陳春霞，王洪飛，游晴如，周 鵬，涂詩航，鄭菲艷，董瑞霞，鄭家團(tuán)，黃庭旭

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，福建 福州 350018）

0 引言

【研究意義】水稻生產(chǎn)是保障我國糧食安全的基石，雜交水稻技術(shù)的應(yīng)用為我國糧食安全作出了重要貢獻(xiàn)。近30年來，隨著我國高產(chǎn)育種、超高產(chǎn)育種、超級稻育種和綠色超級稻育種等項(xiàng)目的實(shí)施，我國水稻品種產(chǎn)量不斷提高[1]。然而隨著國家經(jīng)濟(jì)水平的提升，人們越來越看重稻米品質(zhì)。目前我國的稻米產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出強(qiáng)而不優(yōu)的狀況，培育出的優(yōu)質(zhì)稻品種占比較少，“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”將是我國水稻研究的重心[2]。福建地形復(fù)雜、生態(tài)多樣，是稻瘟病的常發(fā)區(qū)，但目前生產(chǎn)上大多數(shù)當(dāng)家品種不抗病[3]。只有利用各種不同的育種技術(shù)手段，包括誘變育種、分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)等，打破高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆三者之間的矛盾，將三者平衡統(tǒng)一起來，才能選育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的抗病雜交水稻品種。【前人研究進(jìn)展】中國輻射誘變育種研究始于1957年，輻射誘變技術(shù)在培育雜交水稻新品種和創(chuàng)制種質(zhì)新資源方面發(fā)揮了重要作用[4]。李偉等[5]利用60Co-γ輻射誘變滇屯502的成熟種子，篩選到不同性狀的優(yōu)質(zhì)香軟米材料。鮑根良等[6]采用60Co-γ射線輻射常規(guī)粳稻，經(jīng)多代定向篩選，獲得在外觀品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)、食味上明顯優(yōu)于其雙親的優(yōu)質(zhì)米突變體。陳慧茹等通過12C6+重離子束輻照93-11，獲得一個(gè)籽粒低鎘積累突變體T2-1，該突變體籽粒中Cd、Pb、Cu的積累均顯著低于野生型[7]。黃榮華利用350Gy60Co-γ射線輻照恢復(fù)系93-11和光溫敏核不育系廣占63-4S干種子，育成糯質(zhì)93-11恢復(fù)系（嘉糯恢7號）和糯質(zhì)廣占63-4S不育系（閩糯1S），用閩糯1S與嘉糯恢7號配制的雜交糯稻糯兩優(yōu)7號于2019年10月通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定[8]。王俊梅等對輻照+EMS誘變后雜交選育而成的水稻材料進(jìn)行耐草甘膦特性篩選鑒定，篩選出來源于P15/浙粳//P12的兩個(gè)材料CA11和CA21，對草甘膦耐性較好，有一定的利用價(jià)值[9]。章清杞等采用60Co-γ射線輻射誘變技術(shù)，從糯稻恢復(fù)系嘉糯恢2號的M2群體中獲得糯性巨胚突變種質(zhì)，經(jīng)系譜選擇育成了兼具糯性和巨胚性狀的功能稻恢復(fù)系[10]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】輻射誘變作為培育水稻新品種的重要途徑之一，可獲得農(nóng)藝性狀、生育期、品質(zhì)、抗性等性狀優(yōu)良的突變種質(zhì)資源[11]，目前已報(bào)道的輻射誘變品種大多從直接輻射親本材料選育而來[12?13]，通過低世代輻照選育的品種較少。陸艷婷等[11]統(tǒng)計(jì)了245個(gè)輻射品種，其中通過低世代輻照選育而成的僅占4.5%。本研究利用F1代干種子進(jìn)行輻照處理，能有效提高突變頻率和增加突變類型，且能同時(shí)聚合雙親的優(yōu)異目標(biāo)性狀?！緮M解決的關(guān)鍵問題】根據(jù)國家水稻數(shù)據(jù)中心的品種審定數(shù)據(jù)，2000—2017年，福建省共審定雜交中稻品種117個(gè)，其中達(dá)中抗稻瘟病以上的雜交稻品種僅為32個(gè)。本研究擬通過對優(yōu)質(zhì)抗稻瘟病常規(guī)稻品種粵晶絲苗2號[14]與抗稻瘟病中間材料U03雜交種子的低世代進(jìn)行輻射誘變，期望培育出抗稻瘟病、米質(zhì)優(yōu)的雜交稻中稻新品種，供生產(chǎn)上應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 親本來源

2009年春，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所在海南省三亞市利用粵晶絲苗2號[14]作母本與抗稻瘟病中間材料U03（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所引進(jìn)）雜交，F(xiàn)1去雜混收，之后用350 Gy60Co-γ射線輻照F1干種子。在M2代分離群體中發(fā)現(xiàn)1株小粒、矮稈直立穗突變株，后代在海南省三亞市、福建省建陽市按株系種植，同時(shí)在福建省上杭縣進(jìn)行稻瘟病抗性鑒定，經(jīng)系譜法選擇，于2013年育成的矮稈、抗病、恢復(fù)力強(qiáng)的恢復(fù)系，定名福恢212。福恢212與對照品種粵晶絲苗2號相比莖稈長度、穗長、谷粒長度均較短，穗伸出度為正好抽出。

2004年秋，福建省作物設(shè)計(jì)育種實(shí)驗(yàn)室利用大粒、優(yōu)質(zhì)的育種中間材料X-1與閩標(biāo)1B雜交，通過分子標(biāo)記篩選出含純合抗病基因Pi-1且株葉形態(tài)佳、柱頭外露率高的單株，從F4代株系開始在抽穗期選擇抗病標(biāo)記純合基因型的優(yōu)良單株，與金23A測交，經(jīng)海南和福建多代穿梭選育，于2009年育成不育系M76A[15]。M76A屬秈型三系不育系，在福建省沙縣5月上旬播種，播始?xì)v期85 d左右，比金23A長30 d左右；不育性穩(wěn)定，柱頭外露率中等，稻瘟病抗性鑒定綜合評價(jià)為中感稻瘟病，米質(zhì)一般。

1.2 田間試驗(yàn)

區(qū)域試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積13.3 m2，長方形，種植規(guī)格20 cm×22 cm，3次重復(fù)。生產(chǎn)試驗(yàn)按大區(qū)隨機(jī)排列，無重復(fù)設(shè)計(jì)，每個(gè)區(qū)（品種）面積約為333 m2。大田管理按照當(dāng)?shù)卦耘嗉夹g(shù)進(jìn)行，試驗(yàn)田肥力水平一般，生產(chǎn)中無使用植物生長調(diào)節(jié)劑，排除生物干擾。

1.3 抗病性鑒定

稻瘟病抗性鑒定采用苗期室內(nèi)人工噴霧接菌和在稻瘟病重發(fā)區(qū)大田病圃自然誘發(fā)鑒定相結(jié)合的方法，發(fā)病調(diào)查評價(jià)指標(biāo)按照《稻瘟病測報(bào)調(diào)查規(guī)范》（GB/T 15790—2009）[16]。

1.4 稻米品質(zhì)分析

區(qū)試點(diǎn)稻谷樣品由福建省種子管理總站負(fù)責(zé)收集，并送往農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心進(jìn)行稻米品質(zhì)指標(biāo)的化驗(yàn)和鑒定。

2 結(jié)果與分析

2.1 選育過程

2009年春，在海南省三亞市用粵晶絲苗2號作母本與中間材料U03雜交。2009年夏，在福建省建陽市種植F1代，至成熟期F1代種子全部混收。2009年11月用350 Gy60Co-γ射線輻照F1干種子（M0）。2010年春，在海南三亞種植M0代，采用密植叢插200 m2（16.7 cm×16.7 cm），共2 500穴，成熟時(shí)全部混收（M1代種子）。2010年夏，M1代種植于福建省建陽市。在M2代分離群體中發(fā)現(xiàn)1株小粒、矮稈、直立的穗突變株，后代在海南三亞、福建建陽按株系種植，同時(shí)在福建上杭進(jìn)行抗性鑒定，定向篩選。2012年夏，在福建建陽種植、編號為12HR6-07、12HR6-12、12HR6-15的3個(gè)株系中選，分別用沁香A、農(nóng)香A、M20A、M76A等三系不育系測定其恢復(fù)力，其中與12HR6-12測交的后代表現(xiàn)突出，恢復(fù)系定名為?；?12。之后，用?；?12配組的M76優(yōu)212組合表現(xiàn)突出，2013—2014年分別在福建省建陽市、海南省三亞市參加多點(diǎn)品比試驗(yàn)。2015年推薦參加福建省中稻組區(qū)域試驗(yàn)，米質(zhì)、產(chǎn)量、抗性表現(xiàn)突出，2016年參加續(xù)試，2017年進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，2018年通過福建省農(nóng)作物品種審定（閩審稻20180007）?；謴?fù)系福恢212及其與M76A配組的M76優(yōu)212新組合（品種）的選育流程見圖1。

2.2 制種

母本M76A開花習(xí)性好，柱頭外露率高，異交結(jié)實(shí)率高達(dá)60%以上。?；?12株形較矮，株高85 cm左右，在肥水管理過程中需注重父本的培育。父本移栽當(dāng)天在父本行上施1次面肥，移栽后5～7 d深施1次球肥。根據(jù)多年制種經(jīng)驗(yàn)，在福建省建陽市晚稻制種，父本一般在6月1～5日播種，播始?xì)v期88～90 d。父本分2期播種，II期父本與I期父本間隔 9 d。母本在6月6～10日播種，比第I期父本遲播5 d，播始?xì)v期83～84 d，母本比父本早始穗1～2 d，花期相遇良好，制種產(chǎn)量可達(dá)2 625 kg·hm?2以上。

2.3 品種表現(xiàn)

2.3.1 產(chǎn)量 由表1看出，M76優(yōu)212參加2015年福建省中稻區(qū)域試驗(yàn)初試，7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量幅度為6 349.95～9 947.55 kg·hm?2，平均產(chǎn)量8 486.10 kg·hm?2，居第3位，比對照II優(yōu)明86增產(chǎn)14.18%，差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01），增產(chǎn)點(diǎn)率100%；2016年續(xù)試，8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量幅度為7 375.05～9 787.50 kg·hm?2，平均產(chǎn)量9 040.95 kg·hm?2，居第3位，比對照II優(yōu)明86增產(chǎn)3.05%，差異不顯著，增產(chǎn)點(diǎn)率75.0%。2 a平均產(chǎn)量8 763.53 kg·hm?2，比對照增產(chǎn)8.62%。M76優(yōu)212在區(qū)域試驗(yàn)中表現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。2017年M76優(yōu)212參加福建省中稻新品種生產(chǎn)試驗(yàn)，6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量幅度為7 317.00～9 811.50 kg·hm?2，增產(chǎn)幅度為5.71%～53.0%；平均產(chǎn)量8 789.40 kg·hm?2，比對照II優(yōu)明86增產(chǎn)18.92 %。M76優(yōu)212在生產(chǎn)試驗(yàn)中表現(xiàn)超高產(chǎn)（表2）。

2.3.2 生育期 2015年M76優(yōu)212參加福建省中稻區(qū)域試驗(yàn)初試，全生育期136.6 d，比對照II優(yōu)明86早熟1.1 d。2016年續(xù)試，全生育期142.3 d，比對照II優(yōu)明86遲熟0.9 d。2 a區(qū)試全生育期平均139.4 d，比對照II優(yōu)明86早熟0.1 d。據(jù)福建省中稻組區(qū)域試驗(yàn)表現(xiàn)，M76優(yōu)212適宜在福建省作中稻種植。

2.3.3 主要農(nóng)藝性狀 M76優(yōu)212總體表現(xiàn)群體整齊、株型適中、穗大粒多、后期轉(zhuǎn)色好。由表3看出，在2015—2016年福建省中稻組區(qū)域試驗(yàn)中，平均株高125.10 cm，比對照高0.45 cm；穗長25.55 cm，比對照短0.50 cm；有效穗數(shù)206.25 萬穗·hm?2，比對照多17.25萬穗·hm?2；成穗率72.25%，比對照高10.40個(gè)百分點(diǎn)；每穗總粒數(shù)220.60粒，比對照多28.95粒；著粒密度8.63 ?！m?1，比對照多1.28?！m?1；結(jié)實(shí)率81.03%，比對照低8.37個(gè)百分點(diǎn)；千粒重27.70 g，比對照輕1.05 g。在2017年生產(chǎn)試驗(yàn)中，平均株高120.70 cm，比對照高1.53 cm；穗長25.72 cm，比對照短0.79 cm；有效穗數(shù)206.40 萬穗·hm?2，比對照多32.40萬穗·hm?2；每穗總粒數(shù)266.18粒，比對照多57.78粒；著粒密度10.35 ?！m?1，比對照多2.49?！m?1；結(jié)實(shí)率73.80 %，比對照低13.28個(gè)百分點(diǎn)；千粒重27.27 g，比對照輕1.33 g。M76優(yōu)212在區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn)中均比對照增產(chǎn)，比較2個(gè)品種的穗粒結(jié)構(gòu)，M76優(yōu)212的主要增產(chǎn)因素是有效穗數(shù)、成穗率和每穗粒數(shù)。

2.3.4 稻瘟病抗性 2015—2016年參加福建省中稻組區(qū)域試驗(yàn)稻瘟病抗性鑒定，2015年經(jīng)4個(gè)抗性鑒定點(diǎn)田間鑒定結(jié)果：葉瘟發(fā)病率1.13%，病情指數(shù)0.26，表現(xiàn)抗（R）稻瘟?。凰腩i瘟發(fā)病率17.63%，病情指數(shù)4.40，表現(xiàn)抗（R）稻瘟病；室內(nèi)接菌鑒定，抗菌株率83.33%，表現(xiàn)抗（R）稻瘟病，綜合評價(jià)為抗（R）稻瘟病。2016年田間鑒定結(jié)果：葉瘟發(fā)病率22.50%，病情指數(shù)7.00，表現(xiàn)為中抗（MR）稻瘟??；穗頸瘟發(fā)病率26.63%，病情指數(shù)7.49，表現(xiàn)中抗（MR）稻瘟?。皇覂?nèi)接菌鑒定，抗菌株率100%，表現(xiàn)抗（R）稻瘟病，綜合評價(jià)為中抗（MR）稻瘟病。經(jīng)2 年稻瘟病抗性鑒定，M76優(yōu)212綜合評價(jià)為中抗（MR）稻瘟病，而對照II優(yōu)明86綜合評價(jià)為高感（HS）稻瘟?。ū?）。M76優(yōu)212的稻瘟病抗性表現(xiàn)明顯優(yōu)于同熟期組的對照品種II優(yōu)明86。

圖 1 恢復(fù)系福恢212及新品種M76優(yōu)212的選育過程Fig. 1 Breeding processes of Fuhui 212 and M76 you 212

2.3.5 稻米品質(zhì) 據(jù)福建省中稻組區(qū)試統(tǒng)一取樣委 托農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心檢測，M76優(yōu)212糙米率80.5%，整精米率60.2%，堊白度1.2%，透明度1級，堿消值6.3級，膠稠度82 mm，直鏈淀粉含量22.2%，蛋白質(zhì)含量9.9%。依據(jù)NY/T 593—2013《食用稻品種品質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，M76優(yōu)212的整精米率、透明度、堿消值、膠稠度均達(dá)部頒一級標(biāo)準(zhǔn)，糙米率、堊白度達(dá)部頒二級標(biāo)準(zhǔn)。M76優(yōu)212的粒型長，粒長達(dá)7.2 mm，長寬比3.3，且整精米率高，有利于稻米制品的加工。

表 1 M76優(yōu)212在福建省中稻區(qū)域試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)Table 1 Yield performance of M76 you 212 in Regional Trials on Middle-season Rice Varieties in Fujian

表 2 M76優(yōu)212在福建省中稻生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)Table 2 Yield performance of M76 you 212 in Preoduction Trialson Middle-season Rice Varieties in Fujian

2.3.6 種子商品性 2017—2018年連續(xù)2 年分別從充分混合的樣品中隨機(jī)選擇2 000粒M76優(yōu)212種子進(jìn)行種子純度及發(fā)芽率鑒定，田間試驗(yàn)點(diǎn)安排在福建省南繁基地，田間管理按普通大田管理水平。鑒定結(jié)果：2017年發(fā)芽數(shù)1 773粒，發(fā)芽率88.65%，純度達(dá)99.61%；2018年發(fā)芽數(shù)1 688粒，發(fā)芽率84.40%，純度達(dá)99.17%（表5）。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4401.1—1996的規(guī)定，M76優(yōu)212的種子籽粒飽滿，色澤桿黃，發(fā)芽率、純度符合一級雜交種標(biāo)準(zhǔn)。

表 4 M76優(yōu)212在福建省中稻區(qū)試中的抗性表現(xiàn)Table 4 Rice blast resisitance of M76 you 212 displayed in Regional Trials on Middle-season Rice Varieties in Fujian

表 5 M76優(yōu)212的種子商品性Table 5 The seed commodity of M76 you 212

3 討論與結(jié)論

M76優(yōu)212是用經(jīng)輻射育種的恢復(fù)系福恢212與經(jīng)分子標(biāo)記輔助選擇育種的抗稻瘟病三系不育系M76A配組選育出的抗稻瘟病雜交中稻新品種。2年區(qū)試平均產(chǎn)量達(dá)8 763.60 kg·hm?2，比對照品種Ⅱ優(yōu)明86增產(chǎn)8.61%，豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)好，中抗（MR）稻瘟病，米質(zhì)較優(yōu)，作為中稻在福建省種植具有較好的應(yīng)用前景。

水稻雜種優(yōu)勢利用是由我國發(fā)明的一項(xiàng)原創(chuàng)性的糧食增產(chǎn)技術(shù)，全世界雜交水稻種植面積累計(jì)超過5億hm2，增產(chǎn)糧食6.25億kg，為世界糧食安全作出了重要貢獻(xiàn)[17]。雜交水稻新品種的培育離不開新恢復(fù)系的創(chuàng)制。育種實(shí)踐證明，輻射誘變技術(shù)、分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)是選育和改良恢復(fù)系成效最顯著的育種措施之一。福建省自1960年開始開展輻射誘變育種，選育出多個(gè)水稻新品種在生產(chǎn)上應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益[18]。本研究中使用的?；?12是通過輻射誘變粵晶絲苗2號與抗稻瘟病中間材料U03雜交的F1種子選育而成，其粒形較小，千粒重15.8 g，便于機(jī)械化制種，降低生產(chǎn)成本，增加種植戶收益。此外，?；?12還具有稻米品質(zhì)好、抗稻瘟病、配合力強(qiáng)的特點(diǎn)，目前已配組育成/審定一批抗病、高產(chǎn)、綜合性狀優(yōu)良、適應(yīng)性廣的新組合（品種），如：M76優(yōu)212、荃優(yōu)212、恒豐優(yōu)212、農(nóng)優(yōu)212、晶兩優(yōu)212，雅1優(yōu)212和雅5優(yōu)212等。

綜上所述，福恢212不僅是配制雜交新組合的優(yōu)異種質(zhì)資源，同時(shí)也是良好的遺傳研究材料。本研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)圍繞?；?12的雜交稻配組，以及米質(zhì)、粒型、穗型等性狀方面展開后續(xù)研究，以期在分子水平上闡明?；?12的遺傳機(jī)理，為福恢212在育種實(shí)踐中更好地應(yīng)用提供理論依據(jù)，為水稻分子設(shè)計(jì)育種、優(yōu)良基因利用、克隆和功能驗(yàn)證等工作奠定基礎(chǔ)。