2010—2018年黃淮稻區(qū)國審水稻品種的基本特性分析

李廣賢 侯恒軍 袁守江 張洪瑞 朱其松 孫召文 姜明松 周學標

摘要：品種更新對水稻單產(chǎn)提升、品質(zhì)改良、抗性提高均具有重要作用。本研究分析了2010—2018年我國黃淮稻區(qū)審定水稻品種，結(jié)果發(fā)現(xiàn)參加北方稻區(qū)國家黃淮粳稻品種區(qū)域試驗并通過審定的品種共48個，其中常規(guī)稻47個、雜交稻1個。這些品種以中晚熟少蘗大穗型為主，產(chǎn)量隨年度呈顯著上升趨勢，平均每年提高85.4 kg·hm-2，穗粒數(shù)平均每年提高2.3粒，結(jié)實率平均每年提高0.3%。品質(zhì)分析表明，糙米率、整精米率、直鏈淀粉含量、堿消值、膠稠度及透明度均表現(xiàn)相對較好，但堊白粒率和堊白度表現(xiàn)較差，且堊白度還隨年度呈顯著上升趨勢，說明堊白度是制約黃淮稻區(qū)稻米品質(zhì)提升的主要因素。黃淮稻區(qū)審定品種的稻瘟病抗性較弱，以中抗和中感為主，抗性品種較少。近年來，審定品種的苗葉瘟抗性有所增強，而穗頸瘟抗性卻逐漸減弱，稻瘟病抗性育種研究還需進一步加強。

關鍵詞：水稻育種;產(chǎn)量;稻米品質(zhì);稻瘟病抗性;黃淮稻區(qū)

中圖分類號：S511.2+2文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2019）04-0013-12

Abstract Renovation of rice variety plays an important role in improving yield， quality and resistance. In the study，we analyzed the rice varieties approved in Huanghuai rice region of China from 2010 to 2018. The results found that a total of 48 rice varieties participating in the National Huanghuai Japonica Rice Regional Trials in northern China were registered by the Crop Variety Approval Committee， including 47 conventional rice and 1 hybrid rice. These approved varieties were mainly mid-late maturing varieties with less tillering and large panicle. Their yield showed a significant increasing trend， and the average annual increment was 85.4 kg·hm-2. Their grain number per panicle and seed setting rate increased by 2.3 and 0.3% every year，respectirely. The quality analysis showed that the brown rice rate， head rice rate， amylose content， alkali spreading value， gel consistency and transparency were relatively ideal， while chalky grain rate and chalkiness degree were poor. Furthermore， the chalkiness degree also showed an upward trend annually， indicating that it was the main factor restricting the improvement of rice quality in Huanghuai rice region in China. The approved varieties in Huanghuai rice region were weak in rice blast resistance. Most of them were moderate resistant or moderate sensitive varieties， and varieties reaching the resistance level were few. In recent years， the seedling leaf blast resistance of the approved varieties increased， but the neck blast resistance decreased gradually. It was important to make more efforts to further improve the blast resistance in rice breeding.

Keywords Rice breeding; Yield; Rice quality; Blast resistance; Huanghuai rice region

水稻是我國最重要的糧食作物，播種面積約占我國糧作面積的29%，總產(chǎn)量約占40%[1]。水稻分為秈稻和粳稻，秈稻的直連淀粉含量高（約20%），蒸煮時米飯黏性小，脹性大;而粳稻的直連淀粉含量較低（約15%），籽粒強度較高，蒸煮時米飯黏性大，脹性小，吃起來口感好，更受消費者青睞。我國南方稻區(qū)主要種植秈稻，而北方稻區(qū)則以粳稻為主。北方粳稻的主產(chǎn)區(qū)主要分布在以蘇皖淮河以北、魯南、河南沿黃地區(qū)為主的黃淮稻區(qū)、京津唐稻區(qū)和以東三省為主的東北稻區(qū)及以新疆、寧夏為主的西北稻區(qū)[2]。其中，黃淮稻區(qū)地處我國南北過渡地帶，具備生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻米的氣候生態(tài)條件，常年水稻種植面積在100×104 hm2以上，是我國北方優(yōu)質(zhì)粳稻主產(chǎn)區(qū)之一[3]。選育和推廣適于該地區(qū)種植的優(yōu)良水稻品種，對于我國優(yōu)質(zhì)稻米生產(chǎn)具有重要意義。

品種更新對水稻單產(chǎn)提升、品質(zhì)改良及抗性提高均具有重要作用。近幾年，黃淮稻區(qū)每年均有多個新育成的水稻品種通過國家審定并在生產(chǎn)上推廣應用，但到目前為止尚未見對這些品種的農(nóng)藝、品質(zhì)、抗性等重要性狀進行系統(tǒng)分析的報道。本研究擬在收集2010—2018年參加北方稻區(qū)國家黃淮粳稻品種區(qū)域試驗品種的生育期、株高、產(chǎn)量、品質(zhì)、稻瘟病抗性等性狀數(shù)值的基礎上，對這些審定品種的基本情況、性狀特征及演變趨勢進行系統(tǒng)分析，為黃淮稻區(qū)水稻品種選育及推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于2010—2018 年“北方稻區(qū)國家黃淮粳稻品種區(qū)域試驗匯總報告”。參加北方稻區(qū)國家黃淮粳稻品種區(qū)域試驗且通過審定的品種均有2年區(qū)試結(jié)果，每年有11個試點，其中河南3個（河南省農(nóng)業(yè)科學院糧作所、新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學院、信陽市農(nóng)業(yè)科學院）、山東3個（山東省水稻研究所、臨沂市農(nóng)業(yè)科學院、郯城縣種子公司），江蘇3個（江蘇省農(nóng)業(yè)科學院宿遷農(nóng)科所、連云港市農(nóng)業(yè)科學院、江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)科所）、安徽2個（宿州市天益青種業(yè)科學研究所、鳳臺縣農(nóng)科所）。各試點均采用隨機區(qū)組設計，重復3 次，小區(qū)面積13.33 m2。各試點統(tǒng)一按照《農(nóng)作物品種區(qū)域試驗技術規(guī)范 水稻》（NY/T 1300—2007）[4]進行性狀調(diào)查記載。

品質(zhì)檢測由3個代表性試點（河南省農(nóng)業(yè)科學院糧作所、山東省水稻研究所及江蘇省農(nóng)業(yè)科學院宿遷農(nóng)科所）提供樣品，由農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（武漢）進行檢測，按照國家《GB/T 17891—1999，優(yōu)質(zhì)稻谷》標準 [5]進行匯總分析。由天津市農(nóng)業(yè)科學院植保所、江蘇省農(nóng)業(yè)科學院植保所及遼寧省農(nóng)業(yè)科學院植保所進行稻瘟病抗性鑒定，每個品種至少有2家鑒定機構(gòu)提供鑒定結(jié)果。稻瘟病抗性結(jié)果分析參照王潔等[2]的方法。

1.2 分析方法

采用Microsoft Excel 2010 處理數(shù)據(jù)和繪制圖表，SPSS 軟件進行統(tǒng)計分析。所用性狀數(shù)值均為2年多點的平均值，其中稻瘟病抗性指標中穗頸瘟損失率最高級指2年鑒定結(jié)果中的最高級別。

2 結(jié)果與分析

2.1 2010—2018年黃淮稻區(qū)國審水稻品種的基本情況

2010—2018年參加北方稻區(qū)國家黃淮粳稻品種區(qū)域試驗且通過審定的水稻品種共48個，來源于46個不同的雜交組合，常規(guī)稻47個，雜交稻1個（表1）。不同年份審定品種數(shù)差異很大，其中2013年審定品種最少，僅有1個，2015、2017、2018年審定品種最多，均有8個（圖1）。

從品種選育單位來看，單由企業(yè)育成的品種14個，占比29.17%;企業(yè)與科研或教學單位聯(lián)合育成品種8個，占比16.67%;單由科研或教學單位育成品種22個，占比45.83%;科研和教學單位聯(lián)合育成品種4個，占比8.33%（圖1）。

2.2 審定品種的生育期、株高及產(chǎn)量

48個審定品種的生育期、株高、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異幅度較大，多數(shù)性狀的變異系數(shù)在3% 以上，其中穗粒數(shù)變異最大，其變異系數(shù)高達9.49%（表2）。

圖2顯示，生育期、株高、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素數(shù)值都近似呈正態(tài)分布，其中生育期、產(chǎn)量、有效穗數(shù)及穗粒數(shù)數(shù)值分散，分布趨勢相對平緩，而株高、結(jié)實率和千粒重數(shù)值較集中，分布趨勢相對陡峭。生育期介于153～159 d之間的品種居多，占比81.25%，小于153 d的中早熟品種4個（圣稻16、新科稻31、金粳698和鎮(zhèn)稻21號），大于161 d的晚熟品種1個（淮稻20號）。株高介于95～105 cm之間的品種居多，占比77.08%，小于90 cm矮稈品種2個（天隆粳6號和中科鹽1號），高于120 cm的高稈品種1個（津粳優(yōu)2018）。產(chǎn)量介于9 450～10 050 kg·hm-2之間的品種居多，占比58.33%;高于10 050 kg·hm-2的品種7個，其中6個常規(guī)稻品種（揚粳113、隆粳968、新科稻31、皖墾粳3號、連粳16號和玉稻518），1個雜交稻品種（津粳優(yōu)2018）且雜交稻產(chǎn)量最高。有效穗數(shù)介于（285～330）萬·hm-2之間的品種居多，占比87.5%，大于345 萬·hm-2的多穗型品種2個（新科稻21和淮268）。穗粒數(shù)介于130～160粒之間的品種居多，占比77.08%，大于170粒的大穗型品種2個（津稻565和津粳優(yōu)2018）。結(jié)實率介于86%～88%之間的品種居多，占比41.67%，大于90%的高結(jié)實率品種5個（隆粳968、揚粳113、新科稻31、鎮(zhèn)稻21號和墾育808）。千粒重介于25～27 g之間的品種居多，占比68.75%，大于28 g的大粒型品種2個（揚粳113和徐稻10號）。由此可見，黃淮稻區(qū)審定水稻品種以產(chǎn)量較高的中晚熟大穗型為主。

3 討論與結(jié)論

水稻是主要糧食作物，提高水稻產(chǎn)量是解決糧食安全的重要措施。黃淮稻區(qū)以產(chǎn)量較高的大穗型品種為主，但多數(shù)品種的有效穗數(shù)偏低，生育期偏晚，在水稻超高產(chǎn)生產(chǎn)和輕簡化栽培應用方面受到限制。本研究發(fā)現(xiàn)審定品種中存在一些性狀優(yōu)良的材料，如生育期小于153 d的中早熟品種圣稻16、新科稻31、金粳698和鎮(zhèn)稻21號，株高不足90 cm的矮稈品種天隆粳6號和鹽稻1333，產(chǎn)量與雜交稻津粳優(yōu)2018（產(chǎn)量為10 489.05 kg·hm-2）相當?shù)母弋a(chǎn)常規(guī)品種連粳16號（產(chǎn)量為10 489.05 kg·hm-2）和玉稻518（產(chǎn)量為10 188.9 kg·hm-2），穗粒數(shù)高達177.8粒的大穗型品種津稻565，千粒重高達28 g以上的大粒型品種揚粳113和徐稻10號等。這些性狀優(yōu)良的水稻材料，對開展優(yōu)異性狀聚合育種、綜合提高水稻產(chǎn)量有重要作用。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，越來越多的人更為關注稻米品質(zhì)[6]。稻米品質(zhì)評價指標一般包括加工品質(zhì)（如糙米率、整精米率）、外觀品質(zhì)（如粒型、堊白度、透明度）、蒸煮食用品質(zhì)（如直鏈淀粉、膠稠度、堿消值）等[5，7，8]。本研究顯示，近幾年黃淮稻區(qū)審定的品種優(yōu)質(zhì)米達標率雖較高，但多數(shù)品種為優(yōu)質(zhì)3級，優(yōu)質(zhì)1級和2級品種都較少，還有33.3%的品種不符合優(yōu)質(zhì)米標準，影響黃淮稻區(qū)稻米品質(zhì)的主要因素是堊白粒率和堊白度偏高。此結(jié)果與王潔等研究一致[2]。本研究表明，48個品種的膠稠度隨年度變化下降趨勢明顯。而膠稠度為稻米蒸煮食用品質(zhì)指標，在一定范圍內(nèi)膠稠度越大，米飯越柔軟、黏性越大、口感越好，反之膠稠度越小，米飯則越硬、黏性越小、口感越差[9-11]。近年來審定品種膠稠度降低，說明育種家對稻米蒸煮食味品質(zhì)重視不夠，有待于進一步加強。

稻瘟病是水稻的主要病害，具有傳播速度快、發(fā)生范圍廣、暴發(fā)頻率高、危害嚴重等特點，在我國常年均有不同程度的發(fā)生，造成的產(chǎn)量損失可達40%～50%，局部田塊甚至顆粒無收[12]。提高水稻品種的稻瘟病抗性是預防和減輕稻瘟病危害的重要措施。楊仕華等[13，14]對南方秈稻品種的稻瘟病抗性進行過分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1986—2002年長江流域國家水稻區(qū)域試驗參試的511個品種中其抗性品種比例不足20%，1998—2003年南方國家水稻區(qū)域試驗中347個品種中稻瘟病抗性達抗—中抗的品種僅占15%，可見南方秈稻品種的稻瘟病抗性偏低。王潔等[2]綜合分析近幾年北方粳稻品種稻瘟病抗性后發(fā)現(xiàn)，2001—2015年北方國家水稻區(qū)域試驗參試的939個品種平均每年僅有32.7%達中抗及以上水平，由此說明北方粳稻的稻瘟病抗性也不強。本研究對2010—2018年黃淮稻區(qū)國審48個水稻品種的稻瘟病抗性分析發(fā)現(xiàn)，多數(shù)品種介于中抗和中感之間，說明黃淮稻區(qū)的水稻品種整體抗性表現(xiàn)較差。另外，對稻瘟病抗性年度演變分析還發(fā)現(xiàn)，黃淮稻區(qū)品種的穗頸瘟病抗性呈下降趨勢，其原因是品種本身抗病基因缺乏還是現(xiàn)有抗病基因無法應對稻瘟病菌生理小種的變化還有待進一步研究。

水稻株高、生育期、產(chǎn)量、品質(zhì)及抗病性是育種家最關注的主要性狀。株高與生物產(chǎn)量正相關，但株高又是影響抗倒性的主要因素[15]，協(xié)調(diào)株高與生物產(chǎn)量、經(jīng)濟系數(shù)及抗倒性的關系對品種選育至關重要。本研究顯示，株高與穗粒數(shù)呈極顯著正相關，與有效穗數(shù)呈負相關，與產(chǎn)量雖呈正相關但并未達到顯著水平，說明我國北方黃淮稻區(qū)通過增加株高來提高產(chǎn)量意義不大。此結(jié)論與王遠征等[16]的研究一致。株高與整精米率、直鏈淀粉含量均呈顯著負相關，與堊白度呈正相關，與稻瘟病發(fā)病率、稻瘟病損失率及綜合抗性指數(shù)也均呈正相關，說明植株過高對稻米品質(zhì)及稻瘟病抗性均不利。因此水稻品種選育應綜合考慮株高的影響，將其控制在接近最佳范圍。生育期決定水稻品種適宜的種植區(qū)域，一般來說，在正常成熟范圍內(nèi)生育期延長能增加產(chǎn)量或改良品質(zhì)，但生育期過晚對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)均不利[16]。本研究表明，除有效穗數(shù)和直鏈淀粉含量外，生育期與產(chǎn)量、米質(zhì)性狀均呈正相關但不顯著，說明黃淮稻區(qū)通過延長生育期來提高產(chǎn)量或改良米質(zhì)都是行不通的。

產(chǎn)量、品質(zhì)及稻瘟病抗性是水稻品種最重要的性狀。產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素之間的關系非常復雜，不同品種、不同環(huán)境條件、不同栽培模式及不同產(chǎn)量水平，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素之間的關系不盡一致[2，16-21]。本研究結(jié)果顯示，產(chǎn)量與穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重均呈極顯著正相關，與有效穗數(shù)呈極顯著負相關，說明穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重增加是黃淮水稻產(chǎn)量提高的關鍵。有關水稻產(chǎn)量與品質(zhì)性狀的關系，多數(shù)認為產(chǎn)量和稻米品質(zhì)呈負相關[22-25]，也有不少學者認為二者的矛盾在一定范圍內(nèi)可以協(xié)調(diào)[3，2，16，26]。本研究表明，產(chǎn)量與整精米率、直鏈淀粉含量呈顯著或極顯著負相關，有效穗數(shù)與整精米率、直鏈淀粉含量呈顯著正相關，產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒重分別與堊白度呈顯著或極顯著正相關，有效穗數(shù)則與堊白度呈極顯著負相關。由此說明黃淮稻區(qū)水稻品種產(chǎn)量和米質(zhì)的矛盾并不突出，可以通過適當增加有效穗數(shù)來提高產(chǎn)量和改良品質(zhì)。本研究還發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量性狀與稻瘟病抗性也存在一定相關性，主要表現(xiàn)在產(chǎn)量、結(jié)實率、穗粒數(shù)與穗頸瘟發(fā)病率均呈正相關，其與穗頸瘟病抗性基因是否協(xié)同遺傳表達還有待于進一步驗證。

近幾年，為加快推進現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展，國家支持種子企業(yè)開展商業(yè)化育種并給予眾多優(yōu)惠政策，激發(fā)了企業(yè)育種的積極性。林海等[27-29]分析了2011—2016年我國通過省級以上審定的水稻品種，結(jié)果認為企業(yè)參與選育的品種比例逐年上升，育出的品種數(shù)量越來越多。本研究顯示，2010—2018年通過黃淮稻區(qū)國家北方區(qū)試審定的水稻品種，其育成單位雖然主要還是源于科研或教學單位，但企業(yè)參與育成的品種數(shù)占到45.83%，特別是2017年企業(yè)單獨選育并審定品種4個，企業(yè)與科研或教學單位聯(lián)合育成的品種2個，企業(yè)參與審定品種總數(shù)占本年度審定品種總數(shù)的75%，可見企業(yè)將成為水稻品種選育的重要力量。

自20世紀70年代起，我國雜交秈稻研究已取得舉世矚目的成就，但雜交粳稻的研發(fā)相對薄弱。王潔等[2]對2001—2015年北方水稻粳稻區(qū)域試驗參試品種進行了系統(tǒng)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)939個參試品種中雜交粳稻139個，占參試品種總數(shù)的14.8%，說明北方粳稻區(qū)仍以常規(guī)稻為主，雜交稻比例不大。本研究也表明，2010—2018年黃淮稻區(qū)國審的48 個粳稻品種中雜交粳稻品種僅有1個，占比更少。雜交粳稻與雜交秈稻一樣具有突出的生長優(yōu)勢、產(chǎn)量優(yōu)勢及抗性優(yōu)勢，近年來育成的秈粳亞種間雜交組合“春優(yōu)”、“甬優(yōu)”系列品種產(chǎn)量均達到超級稻水平[30]。本研究中的雜交粳稻品種津粳優(yōu)2018的產(chǎn)量和穗粒數(shù)均居48個國審水稻品種首位，可見其產(chǎn)量優(yōu)勢明顯，但該品種植株太高（127.4 cm）、抗倒性差，在生產(chǎn)上應用受到限制。特別是近年來水稻栽培向機插、直播等輕簡栽培方式轉(zhuǎn)變，雖然雜交粳稻制種產(chǎn)量有所突破，但由于機插、直播用種量大，雜交粳稻的推廣也受到很大影響。由此可見，雜交粳稻的育種和推廣任重而道遠。

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