晚粳稻不育系浙08A的選育與應(yīng)用

張禮霞，王建軍，王林友，范宏環(huán)，祁永斌，宋 建

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物與核技術(shù)利用研究所，浙江 杭州 310021)

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晚粳稻不育系浙08A的選育與應(yīng)用

張禮霞，王建軍*，王林友，范宏環(huán)，祁永斌，宋 建

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物與核技術(shù)利用研究所，浙江 杭州 310021)

為改良晚粳稻不育系浙04A(B)的稻瘟病抗性，以攜稻瘟病廣譜抗性基因Pigm的MP3為抗瘟基因供體，通過連續(xù)多代回交核置換并結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇的方法，育成了抗稻瘟病、早花時的BT型晚粳稻不育系浙08A(B)，2015年9月通過浙江省農(nóng)作物品種審定委員會鑒定(浙育審2015007)。浙08A育性穩(wěn)定，群體不育株率100%，花粉敗育率99.993%，不育花粉以染敗為主，染敗率88.427%。經(jīng)人工接種和病圃自然誘發(fā)鑒定，浙08A稻瘟病抗性較浙04A有明顯改善。浙08A具有花時較早且開花集中，與秈粳型恢復(fù)系花時相遇良好、制種異交率高等優(yōu)點(diǎn)。利用浙08A配制的雜交組合表現(xiàn)出較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢及良好的稻瘟病抗性。

晚粳稻不育系； 浙08A；Pigm基因； 抗稻瘟??； 早花時

秈粳亞種間雜交稻通常表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢強(qiáng)、增產(chǎn)潛力大等優(yōu)點(diǎn)。近幾年，以甬優(yōu)系列、浙優(yōu)系列、春優(yōu)系列為代表的秈粳雜交稻在生產(chǎn)上凸現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭[1-3]，推廣與應(yīng)用優(yōu)異的秈粳雜交稻品種對確保糧食安全有重要意義。

浙04A[4]系浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的晚粳稻三系不育系，其與中間-偏秈型恢復(fù)系配制的浙優(yōu)18、浙優(yōu)19、浙優(yōu)21等多個秈粳雜交稻品種已通過審定，該不育系已成為浙江省秈粳亞種間雜交育種的主配不育系之一。近年來，其所配組合稻瘟病抗性偏弱、米質(zhì)較差、制種產(chǎn)量低等問題日益突出，成為其生產(chǎn)應(yīng)用的制約因素。

針對浙04A 的缺陷，本項(xiàng)目組對其進(jìn)行了稻瘟病抗性和開花習(xí)性的改良。Pigm基因是鄧一文等[5]從秈稻品種谷梅4號中鑒定出的廣譜持久抗瘟性基因，該基因包含多個NBS-LRR類抗病基因的基因簇，2個功能蛋白PigmR 和PigmS 通過不同時空和組織表達(dá)、競爭性結(jié)合來平衡水稻產(chǎn)量與抗瘟性的關(guān)系，因此Pigm基因介導(dǎo)的抗病性持久又不影響產(chǎn)量[6]。Pigm基因已被多個育種單位應(yīng)用于水稻抗病分子育種。攜Pigm基因 的MP3 系由谷梅4號與意大利粳稻品種Maratelli雜交及多次回交轉(zhuǎn)育而成，該材料對多種稻瘟病強(qiáng)致病菌株具有廣譜持久抗性且花時較早。

1 選育過程

本研究以MP3為抗瘟基因供體親本，浙04A的保持系浙04B為改良親本，通過雜交、回交并結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇，改良浙04B的抗瘟性和開花習(xí)性，并同步與浙04A雜交和連續(xù)多代回交核置換，育成新的不育系浙08A，以期為秈粳雜交稻育種提供優(yōu)質(zhì)抗病的不育系。

2009年秋在杭州以浙04B為母本與抗瘟基因供體親本MP3雜交，同年冬在海南陵水種植F1，再以浙04B為母本與F1回交。翌年春杭州種植B1F1，自本季始進(jìn)行苗期Pigm基因跟蹤鑒定，入選19個攜Pigm基因的單株，經(jīng)短日處理，始穗后與浙04B再次回交。2010年秋在杭州種植B2F1，為鑒定不育性保持能力，以浙04A為母本與入選的20個攜Pigm基因的B2F1單株測交。2010年冬在陵水種植B2F2和浙04A/B2F1的測交F1，測交F1花粉和小穗均表現(xiàn)為完全不育，選擇攜有Pigm基因的F1單株與攜有Pigm基因的B2F2回交。2011年夏在杭州種植回交BC1F1和回交父本B2F3，并結(jié)合Pigm基因檢測、花藥鏡檢和農(nóng)藝性狀篩選繼續(xù)回交。2012年春在陵水對攜Pigm基因的BC2F1和回交父本B2F4進(jìn)行稻瘟病抗性篩選并繼續(xù)回交獲得BC3F1和回交父本B2F5。2012年夏在杭州繼續(xù)回交獲得不育系BC4F1和回交父本B2F6。2012年秋將收獲的回交父本B2F6種子發(fā)芽，檢測Pigm基因是否純合，入選30個Pigm基因純合型的回交父本進(jìn)入B2F6。2013年春在陵水種植入選的不育系BC4F1和回交父本B2F6并繼續(xù)回交，同時選擇不育系BC4F1與浙恢818、浙恢414等恢復(fù)系測交以考察配合力。2013年夏在杭州種植不育系BC5F1、回交父本BC2F7以及測交組合F1并綜合考察，從BC5F1中選擇Pigm基因已純合且花時較早的41093定名為浙08并繼續(xù)回交。經(jīng)2014春和夏2季繼續(xù)回交，至2015年春已獲得不育系BC8F1和回交父本BC2F10，此時，農(nóng)藝性狀已穩(wěn)定一致，不育系命名為浙08A，相應(yīng)的保持系為浙08B。2015年夏在杭州開展浙08A的分期播種、抗性檢測、米質(zhì)分析和開花習(xí)性觀察，2015年9月通過浙江省農(nóng)作物品種審定委員會組織的專家鑒定。

2 主要特征特性

2.1 形態(tài)特征

浙08A在杭州作單季稻栽培株高約93 cm，作連作晚稻栽培株高約88 cm，莖稈粗壯，分蘗力較強(qiáng)，穗大而直立，上3葉直挺，葉色較深且熟期脫色較好，葉鞘、葉耳、穎尖及柱頭無色，千粒重25 g左右，每穗總粒數(shù)約160粒，平均穗長約16.7 cm，為密穗型中熟晚粳稻不育系。

2.2 生育特性

浙08A為感光性較強(qiáng)的中熟晚粳稻不育系。杭州5月上旬至7月上旬分期播種，播種期相差51 d，始穗期相差僅約17 d。在杭州6月初播種，播始?xì)v期一般為95 d，比同期播種的浙04A晚3～4 d始穗。

2.3 育性

浙08A為BT型配子體細(xì)胞質(zhì)不育系，群體整齊一致，不育株率100%，套袋自交不育度100%，花藥呈淡黃色，花粉敗育率99.993%，敗育花粉以染敗為主，染敗率88.427%。

2.4 開花習(xí)性

浙08A稻穗露出葉鞘即開始開花，單穗開花歷期4～5 d，單株開花歷期6～8 d，群體開花歷期9～11 d，花期集中整齊。浙08A花時較早，晴天上午約10:30始花，11:00—11:30盛花，開花歷時約100 min，午前花率為89.93%，花時較集中；浙08A的盛花時間較浙04A早約20 min，與秈粳型恢復(fù)系如浙恢F1015、浙恢F1121等花時相遇較好(表1)，因此浙08A能夠提高秈粳交組合的制種產(chǎn)量。浙08A開花時柱頭可見，但無明顯外露。

表1 浙08A與浙04A、浙08B、廣親和恢復(fù)系的開花習(xí)性比較

2.5 異交特性

浙08A花時較早且開花集中，午前花率較高，因此，浙08A同粳型恢復(fù)系和秈粳型恢復(fù)系花時均相遇較好，2014年春在陵水進(jìn)行秈粳雜交稻組合浙08A/浙恢F1015制種，異交率高達(dá)33.0%，制種產(chǎn)量約1.8 t·hm-2，較浙04A的制種產(chǎn)量有明顯提高。

2.6 稻米品質(zhì)

經(jīng)農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心分析，浙08A的堊白度、膠稠度和直鏈淀粉含量3項(xiàng)指標(biāo)達(dá)部頒NY/T 593—2002《食用稻品種品質(zhì)》1級標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于浙04A；糙米率、透明度2項(xiàng)指標(biāo)達(dá)部頒2級標(biāo)準(zhǔn)；其他品質(zhì)性狀與浙04A基本相仿。浙08A在外觀品質(zhì)上較浙04A有明顯改良。

2.7 抗病性

據(jù)2014年浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與微生物研究所人工接種鑒定，浙08A表現(xiàn)為抗稻瘟病和中感白葉枯病，其稻瘟病抗性(葉瘟)優(yōu)于浙04A，白葉枯病抗性與浙04A相仿(表2)。本項(xiàng)目組在桐廬東輝對浙08A和浙04A進(jìn)行病圃自然誘發(fā)鑒定，調(diào)查分析顯示，浙08A的穗瘟發(fā)病率為3.0%、病級1級；浙04A的穗瘟發(fā)病率為16.0%、病級5級，浙08A的穗瘟抗性明顯優(yōu)于浙04A(圖1)。浙08A所配組合如浙優(yōu)2315、浙優(yōu)8121均表現(xiàn)為中抗稻瘟病，而用浙04A與相同恢復(fù)系配的組合均中感稻瘟病?？梢姡?8A可以明顯改善組合的稻瘟病抗性。

2.8 配合力

利用浙08A配制的雜交稻新組合都表現(xiàn)出較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢，普遍具有長勢繁茂、莖稈粗壯、劍葉挺直、穗大、抗倒伏及稻瘟病抗性較好等特點(diǎn)。

表2 浙08A的抗性鑒定結(jié)果

A為浙08A幾乎未發(fā)穗頸瘟；B和C為浙04A穗瘟表現(xiàn)，白色箭頭表示穗瘟發(fā)生圖1 浙08A和浙04A稻瘟病田間自然誘發(fā)表現(xiàn)

浙優(yōu)2315(浙08A/浙恢F1015)。浙優(yōu)2315系由浙08A與秈粳中間偏秈型恢復(fù)系浙恢F1015配組而成的秈粳交組合。該組合2014和2015年參加浙江省單季雜交粳稻區(qū)域試驗(yàn)，產(chǎn)量分別為9.716和9.332 t·hm-2，比對照甬優(yōu)9號分別增產(chǎn)15.4%(達(dá)極顯著水平)和4.6%(未達(dá)顯著水平)，2年平均9.524 t·hm-2，比對照增產(chǎn)9.8%，全生育期平均為162.8 d，比對照甬優(yōu)9號長1.0 d，中抗稻瘟病，中感白葉枯，感稻飛虱，米質(zhì)部頒優(yōu)質(zhì)3等。

浙優(yōu)8121(浙08A/浙恢F1121)。浙優(yōu)8121由浙08A與秈粳中間偏秈型恢復(fù)系F1121配組而成。該組合2014年在本項(xiàng)目組單季秈粳交組合品比試驗(yàn)中，產(chǎn)量11.674 t·hm-2，比浙優(yōu)21(浙04A/浙恢F1121)增產(chǎn)3.1%。全生育期167.0 d，與浙優(yōu)21相仿，有效穗208萬·hm-2，株高125.3 cm，每穗總粒數(shù)298.9粒，實(shí)粒數(shù)232.5粒，結(jié)實(shí)率77.8%，千粒重24.38 g，中抗稻瘟病，感白葉枯病，感褐稻虱，米質(zhì)部頒優(yōu)質(zhì)3等，表現(xiàn)須根發(fā)達(dá)，莖稈粗壯，葉鞘厚重、抱握力強(qiáng)；葉色翠綠，轉(zhuǎn)色順暢，熟相清秀。

3 利用前景

3.1 改良雜交粳稻及秈粳雜交稻的稻瘟病抗性

據(jù)浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與微生物研究所人工接種鑒定和本項(xiàng)目組病圃自然誘發(fā)鑒定結(jié)果，浙08A稻瘟病能力明顯優(yōu)于浙04A，其所配組合抗性尤其是穗瘟抗性有明顯改善。因此，浙08A 在改良配制稻瘟病抗性組合方面前景廣闊。

3.2 提高秈粳雜交稻組合制種產(chǎn)量

現(xiàn)有的秈粳雜交稻組合多為粳型不育系配秈粳中間偏秈型恢復(fù)系類型，由于父本花時偏早而粳型母本花時較晚且柱頭多不外露，制種產(chǎn)量多僅在0.75～1.5 t·hm-2，低制種產(chǎn)量、高成本很難適應(yīng)大面積生產(chǎn)的要求。相比于浙04A，浙08A花時較早，一般晴朗天10:30始花，11:00—11:30盛花，花時與秈粳型恢復(fù)系相遇較好，且由于浙08A開花更集中，與秈粳型恢復(fù)系制種，異交率很高，更適合秈粳交組合的高產(chǎn)制種，有利于推動高產(chǎn)秈粳交組合的推廣。

3.3 米質(zhì)外觀好，適宜配制優(yōu)質(zhì)米組合

低堊白粒率和堊白度使得浙08A米質(zhì)在外觀品質(zhì)上比浙04A有很大改良。浙08A所配組合米質(zhì)外觀優(yōu)良，如浙08A所配的2個組合浙優(yōu)2315和浙優(yōu)8121，經(jīng)檢測米質(zhì)均達(dá)部頒3等優(yōu)質(zhì)食用稻品種標(biāo)準(zhǔn)，2個組合的堊白粒率、堊白度、透明度3個外觀品質(zhì)指標(biāo)分別為25%、4.5%、1級和20%、4.0%、2級。因此浙08A適宜配制優(yōu)質(zhì)米組合。

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(責(zé)任編輯：張才德)

2017-04-12

轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)(2015ZX08009-003-001)；浙江省糧食新品種選育重大科技專項(xiàng)(2016C02050)；國家其他部委課題(XDA08030104)；浙江省公益性項(xiàng)目(2017C32007)

張禮霞(1978—)，女，助理研究員，碩士，從事水稻遺傳育種研究工作，E-mail: go263@163.com。

王建軍，男，研究員，E-mail:wangjj4197@163.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170707

S664

B

0528-9017(2017)07-1120-03

文獻(xiàn)著錄格式：張禮霞，王建軍，王林友，等. 晚粳稻不育系浙08A的選育與應(yīng)用[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(7)：1120-1122，1127.