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高抗稻瘟病三系杂交稻恢复系泸恢37的选育及应用

2016-06-29况浩池曾正明蒋钰东罗俊涛杨扬陈光珍何兴材付均四川省农业科学院水稻高粱研究所农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室四川德阳68000国家水稻改良中心四川泸州分中心四川泸州64600通讯作者zzmok78363com

中国稻米 2016年1期
关键词:选育杂交稻应用

况浩池 曾正明 蒋钰东 罗俊涛 杨扬 陈光珍 何兴材 付均(四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室,四川 德阳 68000;国家水稻改良中心四川泸州分中心,四川 泸州 64600;通讯作者:zzmok783@63.com)



高抗稻瘟病三系杂交稻恢复系泸恢37的选育及应用

况浩池1,2曾正明1,2*蒋钰东1,2罗俊涛1,2杨扬1,2陈光珍1,2何兴材1,2付均1,2
(1四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室,四川德阳618000;2国家水稻改良中心四川泸州分中心,四川泸州646100;*通讯作者:zzmok783@163.com)

摘要:泸恢37是四川省农业科学院水稻高粱研究所利用蜀恢527/多恢57的杂交后代F7优良株系与四川省农科院植保所提供的抗稻瘟病种质资源04R-1051杂交育成的籼型恢复系。泸恢37含有Pikm和Pik-1基因,具有高抗稻瘟病、恢复力和配合力强、制种产量高的特点。泸恢37于2012年8月通过四川省农作物品种审定委员会组织的专家技术鉴定。利用该恢复系配制的组合产量高、抗性强、适应性广,其中,川香优37于2013年通过四川省农作物品种审定委员会审定。

关键词:杂交稻;恢复系,抗稻瘟病;泸恢37;选育;应用

水稻是我国重要的粮食作物,在粮食生产中具有举足轻重的地位。杂交水稻的应用有效促进了水稻生产的发展,使水稻单产和总产得以较大幅度提升。在杂交水稻新品种的选育上,“丰、抗、优”有机结合是重要目标。随着生态环境的变化及生物胁迫的加剧,杂交稻新品种的抗性,特别是对稻瘟病的抗性越来越引起人们的关注。目前,在国家和四川省水稻新品种区试中就将高感稻瘟病(多点鉴定穗颈瘟有1个9级)的品种实行一票否决。稻瘟病是水稻三大病害之一,广泛分布于世界各大稻区,严重影响水稻产量。病害发生地区造成的水稻产量损失可高达15%~30%[1]。中国作为水稻生产大国,稻瘟病发生面积每年都在380万hm2以上,由此损失稻谷高达数十亿kg[2]。目前,防治稻瘟病的方法主要有化学防治、栽培技术综合防治和抗病品种防治。生产实践证明,应用化学防治虽然有效,但生产成本增加,并且会造成严重的环境污染,对自然界的生物多样性产生不良影响,农药残留还会对人类健康构成潜在威胁[3]。而利用水稻品种自生的抗性基因,培育和应用水稻抗稻瘟病品种是控制这一病害最安全、最经济、最有效的防治措施,而且推广应用抗病品种一般不附带特殊的技术要求,易为农民所接受[1,3]。

为了培育抗稻瘟病且丰产和优质兼备的杂交稻新组合,笔者创建了生物技术和常规技术结合,主体骨干亲源和特异种质资源应用相结合,主育种基地配合力、恢复力、农艺性状鉴定选择和特异区抗生物胁迫鉴定选择相结合的“三结合”育种骨干亲本选育方法。应用四川农业大学水稻所选育的强优势恢复系蜀恢527和四川省农业科学院水稻高粱研究所选育的具有谷梅4号血缘的优良恢复系多恢57以及四川省农业科学院植保所提供的高抗稻瘟病的抗源材料04-1051进行杂交,组成杂交亲源组合(蜀恢527×多恢57)F7×04-1051。采用系谱选择、花培加速稳定,多生态区穿梭选择鉴定等方法,选育出了高配合力、高抗稻瘟病、综合性状优异的三系杂交稻恢复系泸恢37。泸恢37于2012年8月通过四川省品种审定委员会组织的专家技术鉴定。通过泸恢37配组育成的川香优37(川香29A×泸恢37)于2013年通过四川省农作物品种审定委员会审定(审定编号:川审稻2013015)。

1 选育过程

2001年夏在四川泸州选用主体亲源优良的三系杂交稻恢复系蜀恢527与多恢57进行组合配制,2001年冬(当年11月至次年4月)在海南三亚种植F1代鉴别真假杂种,混收真杂种种子。2002-2004年经异地加代选育,于2004年冬(当年11月至次年4月)在海南种植F7代,并于2005年春(3月)在海南三亚选用F7代中的优良株系与抗稻瘟病种质资源“04-1051”进行组合配制。2005年夏(4-8月)在四川德阳种植F1代鉴别真假杂种,混收真杂种种子。2005年冬(当年11月至次年4月)在海南英州种植F2代,进行加代并选择抗稻瘟病单株34个。2006年夏(4-8月)在四川德阳和蒲江种植F3代(同一单株分成2份),进行加代并选择抗稻瘟病单株55个。2006年冬(当年11月至次年4月)在海南三亚种植F4代,进行加代并选择单株36个。2007年夏(4-8月)在四川德阳和蒲江种植F5代(同一单株分成2份),进行加代并选择单株65个,选择优良单株与三系不育系测交。2007年冬(当年11月至次年4月)在海南三亚种植F6代,进行加代并选择单株33个,选择优良单株与三系不育系测交。2008年夏(4-8月)在四川德阳种植初测F1杂交组合和相应的初测父本(F7),在四川蒲江稻瘟病区对初测父本进行抗稻瘟病鉴定。其中08R-6783株系表现出抗稻瘟、配合力和恢复力强。在08R-6783中选提纯单株10个。2008年冬(当年11月至次年4月)在海南英州种植08R-6783提纯株系(F8),同时加大组合测配和小制种。2009年夏(4-8月)在四川进行08R-6783所配组合的多点试验,同时进行提纯、繁殖和组合小制,并将其提纯株系R37定名为泸恢37。2012年夏为F15代。

表1 泸恢37稻瘟病抗性鉴定结果

2 特征特性

2.1植株性状

泸恢37植株性状纯合稳定,株高123 cm左右,植株整齐,叶片直立中长宽,叶色绿,主茎叶片数17叶,叶鞘绿色,柱头白色,颖尖、秆黄色。茎秆中粗,抗倒力较强;分蘖力中等,每667 m2有效穗数14.25万左右,穗呈纺锤型,穗长23.82 cm左右,每穗平均着粒数175.15粒,每穗实粒数157.69粒,结实率90.03%,千粒重30.8 g左右;谷粒淡黄色,谷粒长0.92 cm左右,谷粒宽0.28 cm,长宽比3.29。

2.2生育期

在四川德阳地区作中稻制种种植,3月下旬末播种,5月中旬移栽,始穗期7月20日左右,播始历期114 d左右,比明恢63短8 d。

2.3制种性状

泸恢37株高在123 cm左右,与现在生产上应用的不育系相比植株相对较高,这有利于泸恢37花粉的传递和异交授粉。泸恢37穗大粒大,据观察,泸恢37单穗从出穗到全穗抽出历时4 d,单株从出穗到全株穗抽出历时7 d,抽穗后的第2 d开始张颖散粉,单穗开花历期4~5 d,单株开花历期7~8 d,单株盛花期在见穗后3~5 d。花药大而饱满,花粉量多,散粉舒畅,有利于制种获高产。花时在正常气候条件下上午11∶10左右开始,花粉生活力强。秆硬,抗倒力强,对“九二○”敏感程度为中等。泸恢37与川香29A、Ⅱ-32A等不育系制种,制种产量一般为250 kg/667 m2,高产田块可达300 kg/667 m2左右。

2.4抗逆性

据2008-2011年稻瘟病抗性多年连续跟踪鉴定结果,泸恢37苗叶瘟0~4级,穗颈瘟0级,抗性频率93.8%~98.46%(表1)。表明泸恢37抗稻瘟病能力强,抗谱率高。通过提取泸恢37幼苗DNA后用抗性基因的特异性引物进行PCR扩增,鉴定出泸恢37具有Pikm和Pik-1基因。同时,泸恢37在田间种植无白叶枯病发生,纹枯病无或很轻。苗期耐低温,后期耐高温。秆硬叶直,根系发达,抗倒力强。对不良环境条件具有较强和较广的适应性,在开花期遇阴雨结实率受影响小,仍表现较高的结实率;灌浆期遇高温伏旱籽粒仍正常灌浆成熟,充实饱满。

2.5恢复力

2009年夏在四川德阳用泸恢37和明恢63与冈46A、Ⅱ-32A、川香29A、川358、绵香3A、蓉18A等不育系配组,进行不完全双列杂交试验考察结实率及恢复力,试验结果见表2。泸恢37所配组合一代种结实率在80.22%~87.74%之间,平均值为85.13%。而明恢63与相同的6个不育系配组的一代种平均结实率为80.91%。泸恢37所配组合平均结实率比明恢63所配组合平均结实率高4.22个百分点。

表2 泸恢37、明恢63所配组合不完全双列杂交结实率比较(%)

表3 泸恢37、明恢63所配组合不完全双列杂交配合力比较(kg/667 m2)

2.6配合力

与冈46A、II-32A、川香29A、川358A、绵香3A和蓉18A等6个不育系配组进行不完全双列杂交试验,泸恢37所配组合平均产量580.5 kg/667 m2,比明恢63所配组合平均产量558.1 kg/667 m2增产4.0%(表3)。

不完全双列杂交测算的一般配合力相对效应值(Gca)泸恢37为4.29,高于明恢63的一般配合力相对效应值1.34(表3)。在育种实践中特殊配合力上川香优37(川香29A/泸恢37)在四川省水稻区试中的平均产量为555.7 kg/667 m2,比公共对照冈优725增产6.49%。宜香1A/泸恢37参加四川省水稻区试,平均产量579.2 kg/667 m2,比对照辐优838增产7.65%。说明泸恢37具有突出的配合力。

3 泸恢37的应用

泸恢37于2013年8月通过四川省品种审定委员会组织的专家技术鉴定。应用该恢复系与不同的三系不育系配组,育成了高直链淀粉专用杂交稻组合川香优37(川香29A×泸恢37),于2013年通过四川省审定;育成了宜香优37(宜香1A×泸恢37),2014年通过了四川省第1年区试;育成了德66A×泸恢37、川345A×泸恢37,在多点试验中综合表现突出。

川香优37于2011-2012年参加四川省水稻区试,平均产量555.7 kg/667 m2,比对照冈优725增产6.49%。2012年参加四川省水稻生产试验平均产量563.3 kg/667 m2,比对照冈优725增产6.30%。平均全生育期156.0 d,比对照冈优725长0.3 d。穗长25.0 cm左右,穗平着粒数189.9粒左右;谷粒中长,淡黄色,无芒,千粒重28.4 g,结实率80.0%;整精米率56.3%、长宽比2.6、垩白粒率63%、垩白度12.5%、胶稠度83 mm、直链淀粉含量27.9%、蛋白质含量8.0%,直链淀粉含量达高直链淀粉标准,属高直链淀粉型品种。该品种于2013年通过四川省品种审定委员会审定。

参考文献

[1]李瑶,聂元元,蔡耀辉,等.水稻稻瘟病抗性基因及其分子标记辅助选择育种研究进展[J].江西农业学报,2011,23(9):72-75.

[2]Shen M,Lin J Y.The economic impact of rice blast disease in China [J].Rice Blast Disease.Zeigler R S,S A Leong and P S Teng,eds.CAB International,Wallingford,UK,1994:321-331.

[3]中国农业科学院.中国稻作学[M].北京:中国农业出版社,1986.

Breeding and Application of Restorer Lines Luhui 37 with High Blast Resistance in Hybrid Rice

KUANG Haochi,ZENG Zhengming*,JIANG Yudong,LUO Juntao,YANG Yang,CHEN Guangzeng,HE Xingcai,FU Jun
(1Rice and Sorghum Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding,Ministry of Agriculture,Deyang,Sichuan 618000,China;2Luzhou Branch of National Rice Improvement Center,Luzhou,Sichuan 646100,China;*Corresponding author:zzmok783@163.com)

Abstract:Luhui 37 is a restorer line bred by Rice and Sorghum Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,using F7of Shuhui 527 and Duohui 57,and 04R-1051,resistance to rice blast,as materials,Luhui 37 containing Pikm and Pik-1 resistance genes,has the characteristics of high blast resistance,combining ability,restoring force and high seed yield.Luhui 37 was approved by Sichuan Provincial Crop Variety Appraisal Committee in 2013.The combinations of the restorer line have high yield,strong resistance and adaptability,among them,Chuanxiangyou 37 was approved by Sichuan Provincial Crop Variety Appraisal Committee in 2014.

Key words:hybrid rice;restorer line;blast resistance;Luhui 37;breeding;application

中图分类号:S511.2+1

文献标识码:B

文章编号:1006-8082(2016)01-0097-03

收稿日期:2015-07-06

基金项目:四川省“十二五”财政基因工程项目;四川省“十二五”水稻育种攻关项目;四川省德阳市成果转化项目

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