优质高产抗病广适粳稻新品种垦稻88育种分析

作者: 冯尚宗 张建达 张华 毛瑞喜 宋向颇 吴夫坤 丁效东

优质高产抗病广适粳稻新品种垦稻88育种分析0

摘要 从育种目标、原则、原理和选育过程等方面,总结了垦稻88粳稻育种实践、品种特征特性和育种经验。以米质优良、产量突出、抗逆性强、熟期适中为育种目标,采用系统育种、杂交育种等方法,合理选配亲本材料,聚合优良性状基因,研究选育出垦稻88粳稻新品种,并总结粳稻选育经验。

关键词 垦稻88;选育;特征特性;育种体会

中图分类号 S 511.2+2  文献标识码 A  文章编号 0517-6611(2022)17-0029-04

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.17.008

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Breeding Analysis of New Japonica Rice Variety Kendao 88 with Good Quality, High Yield,Disease Resistance and Wide Adaptability

FENG Shang-zong ZHANG Jian-da1 ,ZHANG Hua2 et al

(1.Agro-technical Popularization Center of Linyi City, Linyi, Shandong 276000;2.Tancheng County Jinghua Seed Breeding Co., Ltd.,Tancheng, Shandong 276100)

Abstract From the aspects of breeding objective,principle, theory and breeding process,we summarized the breeding practice, variety characters and breeding experience of Kendao 88. Good quality, high yield, strong resistance and moderate maturity was taken as breeding objectives.Adopting the methods of systematic breeding and cross breeding, we selected reasonable parent materials, aggregated  excellent genes. Finally,  a new Japonica rice variety of Kendao 88 was selected and its breeding experience was summarized.

Key words Kendao 88;Breeding;Characteristics;Breeding experience

水稻是全球主要的粮食作物之一,全世界50%的人口以稻米为主食。它也是我国的主要粮食作物,种植面积约占世界水稻面积的20%,总产约占世界水稻总产的33%,居第1位 [1-2]。随着经济社会的不断发展和人们生活水平的逐渐提高,人们对稻米质量的要求也越来越高。因此不断提高水稻的单产和质量是解决粮食危机和满足人们需求的重要途径。理论和实践证明,提高水稻产量和质量,首先要选育出适合当地生态条件和耕作制度特点的高产、优质、抗病新品种;其次要弄清其生长发育特性和完善配套栽培技术[3]。21世纪以来,人们生活水平显著提高,我国的水稻生产渐渐地发生了重大变化,育种目标也从单一高产转向优质高抗高产等复合性状目标[4]。多年来,针对制约当地水稻生产发展的关键技术问题,立足自身品种和技术优势,结合当地生态和气候条件,科学制定育种策略、原则和目标,坚持引进吸收利用和改造创新相结合,从种质资源创新入手,采用系统育种、杂交育种、生物育种等方法,选育出了优质抗病高产广适粳稻新品种垦稻88[5]。垦稻88具有高产稳产、品质优良、综合抗性好、适应性强等特点,2019年通过山东省农作物品种审定委员会审定(审定编号为鲁审稻20190005)。2020年分别通过江苏省、河南省引种备案,引种备案号分别为:(苏)引种(2020)第024号、(豫)引种(2020)稻055。 鉴于此,笔者从育种目标、原则、原理和选育过程等方面,总结了垦稻88粳稻育种实践、品种特征特性和育种经验。

1 水稻育种目标、原则的确定

1.1 育种目标

近年来,随着气候和条件的变化,水稻病虫害也发生变化,山东省乃至黄淮稻区原有一些主栽品种的抗性退化较严重,品质下降,产量不稳,有些年份有的地块因品种原因而导致大幅减产,这严重制约了当地水稻产业的健康发展[6]。为此,项目组在总结长期育种工作经验的基础上,确立了水稻新品种选育目标:在突出优质的同时,追求高产稳产,选育出的新品种要米质优良、产量突出、抗逆性强、熟期适中,比本地主栽品种增产5%以上。通过杂交配组、分离择优,快速聚合优良性状基因,利用常规育种和生物技术等手段,选育出适宜华北稻区和黄淮稻区的优质高产品种。

1.2 育种原则

在水稻品种选育工作中,项目组始终把握以下原则:

一是品种增产潜力要高。一个水稻新品种被市场认可并推广获得成功,一个很重要的因素就是产量水平要高。一个品种的有效穗数、穗粒数和千粒重3要素协调发展是其产量潜力取得突破的关键。理论和实践证明,应选择大穗型、结实率高、灌浆期长、灌浆速率快、叶片功能期长的品种。在获得足够有效穗数的基础上,通过增穗促粒、提高单株生产力是实现水稻高产的重要途径。

二是株型结构要好。高产水稻品种株型应该叶群分布合理,叶片短挺,既不漏光也不郁蔽。分蘖集散适中,根系发达,基部节间短,茎秆粗壮、坚韧。半直穗型,穗层整齐,着粒密度中等。能够实现高产水稻群体质量栽培“小群体、壮个体、高积累”的目的[7]。

三是适应性要强。抗逆性的强弱是决定一个水稻品种能否高产稳产和推广成功的重要因素。提高水稻品种的抗病性、抗倒性、抗逆性等生物与非生物胁迫的能力,减少化肥农药使用量,提高水稻生产机械化水平,实现水稻新品种绿色环保、抗逆稳产的育种目标。

四是产量与品质要协调。随着人们生活水平的不断提高,城乡居民对稻米的消费需求由过去数量温饱型向质量营养型转变,对食用大米品质的要求也越来越高。水稻生产由单纯追求产量向产量和品质并重,重点是蒸煮食用品质和外观品质,通过改良和创造优异种质,使高产与优质两者统一协调好,实现水稻育种高产优质的协调发展。

2 粳稻新品种育种原理

2.1 利用优异种质资源,优选亲本材料

优异种质资源的挖掘和利用,是水稻育种取得突破的关键。加强对优异种质资源的引进挖掘利用,尤其是加强对新优质源、新的抗原(抗病、抗虫、耐逆境)、新的株型材料、高光效材料等的研究,及时有效地将应用到超高产育种中去,丰富亲本组合的遗传背景,发掘利用好优异性状。

亲本选配是品种选育的主要环节之一,是变异之源,也是选择的基础[8]。亲本选配不当,常常花费大量人力、物力、财力,却收效甚微。双亲综合性状很大程度上控制着杂交后代的整体水平及优良变异类型出现的概率[9]。因此,双亲优点多、缺点少,没有共同的较大缺点及优缺点互补,是亲本选配最基本的原则之一。特别是亲缘关系较远、地理远距、综合性状优良的种质,性状差异较大,拥有丰富的互补基因,杂交后代容易出现更多的优良变异类型[10]。项目组采用“搭梯上楼”的育种策略,以基础亲本为主干,不断融合优良性状,使育成品种综合性状得到逐步提高。

利用优质性状互补亲本材料,通过引进挖掘利用优异种质资源,选择基础材料较好的在国内外大面积推广和具有优异遗传背景的种质或品种作为亲本,通过常规育种及生物技术等途径,定向选育高产、优质、高效、环境友好型新种质、新品系和新品种,选育出了优良品种垦稻88。

2.2 聚合优良性状,育成粳稻新品种

在选用综合抗性好的亲本材料基础上,通过塑造理想株型,优化产量构成因子,导入镇稻88和秀水405的抗性基因,采取当地鉴定和异地鉴定相结合,自然鉴定和诱发鉴定相结合,聚合多种优良性状,根据丰产性结合早熟性、抗性和外观品质、落粒性等目标性状,有性杂交系统选育出垦稻88。其父母本是多个亲本的优良基因的聚合,这些带有优良基因的品种(品系)分别来自不同时期、不同地理位置,在生产中作为种质资源都曾发挥过重要的作用。双亲的基因类群具有种质远缘、血统远缘、生态远缘和类型远缘等特性,实现了优异基因的累加和优良基因的互补,从而为培育优质、高产、多抗、广适性水稻新品种奠定了丰富的遗传基础。

3 粳稻新品种选育过程

垦稻88是以H301(镇稻88选系)为母本、连嘉粳1号(秀水405系选)为父本,通过杂交配组、分离择优,快速聚合优良性状基因,系统选育而成(图1)。垦稻88集父母本高产、优质、稳产、抗倒、抗病等优良性状于一体,实现了理想的产量结构性状的突破,解决了高产与优质、高产与广适、高产与晚熟之间的矛盾。

由图2可知,2005年以H301为母本、连嘉粳1号为父本杂交,采用常规杂交育种法选育,2005年冬海南种植F 1代,2006年郯城试验田种植F 2代开展分离性状选择,2007年冬南繁加代种植F 3代,2008年在郯城试验田种植F 4代,继续进行分离性状选择,2009年冬南繁种植F 5代选择优系单株8株。2010—2011年在郯城试验田种植F 6、F 7代,优选单株。2012年选定其中1个编号为88号的优良株系定名为垦稻88,扩繁种子。2013—2014年开始品比试验,2015—2016年参加郯城县及江苏、山东、河南多点品比试验。2017—2018年参加山东省区域和生产试验,2019年通过山东省品种审定。

4 垦稻88特征特性

4.1 综合性状好

由表1可知,垦稻88株高95.4 cm,株型紧凑,茎秆粗壮,基部节间短;芽鞘色绿色,叶鞘色(基部)绿色,叶片颜色绿色;倒数第二叶片长和宽中等,叶尖与主茎的角度直立,叶片茸毛疏,剑叶叶片曲度无或很小;茎秆粗细中等,主茎叶片多有17片,穗长16.3 cm,穗伸出度抽出较好,中间型穗型,二次枝梗较多,穗立形状中间型;有效穗数346.5万/hm 每穗实粒数123.3粒,结实率83.6%,千粒重25.7 g。分蘖力中等,成穗率高,灌浆速度快,落黄好熟相佳。

苗期生长健壮,茎蘖质量高,大蘖多,奠定了高成穗基础。生长发育均衡。拔节期间两极分化较快,无效分蘖少,养分利用率高;拔节后穗分化进程加快,抽穗早,灌浆时间长,灌浆强度大,熟期适中,熟相好。株叶型好,冠层结构合理。株高适宜,抗倒性能好。

4.2 高产和稳产

由表2可知,从参加区试和生产试验的产量结果看,垦稻88较对照品种增产10.9%,达极显著水平,增产点比例100%。因表现出良好的高产稳产性,区试第2年同时进行生产试验,生产试验产量较对照品种增产8.2%。增产幅度极为显著。

4.3 品质优良

由表3可知,垦稻88的主要米质指标中整精米率73.8%,垩白粒率10.0%,垩白度1.7%,直链淀粉含量16.2%,胶稠度73.5 mm,其理化指标达到国家《优质稻谷》标准1级。垦稻88在稻米品质上有出米率高、低垩白、米饭香味浓郁、食味优等众多优点,符合当前优质水稻产业发展的需要。

4.4 抗性强和适应性广

2017年天津市植物保护研究所抗病性接种鉴定结果显示,垦稻88抗稻瘟病,高抗纹枯病抗性,对稻曲病达到免疫级别(表4)。植株抗寒、抗倒性强,田间基本无倒伏现象,适宜在鲁南、鲁西南及沿黄稻区种植。

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