早花時遲熟中粳稻不育系常5-108A 的選育與應(yīng)用

唐樂堯 潘斌清 李依晨 陳天曄 俞 良 蘭國防 王小虎 柯 璦鐘衛(wèi)國 王雪剛 季向東 陶菊紅 馬 剛 孫菊英 端木銀熙

（1 江蘇省常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/江蘇省雜交晚粳工程技術(shù)研究中心/國家雜交水稻工程技術(shù)研究中心常熟分中心，常熟 215500；2 江蘇省常熟市植保植檢站，常熟 215500）

中國雜交粳稻的發(fā)展明顯滯后于雜交秈稻，究其原因是雜交粳稻的雜種優(yōu)勢不強(qiáng)和制種產(chǎn)量偏低。從目前發(fā)展趨勢來看，秈粳亞種間雜種優(yōu)勢利用必將成為未來雜交粳稻育種發(fā)展的主要方向[1]。在三系法秈粳亞種間雜種優(yōu)勢利用方面，中國水稻研究所、浙江省寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)院和浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等單位利用“粳不秈恢”亞種間雜交水稻育種的技術(shù)路線，即粳型不育系與偏秈型廣親和恢復(fù)系配組，育成了以“春優(yōu)系列”“甬優(yōu)系列”和“浙優(yōu)系列”為代表的典型的亞種間雜交水稻，在南方稻區(qū)具有良好的應(yīng)用前景[2-4]?！熬欢i恢”這一秈粳亞種間雜種優(yōu)勢利用途徑之所以率先在浙江取得成功，主要是因?yàn)樵谟H本材料和育種技術(shù)上取得了突破性進(jìn)展。通過秈粳漸滲雜交技術(shù)，把秈稻材料控制柱頭外露率和早花時基因?qū)氲絻?yōu)質(zhì)粳稻保持系中，轉(zhuǎn)育了一批柱頭外露率高、花時早的優(yōu)質(zhì)粳稻不育系[5-7]，解決了秈粳亞種間雜交稻制種產(chǎn)量不高的問題；通過秈粳漸滲雜交、廣親和基因利用等手段，選育出了一批綜合性狀優(yōu)良的偏秈型廣親和恢復(fù)系[8]，解決了純粹雜交粳稻雜種優(yōu)勢不強(qiáng)的問題；通過強(qiáng)強(qiáng)配組，育出了制種產(chǎn)量高、雜種優(yōu)勢強(qiáng)、符合育種目標(biāo)和市場需求的“粳不秈恢”亞種間雜交稻組合。

常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所長期致力于雜交粳稻組合選育和優(yōu)質(zhì)親本創(chuàng)制工作，從2001 年開始，通過引進(jìn)國內(nèi)外長粒型、花時早、柱頭外露率高的優(yōu)質(zhì)粳稻資源，與本地粳稻種質(zhì)資源配組，育成了早熟晚粳類型的BT 型三系不育系常01-11A 和常410-2A，配制了長粒型雜交晚粳稻組合常優(yōu)5 號、常優(yōu)粳7 號，均通過了省級審定，并在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用[9-10]。然而，利用早熟晚粳類型不育系配置的雜交粳稻或“粳不秈恢”亞種間雜交稻組合，雜種一代往往感光性較強(qiáng)，生育期偏長，應(yīng)用范圍受限。最近，常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所成功轉(zhuǎn)育出一個育性穩(wěn)定、花時早、柱頭外露率較高的遲熟中粳類型的優(yōu)質(zhì)粳稻三系不育系常5-108A。利用該不育系配置的“粳不秈恢”亞種間雜交稻組合，與感光類型的秈粳亞種間雜交稻組合相比，生育期相對縮短，應(yīng)用范圍擴(kuò)大；同時制種產(chǎn)量也較高，有效解決了該類配組方式制種產(chǎn)量較低的技術(shù)瓶頸。

1 選育經(jīng)過

2008 年常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所用優(yōu)質(zhì)粒型較長的粳稻品系常粳10-1（01-11B/武運(yùn)粳7 號）與自育的高柱頭外露率的粳稻中間材料10B-4 雜交，經(jīng)系譜法選擇，并結(jié)合主要農(nóng)藝性狀篩選、稻瘟病抗性和米質(zhì)檢測，F(xiàn)5獲得農(nóng)藝性狀穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)粒型較長、柱頭外露率較高的單株，編號為11-149-4-17。2011 年春季在海南三亞用自育的BT 型粳稻三系不育系A(chǔ)499 為母本、11-149-4-17 為父本雜交，獲得的F1花粉經(jīng)鏡檢以圓敗為主，套袋觀察不結(jié)實(shí)，表現(xiàn)不育，遂逐年選擇類似保持系不育單株并連續(xù)成對回交7 代，于2015 年育成了粒型較長、柱頭外露率較高的BT 型遲熟中粳不育系常5-108A，2019年9 月通過江蘇省農(nóng)作物品種審定委員會育性鑒定。

2 特征特性

2.1 主要農(nóng)藝性狀常5-108A 株高82cm 左右，分蘗中等，葉色較淡，株型較挺，后期生長較青秀，主莖總?cè)~片數(shù)15～16 片，劍葉、倒2 葉、倒3 葉長度依次為30.6cm、40.6cm 和42.14cm，伸長節(jié)間5～6 個。穗層整齊，著粒密度中等，穗型大，每穗總粒數(shù)185粒左右，穗長17～18cm，成熟時半直立穗，轉(zhuǎn)色好。保持系谷粒長寬比約為2.4，千粒重約為26g，穎殼淡綠色，穎尖無色，穗上半部分穎殼有短芒，容易脫粒，米質(zhì)優(yōu)。連續(xù)3 年利用江蘇省植保所提供的稻瘟病混合菌種進(jìn)行接種鑒定，穗頸瘟抗性為3 級，表現(xiàn)中感。在常熟地區(qū)種植未見白葉枯病的發(fā)生，紋枯病偶有發(fā)生。

2.2 產(chǎn)量表現(xiàn)常5-108A 綜合性狀優(yōu)良，不育性穩(wěn)定，花時早、較集中，開穎角度大，異交結(jié)實(shí)率高，每667m2繁種產(chǎn)量為150kg 左右，制種產(chǎn)量一般為200kg 左右。

2.3 育性表現(xiàn)常5-108A 不育胞質(zhì)屬BT 型三系不育系，花藥略帶淺黃色，比保持系花藥小。經(jīng)多年海南三亞和江蘇常熟兩地育性觀察鑒定，常5-108A育性表現(xiàn)穩(wěn)定。2019 年9 月組織不育系現(xiàn)場鑒定，考察群體3380 株，農(nóng)藝性狀表現(xiàn)整齊一致，不育株率100%，檢查套袋101 穗，自交結(jié)實(shí)率為0。鏡檢抽查20 個穗的花粉育性，花粉不育度為100%，不育花粉以圓敗為主，其中圓敗率占82.4%，染敗率占17.6%，無典敗花粉。

2.4 開花與異交特性據(jù)2018-2019 年在江蘇常熟正季觀察數(shù)據(jù)，常5-108A 花時早，開花集中且高峰期明顯，花期也較長。群體開花歷期為12～14d，單株開花歷期為10～11d，單穗開花歷期為8～9d。常5-108A 露穗后當(dāng)天即開花，始花后第3 天進(jìn)入盛花期，第5 天即達(dá)開花高峰，高峰期內(nèi)開花量占單穗總穎花量的85%左右；在夏季晴天或多云天氣，一 般9：30-10：00 始 花，10：30-11：30 盛 花，12：00-13：00 終花，歷時2.5～3.0h；單花開閉穎歷時40～50min，內(nèi)外穎張開角度為30°左右；總柱頭外露率為26%左右，其中單邊外露率20%左右，雙邊外露率6%左右；繁種田異交結(jié)實(shí)率約為40%（父母本行比2∶6），制種異交結(jié)實(shí)率約為45%（父母本行比2∶10）。

2.5 生育特性常5-108A 屬遲熟中粳稻不育系，2018-2019 年在江蘇常熟5 月15 日、5 月25 日、6月5 日、6 月15 日分期播種，播始?xì)v期分別為90d、87d、81d、77d，一般5 月中下旬播種，8 月下旬抽穗，齊穗至成熟35d 左右，全生育期128d 左右。不育系比保持系晚抽穗1～2d。

3 配組表現(xiàn)

常5-108A 配合力強(qiáng)，與自育的優(yōu)質(zhì)恢復(fù)系配制雜交粳稻組合常5-108A/CR-998、常5-108A/CR-999、常5-108A/CR16-254、常5-108A/CR13-81，2017 年在常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地作單季晚粳種植，進(jìn)行雜種優(yōu)勢品比試驗(yàn)，小區(qū)面積13.34m2，重復(fù)2 次。結(jié)果表明，各組合均表現(xiàn)出營養(yǎng)生長旺盛、莖稈較粗壯、分蘗力較強(qiáng)、穗型大、結(jié)實(shí)率高、米質(zhì)較優(yōu)、生育期適中等特點(diǎn)，產(chǎn)量水平均高于對照嘉優(yōu)5號（表1）。

表1 2017 年常5-108A 所配雜交粳稻新組合品比試驗(yàn)表現(xiàn)

基于品比試驗(yàn)結(jié)果，2018 年由袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司和常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所聯(lián)合推薦組合常優(yōu)17-7（常5-108A/CR-998）參加隆平高科科企聯(lián)合體長江中下游單季晚粳組區(qū)域試驗(yàn)。結(jié)果表明，常優(yōu)17-7 全生育期152.2d，比對照嘉優(yōu)5 號早熟1.4d，株高122.0cm，有效穗數(shù)228.0 萬/hm2，穗長19.5cm，每穗總粒數(shù)250.0 粒，結(jié)實(shí)率82.4%，千粒重26.6g。2018 年每hm2平均產(chǎn)量10.657t，比對照嘉優(yōu)5 號增產(chǎn)7.76%；2019 年續(xù)試，平均產(chǎn)量11.314t，比對照嘉優(yōu)5 號增產(chǎn)9.18%；2 年區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量10.986t，比對照嘉優(yōu)5 號增產(chǎn)8.47%。2019 年生產(chǎn)試驗(yàn)，每hm2平均產(chǎn)量11.005t，比對照嘉優(yōu)5 號增產(chǎn)7.51%?？共⌒越?jīng)區(qū)域試驗(yàn)統(tǒng)一鑒定，常優(yōu)17-7 在2018 年、2019 年稻瘟病綜合指數(shù)分別為2.3、4.3，穗頸瘟損失率最高級5 級，條紋葉枯病5 級，白葉枯病7 級，褐飛虱9 級，綜合評價為中感稻瘟病、條紋葉枯病，感白葉枯病，高感褐飛虱。區(qū)域試驗(yàn)中未見稻曲病發(fā)生，未出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象。經(jīng)區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)統(tǒng)一抽樣，根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心檢測，常優(yōu)17-7 米質(zhì)理化指標(biāo)整精米率71.5%，堊白度5.4%，直鏈淀粉含量16.8%，膠稠度73mm，堿消值6.7 級，長寬比2.3。常優(yōu)17-7 于2020 年11 月通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定，審定編號為國審稻20206253，適宜在浙江省、上海市、江蘇省南部、安徽省沿江、湖北省沿江的粳稻區(qū)稻瘟病輕發(fā)區(qū)作單季晚稻種植。

4 繁殖技術(shù)

4.1 安排最佳播種期根據(jù)常熟本地氣候條件，一般8 月中下旬溫濕度適宜，氣溫相對穩(wěn)定，有利于水稻抽穗揚(yáng)花。因不育系比保持系晚抽穗1～2d，第1期保持系與不育系同時播種，第2 期保持系遲5d 播種，確保不育系抽穗期處于2 期保持系的抽穗期內(nèi)，保證不育系可接受充足花粉[11]。結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與常5-108A 的播始?xì)v期，確定播種期在5 月下旬為宜。

4.2 培育壯秧，合理密植壯秧是穗大粒多的基礎(chǔ)，以下為可采取的措施：（1）均勻播種，大田每hm2用種量保持系為9.0kg，不育系為22.5kg；秧田播種量父本為150.0kg，母本為225.0kg。（2）防治病蟲，每hm2用30%芐嘧·丙草胺（直播寧）1350.0g 兌水750kg 小機(jī)噴霧防治雜草，用無紡布或防蟲網(wǎng)覆蓋，無紡布用竹片撐好搭建棚架，待3 葉期及時揭開無紡布，做好打藥除蟲?？辞闆r追肥，每hm2施斷奶肥尿素300.0kg，移栽前3～5d 視苗情施起身肥尿素75.0～112.5kg。打好起身藥，做到帶藥移栽，重點(diǎn)防治稻飛虱和稻薊馬。（3）及時移栽，秧齡控制在20～25d。（4）合理確定父母本行比，保持系與不育系行比為2∶6。（5）合理密植，保持系的株行距為16.7cm×26.7cm，基本苗控制在37.5 萬～45.0 萬/hm2。不育系株行距為15.0cm×16.7cm，適當(dāng)密植，基本苗控制在120.0 萬～150.0 萬/hm2。

4.3 科學(xué)肥水管理、防病治蟲施足底肥，大田每hm2基肥施45%復(fù)合肥375.0kg，移栽后5～7d 結(jié)合化學(xué)除草施尿素75.0kg，移栽后15～18d 施尿素112.5kg，7 月下旬施尿素112.5kg。淺水活棵，移栽后保持一定水層。根據(jù)實(shí)際情況做到分蘗期淺水勤灌，促進(jìn)分蘗發(fā)生，加快早發(fā)苗、早夠苗，夠苗后適時擱田，控制無效分蘗。抽穗揚(yáng)花期需要保有淺水層，有助于提高異交結(jié)實(shí)率。孕穗至灌漿期保持干濕交替，防止過早斷水影響收獲。防病治蟲同大田用藥，重點(diǎn)在破口前和抽穗期防治2 次稻曲病和螟蟲，10 月初防治蚜蟲和稻飛虱。

4.4 采取人工輔助措施，用好“920”，提高異交結(jié)實(shí)率割葉應(yīng)選在始穗期，不宜過早也不宜過遲，劍葉留2～3cm 為宜。保持系與不育系同時噴施“920”，當(dāng)抽穗10%～15%時噴施第1 次，每hm2用量135～150g，當(dāng)抽穗30%～50%時噴施第2 次，用量180～225g。一般母本比父本開花晚，所以要抓住母本開花的高峰期，當(dāng)母本抽穗后即開始趕粉，要注意趕粉時間，當(dāng)日母本開花量達(dá)30%～50%時，進(jìn)行第1 次人工輔助趕粉，每天趕3～4 次，每次間隔20～30min，直至母本閉穎后停止趕粉。趕粉時如遇雨天開花時間推遲，雨停即開，及時趕粉。

4.5 嚴(yán)格隔離、及時去雜、適時收獲，保證純度首先注意選址，并在繁種區(qū)做好隔離，確保不被外來其他水稻品種花粉影響。在水稻生育期全程高標(biāo)準(zhǔn)做好父母本同時去雜，秧田期保證無再生稻，分蘗期至抽穗前要及時去除異型株，揚(yáng)花期為去雜重點(diǎn)時期，要去除不育系群體中疑似的散粉株以及異型株[12]。收割前，去除不育系中結(jié)實(shí)率過高的植株（前期觀察中先沉頭的可育株），此環(huán)節(jié)需反復(fù)去雜，直到純度驗(yàn)收合格后方可收獲。為保證種子具有良好的發(fā)芽率，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與實(shí)際天氣情況，一般選在10月中旬前后收獲，在收割前干田方便操作，搶晴天及時收割，并機(jī)械烘干，減少雨水對發(fā)芽的影響，做好分類儲藏，杜絕機(jī)械混雜，確保種子純度達(dá)標(biāo)，具有較好發(fā)芽率。

5 小結(jié)

常5-108A具有不育性穩(wěn)定、花時早、開花集中、開穎角度較大、柱頭外露率較高的特點(diǎn)，利用該不育系配置秈粳亞種間雜交稻組合，制種產(chǎn)量較高，有效解決了該類型配組方式制種因父母本花時不遇而產(chǎn)量偏低的技術(shù)障礙。常5-108A 屬遲熟中粳稻不育系，配組范圍較廣，所配組合既可在江蘇北部地區(qū)做雜交中粳稻種植，又可在江蘇南部及沿江地區(qū)作單季晚粳稻種植，適應(yīng)范圍較廣。故該不育系具有良好的應(yīng)用前景。