粳型親秈系常規(guī)稻育種價(jià)值探討

李 宏，周少川，黃道強(qiáng)，王志東，周德貴，王重榮，羅文永，賴穗春

（廣東省農(nóng)科院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640）

粳型親秈系常規(guī)稻育種價(jià)值探討

李 宏，周少川，黃道強(qiáng)，王志東，周德貴，王重榮，羅文永，賴穗春

（廣東省農(nóng)科院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640）

秈粳交是擴(kuò)大遺傳基礎(chǔ)和選育突破性品種的重要手段，粳型親秈系在秈粳交育種中具有獨(dú)特的地位。粳型親秈系指具有秈型花粉不育基因型的粳型品系，1994年由張桂權(quán)首次提出，粳型親秈系培育成不育系并成功組配了秈粳型雜交稻；梳理了粳型親秈系與廣親和、特異性親和、秈粳型雜交稻、秈粳型常規(guī)稻、粳型親秈系、摻粳秈稻、秈粳架橋等的關(guān)系。粳型親秈系不能作為常規(guī)稻品種的原因是粳型親秈系的培育效率低下，難以應(yīng)用于常規(guī)稻育種的原因是粳型親秈系培育效率低下和較小的育種規(guī)模，但在秈粳交育種規(guī)模擴(kuò)大的情況下，粳型親秈系在常規(guī)稻育種中顯現(xiàn)出重要的利用價(jià)值，闡明了如何發(fā)揮其價(jià)值的育種策略，利用粳型親秈系培育摻粳秈稻品種的育種效率高，初步開展了粳型親秈系的選育。

水稻；粳型親秈系；常規(guī)稻育種；秈粳交育種

李宏，周少川，黃道強(qiáng)，等.粳型親秈系常規(guī)稻育種價(jià)值探討［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，43（6）：28-31.

擴(kuò)大遺傳基礎(chǔ)是水稻育種取得突破的基礎(chǔ)，秈粳交是擴(kuò)大遺傳基礎(chǔ)的重要手段。廣親和、特異性親和、秈粳型雜交稻、秈粳型常規(guī)稻、粳型親秈系、摻粳秈稻、秈粳架橋等均與秈粳交育種有關(guān)［1-9］。其中的粳型親秈系在秈粳交育種具有獨(dú)特的地位。本文簡(jiǎn)述了粳型親秈系的發(fā)展歷史，梳理了粳型親秈系與廣親和、特異性親和、秈粳型雜交稻等的關(guān)系，分析了粳型親秈系不能作為常規(guī)稻品種及難以應(yīng)用于常規(guī)稻育種的原因，但在秈粳交育種規(guī)模擴(kuò)大的情況下，粳型親秈系在常規(guī)稻育種中顯現(xiàn)出重要的利用價(jià)值，闡明了如何發(fā)揮其價(jià)值的育種策略，初步開展了粳型親秈系的選育。

1 粳型親秈系的發(fā)展歷史

粳型親秈系于1994年由張桂權(quán)首次提出，粳型親秈系指具有秈型花粉不育基因型的粳型品系，這種粳型品系對(duì)秈型品種具有親和性， 而對(duì)一般的粳型品種可能表現(xiàn)為不親和性［2］。此后，張桂權(quán)等致力于粳型親秈系的選育及其在雜交水稻超高產(chǎn)育種上的利用研究［3］，直到2007年，張桂權(quán)等才將粳型親秈系的利用范疇拓展到常規(guī)稻育種，即利用粳型親秈系選育秈粳型品種［4］。目前粳型親秈系直接配制秈粳型雜交稻組合已獲得成功［10-12］，盡管育種者在論文中未提及粳型親秈系。

粳型親秈系與廣親和無關(guān)、與特異性親和有關(guān)，即粳型親秈系具有特異性親和能力，粳型親秈系與秈稻雜交的F1結(jié)實(shí)率正常；

粳型親秈系既可培育成恢復(fù)系、也可培育成不育系而直接配制秈粳型雜交稻組合，目前，粳型親秈系培育成不育系的成功事例是浙江寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的甬粳2號(hào)A［10］、甬粳78A、甬粳6號(hào)A等，未見粳型親秈系培育成恢復(fù)系報(bào)道。

以粳型親秈系為雜交親本可選育秈粳型常規(guī)稻品種，目前未見到育成常規(guī)稻品種的報(bào)道。

以粳型親秈系為供體親本，秈稻品種為受體親本，可雜交培育摻粳秈型常規(guī)稻品種，但目前也未見到育成常規(guī)稻品種的報(bào)道。

粳型親秈系的培育與秈粳架橋思想是相矛盾的，秈粳架橋思想認(rèn)為秈粳交后代具有廣親和性，秈粳后代與秈稻或粳稻雜交的F1結(jié)實(shí)率均正常，粳型親秈系的培育過程為秈粳交單交后代再與粳稻一次或多次雜交，秈粳交單交后代與粳稻雜交的F1結(jié)實(shí)率低，不表現(xiàn)為廣親和性。

2 粳型親秈系不能作常規(guī)稻品種的原因

為表述方便和簡(jiǎn)潔，不妨將粳型親秈系看作是“粳/秈//粳” 的雜交后代株系，按雜交配組方式可認(rèn)為其粳型成分為75%。其培育過程分兩步：（1）秈粳雜交獲F1，F(xiàn)1結(jié)實(shí)率低，按系譜法種植F2直至選擇到穩(wěn)定的高代Fn；（2）粳/秈的高代Fn再與粳稻雜交獲BC1F1，BC1F1結(jié)實(shí)率低，按系譜法種植BC1F2直至選擇到穩(wěn)定的高代BC1Fn，即為粳型親秈系（圖1）；由于粳秈親緣關(guān)系遠(yuǎn)，后代遺傳穩(wěn)定慢，要求后代選擇群體大，再加上粳秈F1及BC1F1的結(jié)實(shí)率低，使粳型親秈系的培育成本高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

粳型親秈系的培育過程所涉及的秈粳交育種效率低，其效率遠(yuǎn)低于粳粳交培育粳稻品種的效率，粳型親秈系作為常規(guī)稻品種無應(yīng)用價(jià)值，若必須種植，不如北粳南移，直接種植粳粳交培育的粳稻品種。

圖1 秈粳交培育粳型親秈系

圖2 粳型親秈系培育摻粳秈稻品系

3 粳型親秈系難以應(yīng)用于常規(guī)稻育種的原因

育種歷史表明，摻粳秈稻品系 （粳型成分≤25%）的農(nóng)藝性狀和適應(yīng)性優(yōu)于粳秈型品系（粳型成分50%），摻粳秈稻品系能通過品種審定。故本文只探討摻粳秈稻品系的培育。

培育摻粳秈稻品系方法有兩種：（1）利用粳型親秈系，先按圖1培育粳型親秈系，再按圖2進(jìn)行，利用粳型親秈系與秈稻雜交，培育摻粳秈稻品系；（2）不利用粳型親秈系，按圖3進(jìn)行秈粳交，后代與秈稻雜交，培育摻粳秈稻品系。

育種家?guī)缀醪徊捎梅椒?，而是采用方法2，方法1的培育程序比方法2更費(fèi)時(shí)，采用方法2是合理的。

事實(shí)上，采用方法2的合理性只局限于小規(guī)模開展秈粳交育種的范疇，當(dāng)幾乎所有的育種家都只開展小規(guī)模秈粳交育種時(shí)，方法2成為普遍的、合理的方法，粳型親秈系難以應(yīng)用于常規(guī)稻育種。

圖3 秈粳交培育摻粳秈稻品系

4 粳型親秈系在常規(guī)稻育種中具有重要的利用價(jià)值

當(dāng)秈粳交育種規(guī)模擴(kuò)大，即一個(gè)粳稻品種導(dǎo)入到多個(gè)秈稻品種時(shí)，粳型親秈系顯示出重要的利用價(jià)值，即采用方法1比采用方法2更有效率。

育種成本是指雜交后代穩(wěn)定所需時(shí)間和每世代種植植株的合理數(shù)量，不妨將秈秈交獲得（秈/秈）Fn的育種成本設(shè)定為1，按秈粳交后代穩(wěn)定所需時(shí)間是秈秈交的3倍、秈粳交后代每世代種植植株的合理數(shù)量是秈秈交的10倍計(jì)，（秈/粳）Fn的育種成本為30。

（秈/粳）Fn與粳稻雜交的BC1F1育性差，但親本差異縮小一半，〔（秈/粳）Fn//粳〕Fn的育種成本也減少到一半為15。（秈/粳）Fn與秈稻雜交BC1F1結(jié)實(shí)正常，按是育性差的結(jié)實(shí)率3倍計(jì)，〔（秈/粳）Fn//秈〕Fn育種成本減少到〔（秈/粳） Fn//粳〕Fn育種成本的1/3為5。

獲得（粳型親秈系/秈）Fn，其早代F1育性正常，親本差異與秈粳間差異相當(dāng)，（粳型親秈系/秈）Fn育種成本為10。（粳型親秈系/秈）Fn與秈雜交，其F1育性正常，親本差異縮小一半，〔（粳型親秈系/秈）Fn//秈〕Fn育種成本縮小為5。

圖1程序的育種成本為45，圖2程序的育種成本為15，圖3程序的育種成本為35。

表1 各育種程序的育種成本

表2 不同數(shù)量的秈稻受體培育摻粳秈稻的育種成本

單個(gè)粳稻品種導(dǎo)入到單個(gè)秈稻品種培育摻粳秈稻品系，采用方法1的育種成本為60，采用方法2的育種成本為35；單個(gè)粳稻品種導(dǎo)入到2個(gè)秈稻品種培育摻粳秈稻品系，采用方法1的育種成本為75，采用方法2的育種成本為70。兩種情況下，方法1的育種成本均高于方法2，采用方法2培育摻粳秈稻是合理策略。

單個(gè)粳稻品種導(dǎo)入到3個(gè)秈稻品種培育摻粳秈稻品系，按方法1的育種成本為90，按方法2的育種成本為105；單個(gè)粳稻品種導(dǎo)入到4個(gè)秈稻品種培育摻粳秈稻品系，按方法1的育種成本為105，按方法2的育種成本為140；這兩種情況下，方法1的育種成本均低于方法2，隨著受體秈稻品種數(shù)量的增加，方法1的育種成本低于方法2的差值會(huì)更大，換句話講，利用粳型親秈系，培育以3個(gè)或3個(gè)以上受體秈稻品種的摻粳品系是有效率的，并隨著受體品種的數(shù)量增多，其育種效率越高。當(dāng)受體數(shù)為n，方法1較方法2節(jié)約的育種成本為35n-15n-45=20n-45。當(dāng)秈粳交育種規(guī)模擴(kuò)大，培育粳型親秈系，并以粳型親秈系培育摻粳秈稻品種是有效率的。

5 粳型親秈系的利用策略

由于培育粳型親秈系的育種成本太高，所以粳型親秈系的培育數(shù)量不宜多。圍繞1、2個(gè)粳型親秈系開展摻粳秈稻品系的培育，以粳型親秈系如L為供體親本、分別以優(yōu)良品種 V1、V2、V3、V4、V5等為受體親本。每季做1～2個(gè)組合即可。每個(gè)組合的選育數(shù)量較多的第1輪摻粳秈稻品系，再進(jìn)行摻粳秈稻品系間即姊妹系間的雜交，選育第2輪摻粳秈稻品系（圖4）。第1輪摻粳秈稻品系間有豐富的遺傳變異，進(jìn)行姊妹系間的雜交可進(jìn)一步選育到更好的品系。

圖4 利用粳型親秈系的培育摻粳秈稻

6 粳型親秈系的培育

我們的秈粳交育種始于1998 年，長(zhǎng)期按通行方法開展摻粳秈稻品種（系）的培育，如2006年通過廣東省審定的品種美香占2號(hào)，其組合來源為L(zhǎng)emont（粳）/豐澳占（秈）3，采用Lemont為受體親本、豐澳占為供體親本進(jìn)行連續(xù)回交育成；苗頭品系〔五豐A（秈）/武運(yùn)粳7號(hào)（粳）//閩恢3301（秈） 〕F4，采用五豐A與武運(yùn)粳7號(hào)雜交的F1再與閩恢3301雜交進(jìn)行摻粳秈稻品種系的培育［13］。

通過多年的育種實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)了通行方法的弊端，即在秈粳交育種規(guī)模擴(kuò)大的情況下，其育種效率低。通過培育粳型親秈系來開展摻粳秈稻品系的培育效率有所提高，2014年早季，我們著手粳型親秈系的培育，通過制種方式獲得大量的秈型三系不育系天豐A與粳稻品種日本晴的雜交種子F1，2014年晚季種植F1約2 500株，F(xiàn)1結(jié)實(shí)率，全收種子，2015年早季種植F2約30 000株，選擇6株，2015年晚季種植F36個(gè)株系，每個(gè)株系約600株，從其中1個(gè)株系選擇12株。2016年早季將種植F412株系，每個(gè)株系約600株。再經(jīng)過6～8代，預(yù)計(jì)株系能穩(wěn)定，再將穩(wěn)定的株系與日本晴或其他粳稻品種雜交，選育粳型親秈系。

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（責(zé)任編輯 楊賢智）

Discussion on available value of indica-compatible japonica line in inbred rice breeding

LI Hong，ZHOU Shao-chuan，HUANG Dao-qiang，WANG Zhi-dong，ZHOU De-gui，WANG Chong-rong，LUO Wen-yong，LAI Sui-chun
（Rice Research Institute，Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Provincial Key Laboratory of New Technology in Rice Breeding，Guangzhou 510640，China）

Indica-japonica crossing is a powerful approach to broaden genetic basis and develop elite variety，indica-compatible japonica line is situated a special position in indica-japonica crossing breeding.Indica-compatible japonica line is japonica line with indical S type，the concept was put forward by Zhang gui-quan in 1994，the line was developed as A line in indica- japonica hybrid.The relations between indica-compatible japonica line with other concepts such as wide-compatibility，specific compatibility，indica- japonica hybrid，indica- japonica varity，indica rice introgressed by japonica rice were distinguished.The reason why indica-compatible japonica line couldn’t be qualified as a registered variety is the low efficiency of development of indica-compatible japonica line，the difficulty of application of indica-compatible japonica line in inbred rice breeding is the low efficiency of development of indicacompatible japonica line and small scale of concerned breeding.The line is actually important in large-scale indicajaponica crossing breeding.The approach to apply the line was expounded.The efficiency to develop indica rice introgressed by japonica rice via application of indica-compatible japonica line，the breeding for indica-compatible japonica line was carried out preliminarily .

rice；indica-compatible japonica line；inbred rice breeding；indica-japonica crossing breeding

S511.032

A

1004-874X（2016）06-0028-04

10.16768/j.issn.1004-874X.2016.06.006

2016-01-20

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2015B020202003，2013B020301013）； 國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目（2014AA10A603）

李宏（ 1971-），男，碩士，研究員，E-mail： gdxxs123@126.com

周少川（1962-），男， 研究員，E-mail：xxs123@163.com