优质高产杂交水稻新组合信两优1319的选育及应用
作者: 李堂慧 李宁 范家慧 杨庆红
信两优1319是信阳市农业科学院利用水稻两系不育系信1313S作母本、信丰19做父本测交组配而成。该组合株形松散适中,植株较矮、粗壮,叶片挺直、叶色浓绿,穗层整齐、穗大粒多等特点,于2022年通过河南省农作物品种委员会审定。
自光敏核不育水稻农垦58S发现以来,两系法杂交水稻技术体系中不育系可“一系两用”,种子繁殖程序更加简便,配组时不受恢保关系制约,更易选出适合育种目标的组合。同时,两系配组的组合在抗倒和产量上优势明显,所配组的组合更受市场欢迎。
信两优1319是由两系不育系信1313S和恢复系信丰19组培而成的两系杂交稻,2022年通过河南省审定,审定编号为豫审稻20220008。2024年经信阳金誉农业科技有限公司组织,通过了湖北(引种编号:鄂引种2024003)、湖南[引种编号:(湘)引种〔2024〕第1号]、江西[引种编号:(赣)引种〔2024〕第001号]。在区域试验和引种试验过程中,信两优1319均表现出株形清爽、高产稳产、抗性好、抗逆性强、米质优、千粒质量重等特点。
一、选育经过
(一)母本信1313S的选育
2009年信阳市农科院在信阳以两用核不育系华201s为基因供体,中间材料96018(Ⅱ32B/明恢86//奇妙香)F6作父本进行杂交,收获杂交种子47粒。2009年冬季在三亚种植F1,并混收其F1。2010年在信阳市种植其F2,单粒苗移植。从F2群体中选择分蘖力强、植株较矮、异交结实性好、茎秆较粗壮、农艺性状优良的不育株6株,通过留桩再生收获种子,并根据其稻米外观品质对所入选单株进行初步淘汰,选留了4个单株。2010年冬季在三亚按系谱法种植其F3,选择优良株系3个,并从中入选18个单株。2011年正季在信阳市利用系谱法种植上代入选F4株系18个,单粒苗移植。抽穗期根据各不育系综合表现,选择优良株系5个,从中选择分蘖力强、田间不育表现较好、农艺性状优良的单株15个,通过留桩再生收获种子。2011年冬季选择其中部分稻米品质优良的单株后代,在三亚利用系谱法种植,共种植F5株系8个,并从其中5个优良株系中选择优良单株22个。2012年在信阳市利用系谱法种植上代入选F6株系22个,单苗移植。抽穗期根据各不育系综合表现,选择优良株系8个,从中选择分蘖力强、田间不育表现较好、农艺性状优良的单株32个,通过留桩再生收获种子。2012年冬季选择部分农艺性状优良的单株后代,在三亚利用系谱法种植,共种植F7株系23个。选择区号为N83148、N83156、N831561的3个农艺性状整齐一致的优良株系,分别与信丰19、香丰916等两系恢复系测交,并从其中选择优良单株25个。
2013年在信阳利用系谱法种植上代入选F8株系25个,单粒苗移植。同时种植上代测交F1组合,对其配合力进行观察测定。其中,利用N83156株系所测配的测交组合,表现出生育期适宜,配合力强,育性稳定,农艺性状整齐一致。上代从该不育系中共衍生6个株系,其中,入选区号为91313通过留桩再生收获种子,并命名为信1313S。
2013年冬季在海南三亚市对信1313S进行隔离繁种。
信1313S苗期叶片深绿色,稍宽短直立,分蘖力较强,剑叶挺举,株高80 cm左右,穗长22.5 cm,每穗平均颖花数190粒左右,柱头紫色,颖尖紫色,千粒质量为24.0 g,籽粒狭长。自动控温冷水池育性鉴定:长日低温(14.5 h-23.5 ℃/6 d)处理鉴定,花粉败育率99.96%,套袋自交结实率0.04%;短日高温(12.5 h-25.0 ℃/6 d)处理鉴定,花粉败育率100.00%,套袋自交结实率0.00%;长日自然温度(14.5 h-自然温度)处理鉴定,花粉败育率100.00%,套袋自交结实率0.00%。信1313S育性转换主要受温度影响,育性转换温度在23.5 ℃左右,低于23.5 ℃以下有育性波动,高于23.5 ℃,育性表现为完全不育,具有夏、秋不育期长和不育性稳定等特点。该不育系在河南省信阳市种植,播始历期86天左右,主茎总叶片数14.0,群体花期11~13 d。柱头外露率72%,双边外露率36.4%。不育期内不育株率和不育度均达100%。
2021年9月12日,河南省主要农作物品审委员会专家对信1313S现场进行了技术鉴定。专家审阅了选育报告、不育系起点温度鉴定报告、抗性检测报告等相关技术资料,听取了育种者的汇报,并对不育系种植现场进行了田间考察,进行取样室内鉴定。通过鉴定考察,一致认可以下结果:信1313S纯度为99.95%,不育株率100.00%,套袋自交结实率0.03%,花粉不育度99.96%,花粉以圆败为主。该不育系信1313S株型能够保持较高一致性,且整体性状也有较高的优良特征,不育的特性也具有非常高的稳定性,这与相关标准有一致性,故达到了较高鉴定肯定性。
(二)父本信丰19的选育
2004年基于特优2035、扬稻6号下信阳市农业科学院成功进行杂交处理,收获F0种子38粒。2005年夏季在信阳市种植F1,共成苗28株,大田种植表现出分蘖力强,穗子大、千粒质量重,籽粒长,后期落色好,生育期适中,作为重点组合当选,对其F1进行混收。2006年夏季在信阳市种植其F2,田间表现为分离。采用田间剥检谷粒,通过肉眼观察对单株稻米外观品质进行判定,在F2中选出了11个稻米外观品质优良的单株。经田间记载并结合室内考种后淘汰了部分不符合育种目标的单株后,保留了其中的8个单株。2007年在信阳市按系谱法夏季对上年入选的8个F3株系进行种植。根据不同生育阶段的表现,在后期结合前期观察记载数据,对各株系的表现进行现场综合评价。采用剥检品尝的方式对稻米外观品质进行选择,本年度从该组合中共入选3个株系15个单株。后期在室内考种比较分析数据后,保留10个单株。2008年再次基于F4株系,遵循系谱处理方法进行培育,通过观察不同阶段品种的生育特征,对各个株系的田间特点作出全面评价,当年从该组合中入选4个株系,16个单株。后期考种分析,保留了全部株系,淘汰了1个单株。2009年在信阳市种植2008年入选的F5后代材料共计15个株系,借助系谱处理方法,持续完成后代稳定性的进一步判定。当年最终确定了11个单株,并于2010年再次对其进行筛选,当年共入选5个株系,16个单株。并在水稻生长的中后期选择抽穗期、株高及其他农艺性状基本整齐一致的株系进行产量早期测定试验。以特优2035为对照(CK1),Ⅱ优838为附加对照(CK2),其中,区号为00919株系折合稻谷9.27 t·hm-²,相较于对照品种实现了产量的增长,增长比例达到了11.30%;且与附加Ⅱ优838品种对比,也达到了7.69%的增产效果,并定名为信丰19。当年冬季在海南利用信丰19作两用核不育系恢复系,同Y58s、广占63-4s等水稻两用核不育系进行测交组配,对其配合力进行初步测定。2011年从上年抽穗期、株高及其他农艺性状基本整齐一致的株系中,选单株参加株系鉴定试验。
信丰19河南信阳夏季种植,播始历期105天左右,主穗叶片总数17~18片。平均株高125.0 cm,平均穗长26.9 cm,每穗总粒数1 994.8,结实率84.7%,千粒质量为30.0 g,谷黄色,部分籽粒有短芒,颖尖及柱头无色。
(三)组合信两优1319的选育
2014年利用分期播种法对信1313S在自然条件下育性动态初步研究,并对其出叶速度,主茎叶片数、开花习性等进行观察。同时,利用该不育系同两系恢复系信丰906、信丰19等水稻两系恢复系进行小面积试种。2016年参加水稻新品种比较试验,比对照种丰两优四号增产7.97%,极显著。2017年参加水稻自己组织多点品种比较试验,比对照丰两优四号增产8.15%。2019—2021年分别参与多次试验,并最终基于试验成果在2022年获得审定结果,审定编号为豫审稻20220008。
二、特征特性
(一)农艺性状
信两优1319本质上来说是两系杂交水稻,在河南南部全生育期141.5 d,苗期叶片绿色,进入中后期阶段之后整体叶鞘呈现紫色,叶片相对较宽且较短,集散程度也更为适中,进入拔节之后植株整体的紧密度也更高,剑叶呈现出宽且短以及直立朝上的特点,茎叶的整体夹角也相对更小,主茎总叶片16~17片,株型紧凑,分蘖力强,茎秆粗壮,柱头、颖尖紫色,谷粒秆黄色。株高113.3 cm,穗长22.2 cm,平均每公顷有效穗为253.5万,每穗总粒数201.8,结实率87.8%,千粒质量为26.8 g。
(二)产量表现
2019年在试验活动中,其平均每公顷产量达到9.99 t,相较于对照品种整体产量增长比例达到了8.2%,是参与试验品种产量最高的品种。2020年继续试验,其产量有所下降,但相较于其他对照品种,产量增长比例达到了10.8%,仍然处于所有试验品种中最高的一位。连续两年的试验结果显示,该品种每公顷产量达到9.87 t,较之对照品种,其整体产量增长9.5%。
随后在2021年品种试验期间,该品种每公顷产量达到9.88 t,较之对照品种,其整体产量平均增长8.8%,是所有品种中的首位。
(三)稻米品质
2019年在地方质量监督测试试验中,重点对米质作出了全面测定,其糙米率、整精米率、精米率分别达到78.1%、65.6%、70.8%,且水分量达到了11.5%。在第二年的同等测试中,再次证实该品种的优越性。各方面测试结果均达到了《食用稻品种品质》(NY/T593—2013)长粒型优质食用稻三级标准。
(四)抗性鉴定
2019年在稻瘟病抗性鉴定的试验中,发现其面对穗颈瘟病的抵抗能力可达到7级,面对信两优1319苗瘟病的抵抗能力可达到2级。综合各项结果,该品种的整体稻瘟病抵抗指数达到了3.8,综合指数级别3级;稻曲病5级;白叶枯病5级;纹枯病7级。
2020年在同样的鉴定试验中,证实其面对穗颈瘟病的抵抗能力可达到9级,面对苗瘟病的抵抗能力可达到2级。综合各项结果,该品种的整体稻瘟病抵抗指数达到了4.3,综合指数级别3级;稻曲病5级;白叶枯病7级;纹枯病7级。
三、栽培技术要点
(一)播种期和用种量
在河南省南部稻区作一季中稻种植,空闲田宜于4月中下旬播种;麦茬田机插或移栽,宜在5月上旬播种。大田每公顷用种15 kg,秧龄控制在30天左右。
(二)栽插方式
栽插时株行距以16.5 cm×26.4 cm为宜,每蔸插2粒谷秧,确保每公顷45万左右的基本苗。
(三)田间管理
在田块的肥力达到中等水平进行种植时,需要重视底肥的施加,同时给予一定有机肥,加强氮磷钾比例调控,并在完成移栽后的4~6 d内完成分蘖肥施加,力促早发;浅水促分蘖,够苗及时晒田,晒田适当重晒,乳熟期干湿交替,同时,可喷施75 kg·hm-2磷酸二氢钾,提高稻谷充实度,增加千粒质量。
(四)防治病虫害
按照地方病虫害特点和相关报道,落实超前预防管理。在秧苗阶段可以重点加强稻蓟马的防控管理。如果播种时间相对较晚,需要重视对三化螟三代等害虫的防控管理。
四、制种技术要点
(一)合理安排播插期
由于不育系信1313S和父本信丰19的主茎叶片数和播始历期不同,为达到两者同期抽穗开花,在播种时根据二者的生育特性,合理安排播期。父本信丰19应先播,分两期播种,Ⅰ期父本和Ⅱ期父本间隔播种7~9 d。
(二)培育多蘖壮秧,合理密植
采取父、母本育秧的种植方式,应当选取有较高肥力且排灌便利性较高的秧苗种植方式。可以借助稀播匀播育的处理方式来提升秧苗的强壮度,父本秧苗的每公顷播种量需要控制在7~9 kg,其中I期各个穴位需要插入2粒秧苗,而Ⅱ期则需要插入4粒秧苗,两期秧苗可以采取交替处理的方式。母本秧苗每公顷播种量需要控制在30 kg以内。按照2∶12~2∶14的比例调整父本秧苗和母本秧苗,即各个穴位中需要插入2~3粒母本秧苗。Ⅰ期父本栽插株距为33.3 cm,Ⅱ期父本在Ⅰ期父本间隔交替栽插,母本株行距13.3 cm×16.6 cm。
(三)适时喷施赤霉素和做好辅助授粉
父母本花期相遇良好的田块,在父母本抽穗10%左右时,全田喷施赤霉素100 g·hm-2,视母本抽穗情况决定是否再对母本单独喷施赤霉素,若母本出现“卡颈”现象,第三天应对母本单独喷施赤霉素120 g·hm-2。一般在下午喷施赤霉素,防止赤霉素的蒸发,从而造成浪费。每天10:30后进行人工赶粉,每隔0.5 h赶粉1次,直至当天父本无花粉。
(四)防治病虫害
因制种是异花授粉,在母本闭颖的过程中,真菌易随着花粉侵入颖壳,造成母本受精而不能结实,形成黑色菌包。因此,在母本始穗和齐穗期各喷施1次“克黑净”防治稻粒黑粉病。
(五)除杂保纯
制种田块的选择以空间隔离为主,时间隔离为辅。由于母本信1313S异交性好,易于接受外来花粉,空间隔离应大于200 m,时间隔离必须在25 d以上。田间去杂应分3次进行,第一次为喷施赤霉素前,主要对异型株的除杂,此时只能采用拔除的方式,不能进行割除。第二次在第一次喷施赤霉素3 d后,主要去除母本中的可育株、异形株,同时,加强对父本中的粒型异常杂株检查。第三次在成熟收割前,对母本田块普查,可疑株进行割除,并认真清理割除后可能遗留的父本。
(六)适时收割
80%的种子达到成熟标准时,根据天气情况进行收割。收割过程中防止机械混杂。晾晒时不能堆得太厚或太薄,既要防止堆沤,又要防止暴晒脱水太快。
作者简介:李堂慧(1979—),男,河南周口人,本科,农艺师,主要从事高产优质杂交籼稻选育等工作。