謝鴻光 陳麗萍 王穎姮 蔡秋華 魏林艷 魏毅東林強(qiáng) 鄭燕梅 何煒 吳方喜 謝華安 張建福*
(1 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所,福州 350019;2 閩臺作物有害生物生態(tài)防控國家重點實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南雜交水稻種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種重點實驗室/福州(國家)水稻改良分中心/福建省作物種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種省部共建國家重點實驗室培育基地/雜交水稻國家重點實驗室華南研究基地/福建省作物分子育種工程實驗室/福建省水稻分子育種重點實驗室/水稻國家工程實驗室,福州 350003;#共同第一作者:591511205@qq.com;373200630@qq.com;*通訊作者:jianfzhang@163.com)
水稻是我國重要的糧食作物之一,全國60%以上的人口以稻米為主食[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們生活水平的提高,對稻米品質(zhì)的要求也越來越高,高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)成為當(dāng)前水稻品種改良的主要目標(biāo)[2]。稻瘟病在我國尤其是在高濕高熱的南方山丘地區(qū)容易高發(fā)重發(fā),每年都給水稻生產(chǎn)造成不同程度的損失,嚴(yán)重威脅糧食安全[3]。因此自2008 年起我國在水稻新品種審定中實行稻瘟病抗性“一票否決”制。但稻瘟病發(fā)病機(jī)制極其復(fù)雜,稻瘟病菌生理小種繁多且極易發(fā)生變異,稻瘟病防范缺乏一勞永逸的方法,通過不斷選育攜帶多個抗性基因的水稻抗病新品種是一種比較經(jīng)濟(jì)、安全、有效的防治手段[4-5]。目前國內(nèi)外科學(xué)家們已經(jīng)鑒定并克隆了大量的抗病基因,非常有利于在育種上通過傳統(tǒng)雜交結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)來高效聚合抗性基因[6]。
近年來全球氣候逐漸變暖,夏季極端高溫現(xiàn)象普遍發(fā)生,稻谷的儲藏問題更加凸顯,特別是在高濕高熱的南方地區(qū),稻谷在儲藏過程中極易陳化變質(zhì)并伴隨種子活力和發(fā)芽率的下降,同時米質(zhì)變差、營養(yǎng)成分受到破壞[7-8]。因此,耐儲藏也是衡量新品種的一個重要指標(biāo)?;诖耍=ㄊ∞r(nóng)業(yè)科學(xué)院育成了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病和耐儲藏的水稻品種內(nèi)10 優(yōu)7185。
父本福恢7185 是福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所創(chuàng)制的綜合性狀優(yōu)良的恢復(fù)系,經(jīng)與Ⅱ-32A、谷豐A、Y58S、深08S 等多類型不育系進(jìn)行測配,表現(xiàn)為恢復(fù)力強(qiáng)、配合力好,所配雜種優(yōu)勢強(qiáng)[9]。母本內(nèi)香10A 為四川省內(nèi)江雜交水稻科技發(fā)展中心選育的優(yōu)質(zhì)秈型三系不育系。2014 年將福恢7185 與內(nèi)香10A 進(jìn)行小面積制種,組合命名為內(nèi)10 優(yōu)7185。內(nèi)10 優(yōu)7185 于2017—2019 年參加長江上游國家區(qū)域試驗與生產(chǎn)試驗,于2020 年11 月通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定(審定編號:國審稻20200127),2021 年1 月通過海南省農(nóng)作物品種審定委員會審定(審定編號:瓊審稻2020006)。
據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心檢測,內(nèi)10 優(yōu)7185 糙米率81.0%、整精米率65.8%、粒長7.2 mm、堊白度1.0%、堊白粒率10 %、透明度1 級、膠稠度74 mm、直鏈淀粉含量16.9 %,達(dá)部頒一等優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn);堿消值5.5 級,達(dá)部頒三等優(yōu)質(zhì)稻標(biāo)準(zhǔn)。此外,近些年稻米的香味逐漸受到人們關(guān)注,香稻在市場中的占比開始加大,成為影響稻米價格的一大因素[10]。迄今為止,水稻中僅Badh2 這個香味基因被鑒定并克隆[11]。作者對內(nèi)10 優(yōu)7185 的2 個親本福恢7185 和內(nèi)香10A進(jìn)行Badh2 基因序列測序分析,發(fā)現(xiàn)?;?185 中的Badh2 基因序列與日本晴一致,均為基因編碼序列完整的無香味單倍型,而內(nèi)香10A 中的Badh2 基因序列則為在第7 外顯子處發(fā)生了8 個堿基缺失及3 個堿基的變異,即具有香味的Badh2-E7 單倍型(圖1)。而食用的雜交稻稻米為其F2種子,其中有1/4 具有香味,故內(nèi)10 優(yōu)7185 的部分稻米具有香味。
圖1 香味基因Badh2 在各品種中的單倍型分析
2020 年對內(nèi)10 優(yōu)7185 及其親本內(nèi)香10A 和?;?185 進(jìn)行田間和室內(nèi)抗稻瘟病鑒定。田間抗性鑒定于6 月在福建省上杭縣茶地鎮(zhèn)國家級稻瘟病抗性鑒定點進(jìn)行,結(jié)果表明,福恢7185、內(nèi)香10A 及內(nèi)10 優(yōu)7185 的苗瘟均表現(xiàn)為抗,葉瘟分別表現(xiàn)為中感、抗和中抗,穗頸瘟分別表現(xiàn)為中感、抗和中抗,稻瘟病綜合評價分別為中感、抗和中抗。室內(nèi)稻瘟病抗性鑒定在福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所稻瘟病抗性鑒定中心進(jìn)行,幼苗生長約3 周進(jìn)行接菌,采用的10 個稻瘟病菌株由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所稻瘟病抗性鑒定中心提供,編號為S1~S10,分別對應(yīng)菌株JL8053-2、SH18067-6、NH18046-2、NH18048-3、JY18028-4、SH17011-7、SH17010-3、SM17020 -1、JL1501 -1和JY18058-1,結(jié)果顯示,福恢7185、內(nèi)香10A 及內(nèi)10 優(yōu)7185 的抗菌株率分別為0%、90.90%和100.00%,對應(yīng)的抗性評價分別為感、抗和抗(圖2,表1)。此外,在兩年區(qū)試中,內(nèi)10 優(yōu)7185 田間表現(xiàn)為輕感穗頸瘟、中感白葉枯病。
表1 內(nèi)10 優(yōu)7185、內(nèi)香10A 和?;?185 的稻瘟病抗性鑒定結(jié)果
圖2 內(nèi)10 優(yōu)7185、內(nèi)香10A 和福恢7185 的室內(nèi)苗期稻瘟病抗性鑒定
2021 年對內(nèi)10 優(yōu)7185 及其父本?;?185 的耐儲藏性進(jìn)行了鑒定。為了更客觀地評價內(nèi)10 優(yōu)7185的耐儲性,選擇了同時期同地點(海南藤橋)播種的幾個耐儲藏性不同的水稻品種作為對照,包括耐儲藏的云恢290、耐儲藏性一般的9311 和不耐儲藏的明恢86及玉晶絲苗。為了消除各品種種子本身休眠性的影響,將收獲的各品種種子在37 ℃烘干箱中烘干5 d 先破除休眠。后每個品種選擇飽滿種子50 粒,3 個重復(fù),置于溫度42 ℃、相對濕度88%的密閉干燥器,分別進(jìn)行人工老化處理21 d 和28 d。將處理前后的種子置于光照培養(yǎng)箱[300 μmol/(m2·s)光照14 h,溫度30 ℃/黑暗10 h,溫度25 ℃、濕度75%]進(jìn)行發(fā)芽試驗,分別在萌發(fā)4 d 時統(tǒng)計短時發(fā)芽率及在萌發(fā)10 d 時統(tǒng)計整體發(fā)芽率,通過種子的萌發(fā)情況來判斷其耐儲藏性。以萌發(fā)4 d的露白種子數(shù)除以總種子數(shù)計算4 d 的短時發(fā)芽率,萌發(fā)10 d 后同時具有胚芽和胚根的種子數(shù)除以總種子數(shù)計算10 d 的整體發(fā)芽率[12]。統(tǒng)計結(jié)果顯示,未進(jìn)行老化處理的種子短時發(fā)芽率和整體發(fā)芽率各品種間沒有顯著差異;老化處理21 d,只有明恢86 的短時發(fā)芽率和整體發(fā)芽率顯著下降;老化處理28 d,各品種之間的耐儲藏性差異明顯,云恢290 的短時發(fā)芽率和整體發(fā)芽率分別為77.67%和79.33%,福恢7185 分別為48.00%和21.00%,內(nèi)10 優(yōu)7185 分別為65.33%和72.00%,9311 均為20.00%,明恢86 及玉晶絲苗均低于10.00%(圖3)。內(nèi)10 優(yōu)7185 短時發(fā)芽率雖然顯著低于云恢290,但仍處在一個較高水平,而整體發(fā)芽率與云恢290 沒有顯著差異,表明內(nèi)10 優(yōu)7185 種子具有較好的耐儲藏性。
圖3 人工老化處理前后各品種的短時發(fā)芽率和整體發(fā)芽率
2018 年參加長江上游國家水稻區(qū)域試驗,平均單產(chǎn)649.8 kg/667 m2,比對照F 優(yōu)498 增產(chǎn)6.2%,增產(chǎn)點比例86.4%;2019 年續(xù)試,平均單產(chǎn)639.9 kg/667 m2,比對照F 優(yōu)498 增產(chǎn)3.8%,增產(chǎn)點比例86.4%。兩年區(qū)試平均全生育期148.5 d,比對照F 優(yōu)498 遲熟1.1 d。兩年區(qū)試主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn):有效穗數(shù)14.1 萬/667 m2,株高124.2 cm,穗長25.0 cm,每穗總粒數(shù)185 粒,結(jié)實率84.1%,千粒重30.6 g。兩年區(qū)試田間抗性:稻瘟病綜合指數(shù)分別為3.8 和4.2,穗瘟損失率最高級7 級;褐飛虱平均級為9 級,最高級為9 級;抽穗期耐熱性為3 級,耐冷性為耐冷型。
根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,適時早播;控制秧田播種量,適當(dāng)稀播,秧田用種量不超過12.0 kg/667 m2,施足基肥,3 葉期后根據(jù)田間秧苗素質(zhì)適時適量追肥。
抓住水稻最佳移栽期移栽,淺水淺栽,秧苗入泥深度不能超過3.0 cm。采用單行或雙行條栽。根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥婪柿l件,施足底肥,合理控制追肥。
淺水栽秧、薄水分蘗、適水孕穗。移栽后一般水深以蓋泥為度。根據(jù)分蘗狀況,苗夠適時曬田,即總莖蘗數(shù)達(dá)到目標(biāo)成穗數(shù)90%時及時控蘗,減少無效分蘗,提高成穗率和大穗率。曬田后實行間歇灌溉,孕穗期適當(dāng)水層護(hù)苗,防止脫水,灌漿期采用濕潤灌溉提高結(jié)實率和粒質(zhì)量。
根據(jù)田間狀況適時進(jìn)行化學(xué)除草或中耕除草。根據(jù)病蟲預(yù)測預(yù)報情況,做好稻瘟病、稻曲病、紋枯病、稻飛虱、螟蟲和稻縱卷葉螟等病蟲害的防治。
選擇水利條件好、排灌方便、陽光充足、土壤肥沃、交通便利的大面積成片田作制種田;搞好隔離工作,保證種子純度。
合理安排播期,根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料預(yù)測好揚花期環(huán)境溫度,在溫度26 ℃~29 ℃、相對濕度70%左右易于穎花授粉,雜交種子結(jié)實好。注意錯開連續(xù)陰雨天氣進(jìn)行授粉。在福建夏季制種父本分2 期播種,Ⅰ期安排在5 月初播種,過5~7 d 播Ⅱ期,母本與Ⅰ期父本時差15 d 播種,花期相遇良好。
繁殖父母本行比2∶10;制種父母本行比2∶14,父本株行距19.8 cm×19.8 cm,母本距父本19.8 cm,母本株行距13.2 cm×16.5 cm。與母本廂向垂直間隔4.0 m 左右設(shè)置一條走道,便于農(nóng)事操作與趕粉。
在分蘗盛期和孕穗期要對父母本進(jìn)行剝查,發(fā)現(xiàn)父母本花期不遇要及時調(diào)節(jié)。
繁殖田在母本始穗20%~30%時開始噴施“九二〇”,總用量不超過30.0 g/667 m2;制種田在母本始穗20%~30%時開始噴施“九二〇”,用量不超過40 g/667 m2,根據(jù)氣候及田間實際情況噴施2~3 次。
苗期注意防治稻薊馬,分蘗期、孕穗期、抽穗期注意防治螟蟲,孕穗期注意防治紋枯病,盛花期噴施克黑凈2 次防治稻粒黑粉病。
要從苗期就開始去雜保純,重點在抽穗揚花期去雜。收割母本前,應(yīng)先割去父本。母本在80%~90%成熟時就要及時收割。單收、單脫、單曬、單貯,統(tǒng)一精選除雜,確保種子質(zhì)量。