水稻紅色稻米恢復系紅恢13的選育

石邦志， 周樂良， 伍 祥， 張上都， 彭 菊， 蒙秀菲

(貴州省農(nóng)業(yè)科學院 水稻研究所， 貴州 貴陽 550006)

水稻在全球糧食生產(chǎn)和消費中的地位舉足輕重[1-2]。近年來，隨著人們生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)調(diào)整，對食用稻米的色、香、味及營養(yǎng)成分提出更高的需求。紅色稻米水稻作為一種特色稻，在我國栽培歷史悠久，因其含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、不飽和脂肪酸和人體必需的多種維生素和微量元素而倍受消費者喜愛[3-4]。同時，又因其具有較強的耐冷性深受廣大育種工作者青睞[5 -7]。因此，開展紅色稻米研究具有廣闊的前景和應(yīng)用價值。貴州省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所從貴州紅色稻米資源的挖掘和研究入手，將紅米基因?qū)刖哂幸皵〖毎|(zhì)的恢復系中，后代通過胚乳直感效應(yīng)和野敗胞質(zhì)負效應(yīng)，創(chuàng)制出優(yōu)質(zhì)紅色稻米恢復系紅恢13。以期利用其與優(yōu)質(zhì)水稻三系不育系、兩系不育系配組出優(yōu)質(zhì)、抗性好且產(chǎn)量高的紅色稻米雜交組合，進而為貴州省優(yōu)質(zhì)稻米加工企業(yè)和高新農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)進行訂單生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)特色品種。

1 選育過程

1.1 親本來源

母本為紅米同質(zhì)恢復系R937，父本為優(yōu)質(zhì)水稻三系恢復系黔恢085，均為貴州省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所選育而成。

1.2 選育經(jīng)過

2012年冬季在海南三亞，以紅米同質(zhì)恢復系R937為母本、優(yōu)質(zhì)水稻三系恢復系黔恢085為父本進行人工雜交，進一步聚合抗寒、抗早衰及優(yōu)質(zhì)基因，選育紅色素多、抗寒、抗早衰的優(yōu)質(zhì)紅米恢復系。其間通過不同生態(tài)稻作區(qū)的種植、鑒選以及配合力測定，歷經(jīng)5年8個世代，于2016年正季在貴陽形成穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)紅米恢復系株系，其中以田間編號為13號的株系表現(xiàn)突出，從而命名為紅恢13，于2019年8月通過貴州省農(nóng)作物品種審定委員會專家鑒定。選育過程見圖1。

2 特征特性

2.1 農(nóng)藝性狀

紅色稻米恢復系紅恢13株型呈杯狀，松緊適中，莖稈粗壯，葉片微內(nèi)卷、直立，葉鞘、葉緣、葉耳、葉枕、葉環(huán)和穎尖均無色，穗著粒密度中等，穗頸較長，有短頂芒，長粒型，穎殼褐色，種皮紅色，后期轉(zhuǎn)色好，分蘗中上等，全葉片數(shù)16葉，劍葉中長，全生育期162 d左右，平均穗粒數(shù)157粒左右，株高98 cm。貴州玉屏縣制種記載4月3日播種，其播始歷期(播種至始穗經(jīng)歷的時間)112 d左右，花粉量大，制種易獲高產(chǎn)。

2.2 稻米品質(zhì)

經(jīng)農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(武漢)測定(NY/T 593-2013 食用稻品種品質(zhì))，紅色稻米恢復系紅恢13米質(zhì)達國標3級，出糙率79.2%，精米率70.5%，整精米率65.7%，粒長6.4 mm，長寬比3.4，堊白粒率14%，堊白度(陰糯米率)3.2%，直鏈淀粉16.4%，膠稠度50 mm，堿消值(級)6.8，透明度(白度)1 級，水分12.2%，蛋白質(zhì)7.48%。

經(jīng)湖南省農(nóng)業(yè)科學院稻米及制品檢測中心檢測，紅恢13的17種氨基酸總量為7.10%，比對照白米品種(香早優(yōu)2017)高0.88百分點，維生素B2含量(0.26 mg/kg)比對照(0.217 mg/kg)高0.043 mg/kg，粗脂肪含量(2.76%)比對照(2.51%)高0.25百分點。

2.3 恢復力與配合力

從圖2看出，紅色稻米恢復系紅恢13與雜交水稻不同類型的兩系或三系不育系(內(nèi)香3A、H2A、T香A、瑞55A、瑞68A、蓉18A、中九A、886S和Q33S)配組，雜交F1的結(jié)實率在82.9%～92.1%，平均結(jié)實率為88.59%；對照恢復系明恢63與各種類型的兩系和三系不育系配組，雜交F1的結(jié)實率在79.8%～91.2%，平均結(jié)實率為87.02%。表明紅恢13的恢復力比對照高1.57%，恢復能力強[8]。其中，紅恢13與內(nèi)香3A、瑞68A組配的雜交組合內(nèi)香3A/紅恢13和瑞68A/紅恢13于2020年進入貴州省特色稻米區(qū)試試驗。此外，紅恢13與其他兩系和三系不育系配制的雜交組合在貴陽品種比較試驗中，表現(xiàn)優(yōu)于對照香早優(yōu)2017，有望2021年參加貴州省水稻區(qū)域試驗。

2.4 制種特性

以內(nèi)香3A為母本、紅恢13為父本進行雜交組配，2019年在貴州省玉屏縣制種，其父本于2019年4月3日播種，與母本播期差42 d，葉差為7.36葉，父母本行比2∶12，株行距分別為20 cm和24.3 cm。經(jīng)過專家現(xiàn)場驗收，制種產(chǎn)量達200.6 kg/667m2。

2.5 抗病性

紅恢13是以R937為母本，與不同優(yōu)質(zhì)、抗病恢復系雜交，經(jīng)連續(xù)選擇，形成穩(wěn)定的紅米恢復材料(系)，其中R937作為紅色素供體。通過對紅恢13和R937進行田間自然抗稻瘟性鑒定，結(jié)果(圖3)顯示：紅恢13的抗性指數(shù)為2.7，抗性平均為中抗(MR)；R937抗性指數(shù)為7.1，抗性平均為高感(HS)[9]。

為進一步驗證紅米恢復材料系列紅恢13的抗性結(jié)果，結(jié)合分子標記技術(shù)對其進行稻瘟病抗病基因檢測。結(jié)果表明：紅恢13含有位于第9染色體上的Pita抗性基因和位于第6染色體上的Pi9抗性基因，R937沒有此2個抗性基因。

3 結(jié)論與討論

貴州省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所育成的優(yōu)質(zhì)特色品種水稻紅色稻米恢復系紅恢13于2019年8月通過貴州省農(nóng)作物品種審定委員會專家鑒定，其具有恢復力強、配合力高、穗大、花粉量足及制種產(chǎn)量高等特點，稻米品質(zhì)達國標3級。紅恢13的育成為優(yōu)質(zhì)紅色稻米的雜種優(yōu)勢利用提供了親本基礎(chǔ)，豐富了特色水稻品種資源。

紅米稻作為一種特色稻米，在貴州的栽培和食用歷史悠久。如銅仁地區(qū)的小紅米、安順地區(qū)的早紅米及黔東南州的花紅米等因其富含蛋白質(zhì)、氨基酸、不飽和脂肪酸和人體必需的多種維生素、微量元素而倍受廣大消費者的歡迎。同時又因其具有較強的耐冷性和抗性而深受廣大育種工作者的青睞。但就目前看，由于這些紅米品種是地方品種，產(chǎn)量低、品質(zhì)參差不齊，要使這些具有優(yōu)異特征特性紅米稻的產(chǎn)量得以提升并造福于民，關(guān)鍵就是進行紅色稻米雜種優(yōu)勢利用，使其產(chǎn)量提升，同時研究其配套的綠色無公害高產(chǎn)栽培技術(shù)；再就是通過企業(yè)的介入，實施訂單農(nóng)業(yè)，對產(chǎn)品進行深加工，提高產(chǎn)品的附加值，使農(nóng)民增產(chǎn)增收[10]，這符合貴州發(fā)展山地特色農(nóng)業(yè)的發(fā)展理念，對貴州省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)民增收有積極的推動作用。

特別鳴謝：貴州省水稻研究所分子育種研究室彭強同志為紅恢13進行分子標記抗性基因檢測，特此致謝!