優(yōu)質(zhì)水稻品種龍稻28的選育及特征特性淺析

曹良子， 丁國華， 王彤彤， 白良明， 張鳳鳴， 洛 育, 夏天舒， 姜 輝，周勁松， 張靜華， 王 劍， 王雪揚(yáng)， 楊 光， 孫世臣

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士后工作站， 哈爾濱 250086；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所， 哈爾濱 250086；3.黑龍江省水稻品質(zhì)改良與遺傳育種工程技術(shù)研究中心， 哈爾濱 250086；4.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 哈爾濱 250040； 5.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所， 哈爾濱 250086；6.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 哈爾濱 250086；7.黑龍江省作物分子設(shè)計與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 哈爾濱 250028)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平不斷提高，對優(yōu)質(zhì)大米的需求也越來越高。黑龍江省是我國主要粳稻產(chǎn)地之一，同時也是商品粳稻銷售量最大省份。進(jìn)入21世紀(jì)以來，黑龍江省優(yōu)質(zhì)粳稻培育取得了豐碩成果，培育出一批優(yōu)質(zhì)食味品種，稻米整體品質(zhì)得到了明顯提高。但隨著水稻生產(chǎn)的發(fā)展，品質(zhì)較差的稻米庫存也逐年上升，導(dǎo)致稻農(nóng)收益降低，品質(zhì)較差的水稻品種已不能適應(yīng)市場需求。為此，選育適合黑龍江省生態(tài)和生產(chǎn)特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)水稻新品種，對保障國家糧食安全，增加農(nóng)民收入具有非常重要的意義。

1 選育過程

龍稻28(哈121107)由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所水稻研究室育成。2004年以遼粳5號為母本，哈99-352為父本組配雜交組合，當(dāng)年獲得F0種子39粒；2006—2008年(F2～F4)集團(tuán)種植；2009年F5種植2 000單株，秋季選擇抗倒伏，株型理想，穗位整齊，長粒型，無稻瘟病斑單株，共收獲20株(品系)；2010—2012年(F6～F8)每品系種植200單株，同時種植黑龍江省每個積溫帶的對照品種，針對對照品種鑒定適合種植地區(qū)，秋季選擇抗倒伏，株型理想，穗位整齊，無稻瘟病斑單株。F8世代同時進(jìn)行耐冷試驗(yàn)以及產(chǎn)量測試。2012年F8世代決選出1個最優(yōu)秀的品系，代號哈121107。2013年參加黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組品比試驗(yàn)，2014—2015年參加區(qū)域試驗(yàn)，2016年參加黑龍江省水稻品種第一積溫帶生產(chǎn)試驗(yàn)，2017年4月通過黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會審定(黑審稻2017001)。

2 品種特征特性

2.1 生物學(xué)特征

普通粳稻，在適應(yīng)區(qū)出苗至成熟生育日數(shù)144 d左右。需≥10 ℃活動積溫2 700 ℃左右。該品種主莖14片葉，長粒型，株高110.5 cm左右，穗長19.4 cm左右，每穗粒數(shù)123粒左右，千粒重25.8 g左右。

2.2 產(chǎn)量表現(xiàn)

2014—2015年，龍稻28參加黑龍江省第一積溫帶晚熟組水稻品種生產(chǎn)試驗(yàn)，6個試驗(yàn)點(diǎn)2年產(chǎn)量8 076.1～8 991.2 kg·hm-2，2年平均產(chǎn)量8 189.9 kg·hm-2，較松粳9(ck)增產(chǎn)6.9%(圖1，表1)；2016年黑龍江省第一積溫帶晚熟組水稻品種生產(chǎn)試驗(yàn)，6個試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量7 000.0～9 071.0 kg·hm-2，平均產(chǎn)量8 552.7 kg·hm-2，較ck增產(chǎn)7.6%(圖2，表2)。

表1 2014—2015年黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)

表2 2016年黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)

圖1 2014—2015年黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組區(qū)域試驗(yàn)各試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)

圖2 2016年黑龍江省水稻品種第一積溫帶晚熟組生產(chǎn)試驗(yàn)各試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)

2.3 抗病耐冷性

經(jīng)黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會指定鑒定單位對2014—2016年3年抗病耐冷進(jìn)行鑒定。3年抗病接種鑒定結(jié)果：葉瘟3～5級，穗頸瘟1～5級(表3)。3年耐冷性鑒定結(jié)果：處理空殼率4%～17.56%(表3)。從表3可以看出，連續(xù)3年龍稻28的空殼率低于ck，同時葉瘟、穗頸瘟抗性也高于ck。

表3 2014—2016年龍稻28抗病耐冷試驗(yàn)結(jié)果

2.4 米質(zhì)分析

經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(哈爾濱)2015—2016年品質(zhì)分析結(jié)果(兩年之間的幅度)：出糙率80.8%～81.5%，整精米率61.0%～68.9%，堊白粒米率4.0%，堊白度0.5%～1.1%，直鏈淀粉含量(干基)17.7%，膠稠度73.5～81.0 mm，食味品質(zhì)87～90分(表4)。根據(jù)優(yōu)質(zhì)稻谷國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17891-2017)的規(guī)定，除食味值之外，龍稻28各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國標(biāo)1級水平。食味值與優(yōu)質(zhì)稻谷國家標(biāo)準(zhǔn)1級僅差1.5分。

表4 2015—2016年龍稻28稻米品質(zhì)數(shù)據(jù)

3 龍稻28的優(yōu)質(zhì)基因

龍稻28擁有Wx1-1的等位基因(圖3)。Wx1-1是Waxy基因的一個等位基因。在第10個內(nèi)顯子中通過37 bp的缺陷導(dǎo)致直鏈淀粉含量下降，稻米食味品質(zhì)上升[1]。在我國北方粳稻品種中有部分優(yōu)質(zhì)品種擁有Wx1-1的等位基因。

圖3 龍稻28與其他水稻品種的Waxy基因序列差異

同時，龍稻28擁有與黑龍江省首個國標(biāo)1級大米龍稻18相同的OsSSII的基因序列(圖4)。OsSSII是淀粉合成酶的一種，并且OsSSII的基因表達(dá)能夠影響Wx基因的表達(dá)量，最終導(dǎo)致直鏈淀粉含量以及稻米食味值的變化[2]。在我國北方粳稻品種中有部分優(yōu)質(zhì)品種擁有同樣的變異位點(diǎn)。今后為提高優(yōu)質(zhì)水稻品種的培育水平需要針對Wx1-1和OsSSII進(jìn)行篩選。

圖4 龍稻28與其他水稻品種的OsSSII基因序列差異

4 優(yōu)質(zhì)配套栽培技術(shù)

龍稻28適合在黑龍江省第一積溫帶上限地區(qū)(有效活動積溫2 700 ℃左右)插秧栽培。

4.1 適期播種，培育壯秧

采用工廠化大棚育秧方式，4月中旬播種，播前用殺菌劑浸種48 h，催芽播種，稀播育壯秧。秧苗管理原則“見綠放風(fēng)，控制灌水”。

4.2 適時移栽，合理密植

移栽時秧齡控制在30～35 d，近幾年黑龍江省5月25日左右有低溫。因此在低溫到來前讓秧苗達(dá)到緩苗狀態(tài)。當(dāng)?shù)剡m期移栽時間5月15日左右。行穴距27 cm×10 cm，每穴3～5株苗，基本苗150萬株·hm-2左右，增加抗性以及提高抗倒伏能力。

4.3 科學(xué)肥水利用

施肥：全生育期每公頃施純氮150 kg，純磷70 kg，純鉀70 kg?；适褂迷瓌t是“前促，中補(bǔ)，后控”。水稻優(yōu)質(zhì)受氮肥所影響，因此控制氮肥是優(yōu)質(zhì)栽培的基礎(chǔ)，前期提高水稻生物量多投入氮肥，相反后期在籽粒灌漿期盡可能避免氮肥的使用。

同時，龍稻28的米飯食味值對化肥反應(yīng)敏感，同時也需要控制全生育期的化肥施用量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，增加氮肥使用(純氮195 kg·hm-2和225 kg·hm-2)與ck相比(純氮150 kg·hm-2)每株能夠增加2～3個分蘗。但是會減少龍稻28稻米食味品質(zhì)。相比在減少化肥增加有機(jī)肥的使用雖然減少分蘗數(shù)量，但是能夠增加龍稻28的米飯食味值(圖5、圖6)。導(dǎo)致食味值下降的主要原因在于減少化肥增加有機(jī)肥起到了降低直鏈淀粉含量以及蛋白質(zhì)含量的作用，分別為16.96%和6.90%(圖7、圖8)。陳帥君等[3]報道，有機(jī)肥料具有提高米飯食味的作用。并且，徐正進(jìn)等認(rèn)為，北方粳稻的直鏈淀粉含量應(yīng)該控制在17%以下，蛋白質(zhì)含量控制在7%以下，才能夠選育出優(yōu)質(zhì)食味的水稻品種[4]。從以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，龍稻28的施肥方案需要減少化肥的使用量，增加有機(jī)肥施用量，從而可以提高稻米的食味品質(zhì)。

圖5 2019年不同施肥條件下龍稻28分蘗數(shù)量的變化

注：ck 1(純氮=150 kg·hm-2，100%化肥)；T 1(純氮=150 kg·hm-2，70%化肥，30%有機(jī)肥)； T 2(純氮=150 kg·hm-2 ，50%化肥，50%有機(jī)肥)，T 3(純氮=225 kg·hm-2，100%化肥)；T 4 (純氮=195 kg·hm-2，100%化肥)。磷肥與鉀肥統(tǒng)一70 kg·hm-2。下同。

圖7 2019年不同施肥條件下龍稻28直鏈淀粉含量的變化

圖8 2019年不同施肥條件下龍稻28蛋白質(zhì)含量的變化