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优质、抗稻瘟病香型水稻三系不育系繁源A的选育

2014-04-29游年顺张以华黄利兴雷上平潘玉卿胡荣华吴志源谢美珠孟志国

热带作物学报 2014年3期
关键词:籼稻优质

游年顺 张以华 黄利兴 雷上平 潘玉卿 胡荣华 吴志源 谢美珠 孟志国

摘 要 以长丰B为母本,乐丰B为父本杂交配组选育保持系,再与乐丰A测交、回交转育,育成野败籼型香稻三系不育系繁源A,于2013年通过福建省品种审定。结果表明,繁源A不育性稳定、配合力强、异交率高、抗稻瘟病、米质优异有香味。

关键词 籼稻;繁源A;不育系;优质;抗稻瘟病;异交率高

中图分类号 S511 文献识别码 A

三系杂交稻是粮食安全的重要科技支撑。不育系是实现杂种优势的载体,其优良特性对杂种优势的发挥及产业化产生重大影响,不育系的创新对三系杂交稻新的突破性进展具有重要意义。长期的育种实践,确定了不育系选育的研究路线,从选育保持系入手,转育不育系,进而配制新组合。挖掘和利用有利基因,逐步将抗瘟性、配合力、优质等优良性状聚合于一体,同时做到育性、抗性、米质、配合力、异交率等多性状同步筛选,实现不育系选育的主要目标[1-5]。历时32 a先后育成“谷”、“伊”、 “丰”、 “源”等系列四代18个不育系通过技术成果鉴定[6-15]。繁源A为第四代不育系之一,是以长丰B为母本,乐丰B为父本杂交配组选育的保持系,与乐丰A测交、回交转育而成的野败籼型香稻三系不育系。该不育系比较全面地达到了不育性稳定、异交率高、配合力强、抗稻瘟病、米质优五项指标齐全的育种目标,于2013年通过福建省农作物品种审定委员会审定(闽审稻2013012)。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 育种亲本材料 长丰B、乐丰B和乐丰A。

1.1.2 可恢性与配合力测定材料 繁源A、福恢5138、福恢5498、福恢5138、帮恢309、帮恢609、帮恢709、乐恢188、桂99、蜀恢498、金恢1186、ZR11006、RH10002和RH10003等恢复系。

1.1.3 抗性鉴定及米质检测材料 繁源A(B)、繁优5138、繁优5498、繁源A/ZR11006、繁优5458、繁优5338、繁优498、繁优1186、繁优5468、繁优309、繁优609、繁优709和繁优桂99等繁优系列组合。

1.2 方法

1.2.1 选育方法 以有性杂交、系谱法、田间小区试验为主,从选育保持系入手,转育不育系。以长丰B为母本,乐丰B为父本杂交配组选育保持系,再与乐丰A测交、回交转育,以期利用这2个亲本的优点,用基因重组的方法克服2个亲本的缺点,把优点整合到目标保持系中,进而育成高标准的不育系。在选育过程中,做到测交、回交转育、育性与品质、抗性、配合力等同步筛选。

1.2.2 可恢性和配合力测定 B4F1~B6F1的A系分别与恢复系测交配组,杂种F1分别在不同生态区进行适应性试验,观察其结实率和杂种优势表现,筛选和评价A系利用价值。

1.2.3 繁殖制种特性研究 回交过程观察A系开颖习性,调查柱头外露率及田间自然异交情况,评价A系产业化应用前景。

1.2.4 抗病鉴定 不育系回交阶段的稻瘟病鉴定,B系材料连续在稻瘟病重病区自然诱发鉴定,筛选抗病株系回交转育,不育系回交至高代进行室内苗期接菌鉴定,验证自然鉴定结果的可靠性和广谱性。配制的杂种F1再进行自然诱发鉴定,检验不育系对杂种的稻瘟病抗性显隐性效应,同时还对稻曲病进行抗性鉴定。

1.2.5 米质测试 B系及A系配制的杂交稻F1稻谷,进行稻米品质主要指标测试。

1.3 选育过程

2004年晚季,在福州以长丰B为母本,乐丰B为父本,杂交配组选育保持系。2004年冬季在海南三亚种植F1,成熟时混收。2005年在将乐作中稻种植F2群体2 000株以上,成熟时筛选优良单株36株,同年冬季在海南三亚种植F3。2006年在将乐作中稻种植F4,选择柱头外露率高,株叶形态理想的28个单株与乐丰A测交,同年冬季在海南三亚种植测交F1和对应的父本F5,每个小区母本种24株,父本种36株。从F3开始,保持系材料种子一分为二,连续多世代在稻瘟病重病区进行自然诱发鉴定,筛选抗性株系继续回交转育。同时,对上选的A系进行配合力、异交特性、抗病性、米质等多性状筛选,从中再择优回交转育,严格淘汰花粉黑染率超过0.1%、不抗稻瘟病、米质差和开花习性差的小区。经海南、福建穿梭选择和回交,2008年3月在海南三亚B4F1中的AH08142小区,表现群体整齐一致,性状稳定,配合力强,可恢性和异交特性好,定为重点发展株系,暂名142A,2011年早季定名为繁源A。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状

繁源A属早籼迟熟野败型三系不育系。生育期与Ⅱ-32A相当,在福建福州作早稻种植,3月中下旬播种,7月上中旬抽穗,播种至抽穗历时108 d左右,主茎叶片数15~16片;在福建建宁作中稻种植,4月下旬至5月上旬播种,7月中下旬抽穗,播种至抽穗历时95 d左右,主茎叶片数15片;在将乐作晚稻种植,5月中下旬播种,8月中旬末至下旬初抽穗,播种至抽穗历时85 d左右,主茎叶片数14~15片[16]。株高80 cm左右,单株穗数9穗左右,穗长22 cm左右,每穗总粒数150粒左右,千粒重25~26 g,谷粒细长。植株较粗壮,株叶形态好,剑叶挺直,分蘖力强,叶色较绿,叶鞘、稃尖紫色,柱头紫黑色。

2.2 不育性

繁源A不育株率100%,花药瘦小、白色,花粉不育以典败为主。从F1~B10F1连续11个世代花粉育性镜检,花粉不育度均达99.9%以上,不育性稳定。2012年9月在福建沙县鉴定现场,经福建省农作物品种审定委员会组织专家现场测试,测试结果:“田间调查该不育系群体1 175株,群体整齐,未发现可育株和异型株,不育株率100%。随机取样100株(穗),并从中取出50穗,每穗取上、中、下3朵颖花的全部花药混合镜检,花粉不育度达99.99%”。

2.3 异交特性

繁源A抽穗较整齐,单穗见穗当天即开花,第2天进入盛花。单穗从见穗至抽完历时3 d,单穗从开花至终花历时约需4~5 d,单株从见穗至各穗抽完约需8 d。开花习性好,花时早,盛花期开花较集中,午前花比率63.6%。柱头外露率高,开颖角度30°左右,颖花开闭颖历时2 h 30 min。经福建省农作物品种审定委员会组织专家现场测试:“柱头外露率70.26%,其中,柱头双边外露率30.82%”。繁殖、制种异交结实率一般在60%左右。

2.4 稻米品质

繁源A属优质香稻三系不育系,抽穗扬花期田间花粉能散发出香味,其稻米品质对杂种一代有较强的遗传力。繁源B稻谷经农业部稻米及制品质量监督检验测试中心(杭州)检验:糙米率80.2%,精米率72.2%,整精米率51.1%,粒长7.0 mm,长宽比3.0,垩白米率12%,垩白度0.8%,透明度2级,碱消值7.0级,胶稠度82 mm,直链淀粉14.8%,蛋白质7.9%。依据NY/T 593-2002《食用稻品种品质》标准,在10项品质评价指标中,除直链淀粉和蛋白质外的8项品质评价指标达到1~2等食用籼稻品种品质规定要求。用繁源A配制的繁优系列杂交稻组合,蒸煮品质表现尤为突出,蒸煮米饭能飘溢香味,煮粥稠而不糊,煮干饭软而不粘,冷后不回生,适口性好,食用有香味。如繁优5338、繁优5468等11个组合,经福建省农业科学院水稻研究所稻米品质检验室检测,多数指标达食用籼稻品种品质规定1~2级标准(表1)。

2.5 抗病性

繁源A(B)表现抗稻瘟病,且具有较强遗传力。 2006~2012年连续7 a在福建上杭茶地稻瘟病区田间自然诱发鉴定,叶瘟为0~3级,穗颈瘟为0~1级(表2)。2012年福建省农作物品种审定委员会现场鉴定,经5个试点自然诱发鉴定,平均叶瘟发病率11.4%,病情指数4.32%,表现抗病(R)。平均穗颈瘟发病率12.9%,病情指数5.88%,表现中抗(MR)。综合评价中抗稻瘟病(MR)。室内接种鉴定,抗菌株率100%,表现抗病(R)。用繁源A配制的17个繁优系列组合委托湖北省恩施州的国家区试鉴定点,在咸丰、两河病圃进行稻瘟病和稻曲病抗性鉴定,稻瘟病有12个组合表现中抗以上,抗病组合率70.59%,稻曲病有16个组合1~3级,抗病组合率94.10%(表3)。利用繁源A配制的繁优5468、繁优7206、繁优709、繁优5498、繁优1186、繁优桂99等组合参加广东、重庆、福建、湖北等地区试对稻瘟病的抗性均表现中抗以上水平。以上结果表明,繁源A对稻瘟病抗性强,且对杂种一代具有较强的显性效应。

2.6 可恢性和配合力

繁源A可恢性好,配合力强。用繁源A与蜀恢527、蜀恢498、乐恢188、帮恢309、福恢5388、福恢5468、福恢2076等多个恢复系配制的组合作早稻、中稻和晚稻都结实正常,结实率都达到80%以上,不易受不良气候条件影响。且表现杂种优势强,穗大粒多、结实率高、产量构成因素协调性好(表4)。已培育出15个组合参加区试,其中,繁优5468、繁优7026通过广东省审定,繁优709进入重庆市生产试验,繁优1186、繁优5498、繁优桂99分别参加福建和湖北续试。

3 讨论与结论

3.1 不育性选育技术

不育性是不育系最重要的核心指标,是成功应用于生产的基础。长期的育种经验积累,提出微效恢复基因理论及排除方法,设计了杂交后代群体目测与镜检筛选相结合的选育技术流程[3-4]。对不育性的鉴定包括两个方面,一是群体败育彻底程度(不出现嵌合体现象,花粉黑染率接近0%),二是育性的环境稳定性,即不育性不因气候生态等环境条件的变化而改变。测交F1~B4F1进行花粉育性筛选,抽穗时对每个重点小区的母本,先目测剔除花药出现嵌合体的小区,从表现不育性好的小区中随机取样镜检花粉育性,并从平均花粉黑染率低于0.1%的小区中择优回交;B5F1~B6F1扩大群体,检验群体整齐度和不育性的稳定性。经过严格多代不育性鉴定筛选。育成的繁源A败育彻底,花粉不育度达99.99%,不育性稳定。

3.2 开花习性和配合力的选育技术

不育系的开花习性和异交特性好坏直接关系到种子产业化水平,可恢性与配合力是评价不育系的利用价值与应用前景的重要指标,是杂种优势利用的最终目的。在繁源A选育过程中,B4F1~B6F1观察母本的柱头外露率和自然异交结实率,并进行配合力预测,检验其可恢性和杂种优势,评判不育系利用价值。繁源A表现开颖习性好,繁殖制种产量高[16]。配制的组合在不同的地点试种结实率都达到80%以上,其产量构成因素协调性好[17]。

3.3 米质与抗稻瘟病鉴定技术

繁源A是长丰B与乐丰B配组选育的保持系回交育成的,其双亲对稻瘟病抗性强,米粒细长。长丰B米质优,乐丰B外观品质差,通过杂交把抗性和优质聚合在一起。在选育过程中,米质鉴定,把成对杂交的父本单株的稻谷进行出糙、透光筛选,鉴定外观品质,从中选留腹白小,透明度好的单株及其对应的母本。稻瘟病鉴定,对上选的保持系连续多代进行自然诱发鉴定,选择抗病株系回交转育;对应母本与感病恢复系配组,鉴定其对杂种F1抗性的显性效应;室内苗期多菌株接菌鉴定,验证抗性的可靠性和广谱性。形成了保持系鉴定,配制组合F1显性效应鉴定,室内接菌验证性鉴定的抗性选育三步程序[15]。育成的繁源A米质优有香味,抗稻瘟病。

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