節(jié)水抗旱細胞質(zhì)雄性不育系滬旱5 A的選育與應(yīng)用

余新橋 劉國蘭 張安寧 潘忠權(quán) 羅星星 羅利軍

（上海市農(nóng)業(yè)生物基因中心，上海201106；#共同第一作者；*通訊作者:lijun@sagc.org.cn）

在我國水稻田生產(chǎn)中，干旱是最主要的限制因子之一[1]，而發(fā)展節(jié)水抗旱稻（water-saving and droughtresistance rice，WDR）是解決這一問題的最經(jīng)濟有效方法之一[2-3]。節(jié)水抗旱稻是指既具有水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特性，又具有旱稻節(jié)水抗旱特性的一種新的栽培稻品種類型。在灌溉條件下，其產(chǎn)量、米質(zhì)與水稻基本持平，但可節(jié)水50%以上；在沒有灌溉條件的中低產(chǎn)田種植，具有較好的抵御干旱的能力，可實現(xiàn)旱直播旱管，增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。在栽培上，簡單易行，既可在水田節(jié)水栽培，又可在旱地直播種植，生產(chǎn)過程中節(jié)能低碳環(huán)保。近年來，作為一種新的水稻品種類型，節(jié)水抗旱稻的研究取得了重要進展[4-5]。

筆者長期致力于節(jié)水抗旱稻新品種培育，于2003年育成節(jié)水抗旱不育系滬旱1A，與旱恢2號和旱恢3號配制的滬優(yōu)2號、旱優(yōu)3號分別通過國家和上海市、廣西壯族自治區(qū)品種審定。但滬旱1A異交結(jié)實差、制繁種產(chǎn)量低，嚴重限制了雜交組合的商業(yè)化推廣。為改良滬旱1A的異交結(jié)實率，筆者引進開花習性好的水稻雄性不育保持系川香29B作親本，2015年育成新不育系滬旱5A，（植物新品種保護權(quán)號：CNA20110866.6），配制的雜交節(jié)水抗旱稻組合滬優(yōu)549（審定編號：鄂審稻2019026）、滬優(yōu)540（審定編號：滬審稻2019012）分別通過湖北省和上海市品種審定，已在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用。

1 選育流程

2008年夏，在上海以滬旱1B為母本、川香29B為父本雜交獲得F1代種子50粒，同年冬季在海南種植F1，收種3 000粒以上；2009年夏季在浙江安吉節(jié)水抗旱稻選種基地旱直播旱管條件下種植F2代，選擇優(yōu)良株系混收種3 000粒以上，同年冬季在海南旱季旱種旱管加代，選擇綜合性狀好，柱頭外露率高的株系48個；2010年夏季在上?？剐澡b定基地對選擇的優(yōu)良單株進行抗旱性評價，同時對應(yīng)株系在江西井岡山稻瘟病鑒定區(qū)進行稻瘟病抗性鑒定，綜合抗旱性、抗稻瘟病鑒定結(jié)果入選對應(yīng)的株系與滬旱1A測交，獲得92個成對系，同年冬季在海南種植測交F1代，抽穗后經(jīng)嚴格目測、鏡檢，選擇保持不育且性狀優(yōu)異的不育單株繼續(xù)與對應(yīng)保持系成對回交，后經(jīng)過多代回交至BC5F1，穩(wěn)定單株與不同恢復系測交，經(jīng)雜交優(yōu)勢考察，編號為13S3005不育株系配制的組合表現(xiàn)出較強的雜種優(yōu)勢，且不育性、農(nóng)藝性狀穩(wěn)定，定名為滬旱5A，對應(yīng)的保持系株系13S3006定名為滬旱5B（圖1）。

2 主要技術(shù)性能指標

2.1 植物學特征

滬旱5A植株較矮，株型較緊湊，莖稈粗壯，繁茂性好，葉片挺直，劍葉內(nèi)卷，葉色淡綠色，葉毛較疏。分蘗力中等，莖稈、葉鞘為綠色，基部莖節(jié)不外露。穗大，著粒較密，包頸度約為1/3。柱頭外露率高，穎尖、柱頭無色，花藥乳白色。谷粒細長，無芒，浮毛稀疏。

2.2 主要農(nóng)藝性狀

在上海市5月15日播種，滬旱5A播始歷期79 d，同期播種的滬旱5B比不育系抽穗早3 d，主莖葉片數(shù)14±0.5葉，株高78.21 cm；單株有效穗數(shù)10.23個，平均穗長26.26 cm，每穗穎花172.37朵。與對照滬旱1A相比，主要差異表現(xiàn)在株高降低5.22 cm，單株穗數(shù)增加2.10個，穎花數(shù)增加了27.11朵，結(jié)實率、千粒重基本沒有變化（表1）。

圖1 滬旱5A不育系選育過程

2.3 育性

滬旱5A細胞質(zhì)來源于滬旱1A，屬于野敗類型細胞質(zhì)。田間種植1 000株以上群體表現(xiàn)整齊一致，不育株率100%；在1 000株群體中隨機取100穗鏡檢，每穗取上、中、下穎花各2朵混合制片，以1%碘-碘化鉀染色進行花粉鏡檢，花粉敗育率100%，花粉敗育主要表現(xiàn)為典敗，極少數(shù)圓敗；隨機取100個自交套袋考種，自交不實率100%。分期播種進行育性觀察，滬旱5A育性穩(wěn)定，不受外界環(huán)境影響，各項指標達到國家規(guī)定的秈型水稻三系雄性不育系標準。

2.4 開花習性

在自然條件下，隨機調(diào)查50個主穗，滬旱5A包頸穎花率13.27%，與對照滬旱1A相當。柱頭總外露率74.50%，雙邊外露率62.38%，總外露率比滬旱1A提高53.61%；滬旱5A開穎角度大，時間長，異交結(jié)實率高，在滬旱5A繁殖田隨機選取50穗考種，平均結(jié)實率達65.27%（表2）。

2.5 稻瘟病抗性和抗旱性鑒定

據(jù)湖南省植物保護研究所鑒定，滬旱5A對應(yīng)的保持系滬旱5B稻瘟病抗性綜合指數(shù)2.8，中抗白葉枯病。據(jù)節(jié)水抗旱稻抗旱性鑒定中心（CMA）鑒定，其抗旱指數(shù)為1.13，抗旱級別為2級，綜合評價為抗（表3）。

2.6 稻米品質(zhì)

據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（杭州）檢測，糙米率82.7%，精米率74.1%，整精米率48.2%，粒長7.0 mm，長寬比3.3，堊白粒率41.0%，堊白度4.4%，透明度1級，堿消值4.5級，膠稠度81 mm，直鏈淀粉含量13.3%，蛋白質(zhì)含量11.3%。指標達到國家優(yōu)質(zhì)米3級標準。

3 雜交組合表現(xiàn)

3.1 滬優(yōu)549

滬優(yōu)549是用滬旱5A與恢復系旱恢49配組育成的高產(chǎn)秈型節(jié)水抗旱稻，2019年通過湖北省品種審定。在長江中下游作中稻種植，全生育期138 d，株高130 cm，株型適中，莖稈粗壯，生長勢強，分蘗力較強，穗層整齊，穗長25.8 cm；葉色綠，劍葉寬長、直立；稃尖無色、極少短頂芒。有效穗數(shù)260.50萬/hm2，每穗粒數(shù)224.9粒，每穗實粒數(shù)178.5粒，千粒重23.52 g。2016年、2017年參加湖北省雜交稻中稻區(qū)試，產(chǎn)量分別為9.49 t/hm2和9.42 t/hm2，與豐兩優(yōu)4號（CK）相當。稻瘟病抗性綜合指數(shù)3.5，中抗紋枯病，抗旱綜合指數(shù)1.17，鑒定結(jié)果為2級（抗）。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢測中心（武漢）檢測，出糙率79.1%，精米率71.4%，整精米率59.8%，堊白粒率36.0%，堊白度10.4%，直鏈淀粉含量18.5%，膠稠度61 mm，粒長6.2 mm，長寬比3.1，透明度2級，堿消值5.0級。

3.2 旱優(yōu)540

滬優(yōu)540是以滬旱5A作母本、旱恢840作父本配組育成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)秈型節(jié)水抗旱雜交稻，2019年通過上海市品種審定。在長江中下游作中稻種植，全生育期124 d，株高117 cm，株型適中，莖稈粗壯，抗倒性強，生長勢旺盛，分蘗力強，穗層整齊，穗長24.6 cm，有效穗數(shù)285.00萬/hm2，每穗粒數(shù)182.0粒，結(jié)實率86.0%，千粒重26.0 g。2017年、2018年兩年區(qū)試平均產(chǎn)量9.25 t/hm2，比旱優(yōu)73（CK）增產(chǎn)3.45%。2018年生產(chǎn)試驗，水種旱管條件下平均產(chǎn)量9.04 t/hm2，比旱優(yōu)73（CK）增產(chǎn)1.90%。據(jù)節(jié)水抗旱稻抗旱性鑒定中心（CMA）鑒定，其抗旱指數(shù)為0.95，抗旱級別為2級，綜合評價為抗，中感稻瘟病，中抗白葉枯病。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢測中心（武漢）檢測，出糙率77.7%，精米率69.3%，整精米率62.2%，堊白度2.6%，透明度1級，堿消值5.5級，膠稠度86 mm，直鏈淀粉含量14.0%，綜合評級為部標優(yōu)質(zhì)3級。

表1 滬旱5A和滬旱1A主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)（2018年夏，上海）

表2 滬旱5A、滬旱1A柱頭外露情況（2018年夏，上海） （單位：%）

表3 滬旱5B抗旱性鑒定結(jié)果

4 討論

本研究通過雜交改良的方法，利用抗旱性鑒定、稻瘟病鑒定等篩選平臺進行交叉選擇，培育出抗旱性與滬旱1A相當，稻米品質(zhì)保持不變，柱頭外露率、柱頭活力顯著提升的節(jié)水抗旱新不育系滬旱5A。柱頭外露率的提高有利于制、繁種產(chǎn)量的增加，能有效降低生產(chǎn)成本，為組合的推廣奠定了基礎(chǔ)，同時滬旱5A在株高、分蘗等方面與滬旱1A也有顯著差別，株高較滬旱1A降低5.22 cm，抗倒性顯著提升，有利于選配出抗倒性強的優(yōu)勢組合。分蘗力的加強和有效穗數(shù)、穎花數(shù)的增加，有利于選配出廣適性強、產(chǎn)量高的雜交稻組合。