优质三系杂交水稻新品种隆晶优8129的选育

2023-12-02 12:10黄振彭勇杨定照陈勇胡圣国白珍安秦鹏杨远柱
湖南农业科学 2023年10期
关键词:品种选育杂交水稻优质

黄振 彭勇 杨定照 陈勇 胡圣国 白珍安 秦鹏 杨远柱

摘 要:隆晶优8129是隆平高科种业科学研究院用自育的优质香稻不育系隆晶4302A与自育的恢复系华恢8129配组而成的优质三系杂交水稻新品种。该品种广适性好、农艺性状好、米质优而且中抗稻瘟病,2018至2021年相继参加了国家华南稻区、长江上游、长江中下游稻区及湖南省和广西省等地区域试验和生产试验,并通过国家和地方农作物品种审定委员会审定(国审稻20186003、国审稻20216037、桂审稻2019042号和湘审稻20190075),应用前景比较广阔。介绍了该品种的亲本来源、选育过程和主要特征特性,并展望了杂交水稻育种的发展方向。

关键词:优质;三系;隆晶优8129; 杂交水稻;品种选育

中图分类号:S331文献标识码:A文章编号:1006-060X(2023)10-0015-04

Breeding of a New Quality Three-line Hybrid Rice Longjingyou 8129

HUANG Zhen1, PENG Yong1, YANG Ding-zhao2, CHEN Yong2, HU Sheng-guo1, BAI Zhen-an2, QIN Peng2,

YANG Yuan-zhu1,2,3

(1. Hunan Longping High-Tech Seeds Science Academy Co., Ltd., Changsha 410125, PRC; 2. Hunan Ava Seed Industry Scientific Research Institute, Changsha 410125, PRC; 3. Yuan Longping High-Tech Agriculture Co., Ltd., Changsha 410125, PRC)

Abstract:Longjingyou 8129 is a new three-line hybrid rice variety with high quality and disease resistance, which is derived from the cross of a quality aromatic rice sterile line Longjing 4302A and a restorer line Huahui 8129 bred by Hunan Longping High-Tech Seeds Science Academy. The variety has neat population, suitable maturity, wide adaptability, good agronomic characters, high quality and medium resistance to rice blast. From 2018 to 2021, it successively involved in the regional tests and production tests carried out in the rice regions of South China, the upper reaches of the Yangtze River, the middle and lower reaches of the Yangtze River, Hunan and Guangxi, and was approved by the crop variety approval committees at national and provincial levels (National Authorized Rice 20186003, National Authorized Rice 20216037, Guangxi Province Authorized Rice 2019042, Hunan Province Authorized Rice 20190075). The variety has good adaptability and can be widely planted. In this paper, we introduced its parent source, breeding process and main characteristics, and discussed the development direction of hybrid rice breeding.

Key words:high quality; three-line; Longjingyou 8129; hybrid rice; variety breeding

收稿日期:2023-05-21

作者简介:黄 振(1991—),男,江西抚州市人,农艺师,主要从事水稻育种工作。

通信作者:杨远柱

近年来,随着生活水平的提高,居民越来越青睐优质稻米,市场对稻米品质的要求也更为严格,因而除了抗病、高产、广适外,培育优质的水稻新品种意义也十分重大。课题组一直致力于研究高产、多抗、优质和广适的杂交水稻品种,经过多年攻关,于2014年成功选育出抗病、优质且广适的三系杂交水稻品种隆晶优8129,并于2018年通过了国家华南早籼、华南感光晚籼、长江中下游晚籼的品种审定,2019年通过了湖南省晚稻迟熟组、广西省桂南迟熟组品种审定,2021年通过了国家长江上游中籼迟熟组品种审定。审定编号分别为国审稻20186003、桂审稻2019042号、湘审稻20190075和国审稻20216037。

1 亲本来源及选育过程

1.1 母本来源

隆晶4302A是湖南亚华种业科学研究院2003年夏季用携带香味基因fgr的新香B作母本与南美热带粳稻资源光叶B作父本远缘杂交,2004年春季在海南用其F1作母本與中间材料0878(华37B/Ⅱ-32B)作父本杂交,后代经湖南、海南两地一年两季穿梭种植,通过人工干预与自然筛选双重压力选择法和分子标记辅助定向选择具有香味且外观品质优良的单株自交加代,再用野败型不育系金23A与具有香味且外观品质优良的单株测保,后代通过fgr、Wx等品质基因型与外观表型鉴定相结合,逐代选择优良单株连续回交,定向培育而成[1]。2015年通过湖南省农作物品种审定委员会审定(湘审稻2015051),2018年获农业部植物新品种权(CNA20151619.0)。

1.2 父本来源

华恢8129是隆平高科种业科学研究院2007年用华占作母本与华恢3207(蜀恢527//成恢448/明恢86)作父本杂交,经湖南、海南两地一年两季穿梭种植,结合浏阳稻瘟病圃抗性筛选和室内分子标记辅助定向选择,于2013年选育而成的中晚稻恢复系。该恢复系株型适中,茎秆粗壮,抗倒性好,分蘖力较强,丰产性好,中抗稻瘟病,2019年获农业部植物新品种权(CNA20180073.8)。

1.3 隆晶优8129的选育过程

隆晶优8129是隆平高科种业科学研究院2014年用隆晶4302A与华恢8129配组选育而成的三系杂交水稻组合。2015年在湖南长沙关山基地进行晚稻品比实验,隆晶优8129以高产、优质、熟期适中而当选。2016—2017年参加华南早籼组、华南感光晚籼组、长江中下游晚籼中迟熟组区域试验和生产试验,2018年通过国家农作物品种审定委员会审定(国审稻20186003);2017—2018年参加湖南省湘种联合体晚稻迟熟组、广西桂南稻作区早稻迟熟组区域试验和生产试验,2019年分别通过湖南省农作物品种审定委员会审定(湘审稻20190075)和广西省农作物品种审定委员会审定(桂审稻2019042号);2019—2020年参加长江上游中籼迟熟组区域试验和生产试验,2021年通过国家农作物品种审定委员会审定(国审稻20216037)。

2 主要特征特性

2.1 生物学特性

2.1.1 生育期 由表1可知,隆晶优8129在长江上游中籼迟熟组区域試验中,生育期比对照短1.4 d;在华南早籼组、华南感光晚籼组、长江中下游晚籼中迟熟组、湖南晚籼迟熟组和广西桂南稻作区等区域试验中,生育期普遍比对照长1~5 d。

2.1.2 抗 性 由表2可知,隆晶优8129在各级区试稻瘟病综合抗性指数为2.9~4.1,穗瘟损失率最高级为3~7级,除长江中下游晚籼中迟熟组和长江上游中籼迟熟组外,均表现为中抗稻瘟病;在桂南中感Ⅳ型白叶枯病,高感Ⅴ型白叶枯病,在长江上游中籼迟熟组、华南晚籼组、湖南晚籼迟熟组和长江中下游晚籼中迟熟组表现为感白叶枯病,在华南早籼组表现为高感白叶枯病。耐热性较强,耐冷性一般。

2.1.3 稻米品质 由表3可知,隆晶优8129在各级区试作晚籼或中籼种植时整精米率55.9%~62.0%,垩白度0.9%~4.2%,透明度1级,胶稠度60~90 mm,长宽比3.2~3.4,米质达到农业行业《食用稻品种品质》标准三级及以上;作早籼种植时品质一般,整精米率较低,未达到国家优质稻标准等级。

2.2 植物学特征

由表4可知,隆晶优8129组合生长初期叶鞘、叶缘、柱头和颖尖均为中等紫色,叶耳无色,中后期叶鞘、颖尖均紫色,颖壳黄色,无芒,在不同区域试验中,其主要农艺性状表现优良,稳定性较好,总体变幅不大。该组合平均株高110.9 cm,株型偏紧凑,茎秆中粗,生长势强,群体整齐;分蘖力强,平均有效穗17.6万穗/667m2,每穗粒数约160粒,结实率79.3%~88.9%;籽粒饱满,平均千粒重达27.1 g。

2.3 产量表现

隆晶优8129在各区域试验、生产试验产量表现普遍优于对照(表5)。

2019—2020年参加长江上游中籼迟熟组区域试验,平均产量为9 859.8 kg/hm2,比对照F优498增产1.08%,增产点比例60.2%;2020年生产试验,平均产量9 306.15 kg/hm2,比对照F优498增产0.3%,增产点比例55.5%。

2016—2017年参加长江中下游晚籼组区域实验,平均产量8 591.4 kg/hm2,比对照天优华占平均增产0.93%,平均增产点比例56.4%;2017年生产试验,平均产量8 558.85 kg/hm2,比对照天优华占增产3.4%,增产点比例81.8%。

2017—2018参加湖南省湘种联合体晚稻迟熟组区域试验,平均产量8 812.5 kg/hm2,比对照天优华占平均减产0.3%;2018年生产试验,平均产量       8 727.00 kg/hm2,比对照天优华占增产3.3%。

2016—2017年参加华南晚籼组区域实验,平均产量7 370.4 kg/hm2,比对照博优998平均增产4.96%,平均增产点比例75.3%;2017年生产试验,平均产量7 703.85 kg/hm2,比对照天优华占增产7.46%,增产点比例81.8%。

2016—2017年参加华南早籼组区域试验,平均产量8 413.5 kg/hm2,比对照天优华占平均增产4.89%,平均增产点比例76.8%;2017年生产试验,平均产量8 032.50 kg/hm2,比对照天优华占增产1.76%,增产点比例77.3%。

2017—2018参加广西桂南稻作区早稻迟熟组区域试验,平均产量8 374.05 kg/hm2,比对照特优7118增产4.9%;2018年生产试验,早稻平均产量    7 921.65 kg/hm2,比对照特优7118增产2.05%。

2.4 生态适应性

隆晶优8129适宜在华南稻区(粤北稻作区除外)白叶枯病轻发区作双季稻早、晚稻种植,白叶枯病重发区不宜种植;也可在长江中下游、华南稻区的稻瘟病轻发区作晚稻和长江上游稻瘟病轻发区作中稻种植。

3 杂交水稻育种未来发展方向

现阶段我国水稻仍存在“高产品种多,高档优质品种少;感病虫品种多,绿色安全品种少;资源消耗型品种多,资源节约型品种少”的现状,与居民消费结构升级、市场多样化需求、推行绿色生产方式、健全农产品质量和食品安全体系,以及增强农业可持续发展能力、提高农业综合效益和竞争力等要求不相适应。

隆晶优8129在产量、品质、稻瘟病抗性等方面协调较好,但在食味品质和其他主要病虫害抗性方面仍有提升空间。未来几年课题组将着重攻克绿色、高产、高档优质香稻育种难关,并准备从以下4个方面着手。

3.1 不育系与恢复系同步优质化改良

经研究,杂交稻稻米品质与双亲的稻米品质有着重大关联,其中杂交稻的糙米率、精米率和长宽比的平均中亲优势和平均超亲优势均表现为正;整精米率、垩白粒率、垩白度和胶稠度的平均中亲优势和平均超亲优势均表现为负;千粒重和直链淀粉含量的平均中亲优势表现为正,平均超亲优势表现为负[2]。用于食用的杂交稻稻米从基因型上来讲是分离群体,为了减少品质基因分离对食味的不利影响,杂交稻双亲(不育系与恢复系)同时携带一致的优质食味基因对提高食味品质至关重要。因此,在不育系和恢复系的稻米品质都较优且同时携带一致的优质食味基因的条件下,选育出高档优质的杂交组合可能性更大。

稻米的香味也是稻米品质的评判标准之一,目前已克隆了相关调控合成基因(如Badh2和Osp5cs),并由隐性基因控制[3]。不育系隆晶4302A携带有香味基因Badh2、低糊化温度基因Alk[1],但恢复系华恢8129缺少这两种能显著提升品种食味的基因,限制了杂交稻品种隆晶优8129食味品质的提升。因此要选育优质香型的杂交稻组合需要不育系和恢復系都具备香味。

3.2 扩大优质种质资源库,选用配合力高且亲缘关系较远的双亲

现有审定品种大部分优质稻组合产量会低于对照品种,也说明了产量是制约优质稻发展的一个重要因素。中国将长期处于一个“人多地少”的矛盾中,因而选育出的优质稻不能以牺牲产量为代价。要选育产量高的优质稻品种,课题组还需要扩大优质种质资源库,挖掘能够提升水稻产量和品质的GWD1[4]等相关基因及耐逆性基因,选用配合力高且亲缘关系较远的双亲进行配组尝试。

3.3 聚合抗病虫基因,提高病虫害抗性

稻米品质和农药的使用量是呈负相关的,优质品种随着农药的过度使用稻米品质会随之严重下降,甚至还会有农药残留。选用抗病、抗虫性较好的双亲配组可以有效增加品种的抗性,从而减少农药的使用量。目前稻瘟病、白叶枯病及稻飞虱是研究较为深入的水稻三大病虫害,多个主效抗性基因相继被发现并广泛应用于杂交水稻培育,如抗稻瘟病基因Pi2和Pigm[5],抗白叶枯基因Xa7 、Xa21 、Xa23[6],抗飞虱基因Bph3、 Bph6 、Bph9 、Bph30[7]等。这些基因呈显性或不完全显性遗传,只要双亲之一携带抗性基因获得某种抗性,其所配组的杂交稻品种抗性也能明显提升。因此可以采取不育系与恢复系分步携带不同抗性基因的组合方式实现杂交稻品种抗病虫性的聚合,并且减少因在一个亲本中聚合过多抗性基因带来的累赘效应。

3.4 用镉低积累、氮高效双亲配组

中国稻米镉含量超标现象对人体健康存在严重不良的影响[8],选用镉低积累双亲进行配组,选育出来的低镉品种可有效地降低稻米镉污染风险,从而保障食品生产安全。

另有研究表明,随着氮肥的施用量增加,垩白度、垩白粒率、糙米率会先降低后增加,整精米率先增加后降低,糊化温度呈增高趋势,直链淀粉含量呈降低趋势,食味显著下降[9]。因而选育氮高效双亲配组的杂交稻品种也可以有效地在保证产量的同时不影响稻米品质。

参考文献:

[1] 符辰建,彭 勇,胡圣国,等. 优质香稻不育系隆晶4302A的选育及应用[J]. 杂交水稻,2020,35(3):15-19,91.

[2] 黄志远,吕启明,辛业芸,等. 杂交稻及其亲本稻米品质性状与遗传规律研究[J]. 中国稻米,2016,22(2):8-14.

[3] 张昌泉,赵冬生,李钱峰,等. 稻米品质性状基因的克隆与功能研究进展[J]. 中国农业科学,2016,49(22):4267-4283.

[4] 过国忠,陆江峰. 提升水稻产量和品质关键基因找到[N]. 科技日报,2021-08-23(2).

[5] 杨德卫,王 莫,韩利波,等. 水稻稻瘟病抗性基因的克隆、育种利用及稻瘟菌无毒基因研究进展[J]. 植物学报,2019,54(2):265-276.

[6] 陈 贤,赵延存,明 亮,等. 水稻白叶枯病抗性相关基因的研究进展[J]. 江苏农业学报,2022,38(5):1402-1410.

[7] 郭建平,陈荣智,杜 波,等. 水稻抗褐飞虱基因的发掘与育种利用[J]. 中国科学: 生命科学,2022,52(9):1326-1334.

[8] 顾丰颖,丁雅楠,朱金锦,等. 我国稻米镉污染调查及健康风险评估[J]. 中国食品卫生杂志,2022,34(5):997-1004.

[9] 王 洁,肖 瑶,张国豪,等. 氮磷调控对杂交水稻产量及品质的影响[J]. 广东农业科学,2021,48(8):131-138.

(责任编辑:肖彦资)

猜你喜欢
品种选育杂交水稻优质
果桑优质轻简高效栽培技术
夏季管得好 酥梨更优质
蔬菜桑优质高效栽培技术
浅谈如何优质开展“三会一课”
鄂西多花木蓝的栽培利用及推广
杂交水稻母本直播制种技术
中药资源迁地保护的现状及展望
南丰蜜桔高糖优株“ZZL—03”及未来品种选育方向
水稻品种欣香优1068制种技术
杂交水稻华两优2890高产栽培及制种技术