作社、浙江勿忘农种业股份有限公司、浙江勿忘农种业股份有限公司德清分公司、余姚市种子种苗管理站、嘉善农业科学研究所等5家单位承担，种植面积不少于333 m2，随机排列，不设重复，试验田四周设置保护行，保护行不少于4行。

1.3 主要农艺性状调查

田间考察依据浙江省水稻引种备案品种适应性试验操作规程进行。田间主要记载播种期、移栽期、秧龄、始穗期、齐穗期、成熟期、有效穗等性状。收获前2 d，随机选取浙禾香2号及对照秀水134有代表性的植株3穴用于室内考种，主要考察株高、总粒数、实粒数、结实率和千粒重等。收割时按品种成熟先后及时收获，分品种单收、单晒，扬净后称重，并按14.5%的含水量标准折算产量。

1.4 稻瘟病抗性鉴定

稻瘟病抗性采用田间自然诱发鉴定法，稻瘟病抗性级别按《国家水稻新品种试验稻瘟病抗性鉴定与评价》标准进行调查。

1.5 稻瘟病抗性基因及软香米等位基因分子检测

水稻生长至分蘖期后，剪取浙禾香2号的0.1 g功能叶片，用水稻基因组DNA提取试剂盒(易思得生物科技有限公司)提取基因组总DNA。

稻瘟病抗性基因检测采用常规PCR法，反应总体系20 μL，内含1×BlueStarTMPCR Master Mix(北京擎科生物科技有限公司)、上下游引物各1 μmol·L-1及基因组DNA 30 ng。PCR反应程序为：95 ℃预变性5 min；94 ℃变性30 s，56 ℃退火30 s，72 ℃延伸60 s，共40个循环；72 ℃延伸5 min，最后保持在8 ℃。PCR产物采用2%琼脂糖凝胶进行电泳，紫外凝胶成像仪拍照。而软香米等位基因分子检测则使用Phanta Max高保真DNA聚合酶(南京诺唯赞生物科技股份有限公司)建立PCR反应，总反应体系50 μL，内含1×Phanta Max缓冲液、dNTP 0.2 mmol L-1、Phanta Max高保真DNA聚合酶1 U、上下游引物各1.5 μmol L-1及基因组DNA 50 ng。PCR反应程序为：98 ℃预变性3 min；98 ℃变性10 s，56 ℃退火15 s，72 ℃延伸60 s，共40个循环；72 ℃再次延伸5 min，最后保持在8 ℃。PCR产物经2%琼脂糖凝胶电泳后切胶纯化DNA片段，而后送北京擎科生物科技有限公司测序。所有标记引物和等位基因检测引物序列见表1。

表1 稻瘟病抗性基因的分子标记及软香米等位基因检测引物Table 1 Molecular markers of rice blast resistance genes and primers for allele detection of japonica soft rice

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状

2021年，浙禾香2号在浙江省5个引种试验点全生育期146～168 d，其中在萧山全生育期最长，达168 d，而在嘉善全生育期最短，仅146 d，该品种平均生育期160 d，比对照秀水134迟3.0 d(表2)。而且，表2显示该品种的全生育期随播种期推迟而明显缩短，表现出了较强的感光性。

表2 不同试验点水稻的生育期Table 2 Growth period of rice at different test sites

表3结果显示，与对照秀水134相比，浙香2号在5个试验点的平均总粒数、实粒数、结实率略低，千粒重相当，而有效穗数、株高及产量则更高。其中，浙禾香2号在5个试验点产量均比对照秀水134更高，即增产点率100%，产量变幅为8 422.5～10 749.0 kg·hm-2，平均产量9 665.1 kg·hm-2，比对照秀水134增产5.8%。表明浙禾香2号的丰产性较好。

表3 不同试验点水稻的主要经济性状Table 3 Main economic traits of rice at different test sites

2.2 抗病性及稻瘟病抗性基因鉴定

2021年，经浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所鉴定，浙禾香2号的稻瘟病综合指数3.2，穗瘟损失率最高级为3级，最终该品种的稻瘟病抗性定为中抗(表4)。

表4 不同品种的稻瘟病抗性鉴定Table 4 Identification of rice blast resistance of different varieties

大田抗性结果显示，浙禾香2号和秀水134抗倒性均较强，未发生或无叶瘟、穗颈瘟、白叶枯和稻曲病，表现出了较强的抗倒性和抗病性(表5)。

表5 不同品种水稻在浙江省多点适应性田间抗性表现Table 5 Adaptability of different rice varieties in the field in Zhejiang Province

为了确认该品种的稻瘟病抗性是否与抗性基因有关，利用已有的抗性基因的分子标记或紧密连锁分子标记对相关基因进行鉴定，结果表明，该品种中含有Pi-b、Pi-t、Pi-ta、Pi-km2和Pi-d4等抗性基因(图1)。

R—抗性基因；S—敏感基因。图1 稻瘟病抗性基因分子标记鉴定Fig.1 Molecular identification of rice blast resistance genes

2.3 软香米等位基因分析

浙禾香2号米质较好，米饭带香味，2019—2020年上海区试，整精米率65.0%，垩白粒率13.5%，垩白度1.5%，胶稠度81.0 mm，直链淀粉含量11.2%。前人[7]研究显示，稻米香味是由OsBADH2/fgr基因控制，属于隐性基因，该基因的第7外显子8 bp的缺失和3 bp的变异，或者第2外显子7 bp的缺失。为了明确浙香2号软米香味的分子机理，利用特异引物扩增fgr和Wx基因并进行测序分析，发现该品种中的fgr基因第2外显子缺失7 bp(图2)；而Wx基因则与现已报道的软米等位基因(如Wxop/hp、Wxmp和Wxmq)及其他Wx基因(如Wxa、Wxb、Wxin和WxIV)[8-9]则存在差异，与软米南粳46相比，主要差异在第1个内含子G/T的变异；而与云南软米毫屁相比，则第4外显子的2个位点均存在差异。该Wx等位基因来源于嘉58，故将浙香2号中的该基因暂命名为Wxjw(Waxy from Jia58)(图3)。

图2 香味基因fgr的分子鉴定Fig.2 Molecular identification of fragrance gene fgr

A—Wx等位基因测序；B—现已克隆的Wx等位基因比较分析；Int—内含子；Ex—外显子。图3 Wx等位基因分子分析Fig.3 Molecular analysis of Wx alleles

3 结论与讨论

浙江省经济较为发达，但受资源约束，稻米自给率低、对外依存度高，是全国第2大稻米主销区。为了充分利用有限的稻田资源，保障粮食安全，助推浙江省乡村振兴，陆艳婷等[10]提出了“优质兴农，加快水稻提质增效创品牌；积极发展特种专用水稻，提高稻米产品的附加值；种养结合，实现绿色有机提质增效；创意兴农，将水稻生产融合于美丽田园建设”等对策建议。而实现这些目标的首要前提是良种培育。浙禾香2号是嘉兴市农业科学研究院、浙江大禾种业有限公司及浙江勿忘农种业股份有限公司联合在上海审定的软香米水稻品种，该品种集合了原始亲本嘉58及秀水134的优点。迄今，尚未有香软米水稻品种通过浙江省审定，因此，将浙香2号在浙江省引种具有重要意义。2021年浙香2号在浙江省的引种结果表明，该品种植株分蘖力好、适应性广、中抗稻瘟病、米饭香软。本研究利用稻瘟病抗性基因的功能型或紧密连锁分子标记，以及Wx和fgr基因的特异引物进行PCR克隆及测序分析，发现浙禾香2号含有Pit、Pita、Pib、Pid4和Pi-km2等稻瘟病抗性基因(图1)，从而赋予该品种有稻瘟病抗性；而该品种的稻米香味是由于fgr基因的第2外显子缺失7 bp引起的；该品种中控制稻米直链淀粉含量的Wx基因则与现已报道的软米基因Wxmp、Wxmq和Wxop/hp均存在一定差异，这将为利用该种质资源培育更多软米品种奠定基础。