高配合力優(yōu)質(zhì)秈型兩系不育系504S的選育與應(yīng)用

從夕漢 阮新民 施伏芝 杜弘楊 羅玉祥 羅志祥

（安徽省水稻遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所/國(guó)家水稻改良中心 合肥分中心，合肥 230031；第一作者：congxihan@126.com；*通訊作者：lzx6176@126.com）

水稻是世界上重要的糧食作物之一。1973年，我國(guó)著名育種家石明松在粳稻品種農(nóng)墾58中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)光溫敏不育株，這一開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)正式拉開了兩系雜交水稻育種的序幕[1-2]。安農(nóng)S-1的發(fā)現(xiàn)并育成極大推動(dòng)了我國(guó)秈型兩系雜交水稻育種的進(jìn)程[3-4]。隨著人們生活水平的提高和水稻生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，雜交水稻育種已由早期的“高產(chǎn)”單一目標(biāo)轉(zhuǎn)向“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆、高效”等綜合目標(biāo)[5-6]。因此，選育株型好、不育起點(diǎn)溫度低、異交結(jié)實(shí)率高、米質(zhì)優(yōu)、高配合力等特性的優(yōu)良光溫敏核不育系是當(dāng)前兩系雜交水稻育種重中之重。

504S系安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所以我國(guó)生產(chǎn)上廣泛使用的秈型兩系不育系1892S為母本，與安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所自育三系保持系65B（豐8B/早秈M057）雜交、自交，在安徽合肥和海南陵水經(jīng)5年8代穿梭選育而成的優(yōu)質(zhì)秈型溫敏核不育系。2013年8月通過安徽省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)組織的專家鑒定。504S配組優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，所配雜交組合表現(xiàn)株型好、莖稈硬、葉片直挺、產(chǎn)量高、米質(zhì)優(yōu)、抽穗期耐熱性較強(qiáng)等特點(diǎn)。以504S配組培育的中秈兩系雜交水稻新組合兩優(yōu)5078和兩優(yōu)5077先后于2019年和2020年通過國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。該不育系的創(chuàng)制為兩系雜交水稻育種提供了一個(gè)高配合力優(yōu)質(zhì)親本。

1 選育過程

2006年冬季在海南陵水用1892S為母本與三系保持系65B（豐8B與早秈M057雜交選育）雜交，獲得雜種F1代種子15粒。2007年夏季在合肥種植F1代種子，栽1行7株，自交結(jié)實(shí)混收種子15 g。2007年冬季在海南陵水種植F2群體約500株，選擇綜合性狀優(yōu)良的不育株18株。2008年夏季在合肥種植F3，種植株行18個(gè)×22株，入選單株12個(gè)，再生自交結(jié)實(shí)留種。2008年冬季在海南陵水種植F4，種植株行12個(gè)×22株，選優(yōu)良株行8個(gè)。2009年夏季在合肥種植F5，種植株行8個(gè)×22株，選優(yōu)良株行4個(gè)，收單株10個(gè)。2009年冬季在海南陵水種植F6，種植株行10個(gè)，選優(yōu)良株行6個(gè)。2010年夏季在合肥種植F7，建立株系圃種株行6個(gè)，選優(yōu)良純化株系1個(gè)，性狀基本穩(wěn)定，定名為504S。2011年夏季在合肥用504S與自選恢復(fù)系廣泛測(cè)交配組。2011年冬季在海南陵水繁殖原原種。2012年夏季在合肥鑒定圃觀察育性，生產(chǎn)核心種子，并種植雜交種，部分組合表現(xiàn)優(yōu)異。2013年8月通過華中農(nóng)業(yè)大學(xué)組織的育性鑒定和安徽省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)組織的田間育性鑒定。

2 育性表現(xiàn)

2.1 田間育性表現(xiàn)

2010年6個(gè)株行600株，8月2日、16日分別取100株進(jìn)行花粉鏡檢，結(jié)果敗育率100%；花粉敗育類型以無花粉型為主，少量典敗。同時(shí)套袋10穗，9月1日調(diào)查自交結(jié)實(shí)情況，均不結(jié)實(shí)。

2011年在合肥分期播種觀察504S在自然條件下育性動(dòng)態(tài)，自5月1日開始至6月30日結(jié)束，每10 d播1期，共7期，從始穗開始，每隔1～2 d取5個(gè)株穗鏡檢。結(jié)果表明，504S不育期較長(zhǎng)，育性轉(zhuǎn)換明顯。7月30日至9月11日鏡檢花粉敗育率為99.8～100.0%。9月14日開始轉(zhuǎn)成可育，表明504S在2011年不育期長(zhǎng)達(dá)44 d。套袋自交從7月30日開始，至9月16日。其中，9月9日前套袋自交，除8月15日、9月4日自交結(jié)實(shí)率0.1%外，其余均表現(xiàn)自交不結(jié)實(shí)。9月14日和9月16日套袋自交結(jié)實(shí)率為5.56%和14.88%。

2012年在合肥分期播種觀察504S在自然條件下育性動(dòng)態(tài)，自5月1日開始至6月30日結(jié)束，每10 d播1期共7期，從始穗開始，每隔1～2 d取5個(gè)株穗鏡檢。結(jié)果表明，504S不育期較長(zhǎng)，育性轉(zhuǎn)換明顯。7月30日至9月11日鏡檢花粉敗育率為99.82～100.0%。9月14日開始轉(zhuǎn)成可育，表明504S在2012年不育期長(zhǎng)達(dá)44 d。套袋自交從7月30日開始，至9月16日。其中，9月9日前套袋自交，除7月30日、9月6日、9月11日自交結(jié)實(shí)率為0.1%、0.1%、0.24%外，其余均表現(xiàn)自交不結(jié)實(shí)。9月14日和9月16日套袋自交結(jié)實(shí)率為6.35%和17.45%。

2013年8月22日，安徽省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)組織專家對(duì)504S進(jìn)行田間育性鑒定，隨機(jī)考查套袋的104個(gè)株穗，19 732朵穎花，未發(fā)現(xiàn)結(jié)實(shí)穎花，套袋自交不實(shí)率為100.0%；對(duì)8月22日抽穗群體102株穗不同穗部進(jìn)行穎花鏡檢，510朵穎花，以無花粉敗育為主，未發(fā)現(xiàn)可育花粉，花粉敗育率為100.0%。對(duì)田間1 080株種植群體現(xiàn)場(chǎng)考察，農(nóng)藝性狀整齊一致，不育株率達(dá)100.0%。

2.2 人工氣候箱育性鑒定結(jié)果

2013年8月在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院進(jìn)行人工氣候箱育性鑒定試驗(yàn)，結(jié)果表明，在日平均23.0℃和光照14.5 h的低溫長(zhǎng)日照條件下，花粉敗育度99.67%，自交結(jié)實(shí)率0；在日平均25.0℃和光照14.5 h的條件下，花粉敗育度99.74%，自交結(jié)實(shí)率0.0%；在日平均25.0℃和光照12.5 h的條件下，花粉敗育度99.77%，自交結(jié)實(shí)率0；在自然溫度和光照長(zhǎng)度14.5 h的條件下，花粉不育度100.0%，自交結(jié)實(shí)率0。說明504S育性轉(zhuǎn)換起點(diǎn)溫度低，不育性穩(wěn)定，花粉敗育徹底。

3 特征特性

3.1 農(nóng)藝性狀

504S在合肥種植株高80.0 cm，株型緊湊，平均穗長(zhǎng)21.7 cm，每穗總粒數(shù)162.5粒，包頸長(zhǎng)度6.2 cm，包頸粒數(shù)18.7粒，包頸粒率11.5%。單株成穗8～10個(gè)，千粒重25.2 g左右，谷粒長(zhǎng)形，稃尖無色。劍葉較寬且直立，劍葉較長(zhǎng)，長(zhǎng)度為34.5 cm，寬度為1.6 cm，葉色較深，分蘗力較強(qiáng)，莖稈較粗。

晴好天氣10∶00至11∶00開花，較集中，柱頭無色，外露率為51.3%，小面積制種異交結(jié)實(shí)率可達(dá)45.0%。2013年在合肥5月初至5月底播種，播始?xì)v期83 d左右，主莖葉片數(shù)15.5葉。該不育系穗大、粒多、莖稈較粗，柱頭外露率和異交結(jié)實(shí)率較高，配組優(yōu)勢(shì)強(qiáng)。

3.2 稻米品質(zhì)

2020年8月取樣經(jīng)安徽省稻米及制品檢測(cè)中心（合肥）測(cè)試，504S的糙米率81.2%，精米率70.5%，整精米率58.8%，粒長(zhǎng)6.9 mm，長(zhǎng)寬比2.8，堊白粒率13.0%，堊白度2.2%，透明度1級(jí)，堿消值7.0級(jí)，膠稠度66.0 mm，直鏈淀粉含量14.6%。依據(jù)NY/T593-2013《食用稻品種品質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，504S稻米品質(zhì)符合二等食用稻品種品質(zhì)要求。

3.3 抗性

經(jīng)多年田間觀察，未見白葉枯病、稻瘟病發(fā)生。2019年8月安徽省農(nóng)科院植保所接種鑒定：稻瘟病抗性5級(jí)。

4 配組應(yīng)用

2010—2011年在合肥用504S與自育優(yōu)良水稻恢復(fù)系配組，成熟期取中間5株曬干考種。2012年參加小區(qū)（約6.67 m2）鑒定試驗(yàn)，成熟期取中間5株曬干考種，并收割稱產(chǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，504S配組優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，其所配組合表現(xiàn)出株型好、熟期適中、穗型較大、結(jié)實(shí)率高、產(chǎn)量高、米質(zhì)優(yōu)、抽穗期耐熱性較強(qiáng)等特點(diǎn)。所配不同組合每穗總粒數(shù)188.5～223.0粒，結(jié)實(shí)率80.3%～87.8%，千粒重25.4～28.7 g。所配優(yōu)良組合兩優(yōu)5078（審定編號(hào)：國(guó)審稻20196104）和兩優(yōu)5077（審定編號(hào)：國(guó)審稻20200023）分別于2019年和2020年通過國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。

4.1 兩優(yōu)5078

兩優(yōu)5078是用504S與R378配組育成的中秈兩系雜交水稻新組合。全生育期133.9 d，比對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)長(zhǎng)0.6 d。株高120.5 cm，穗長(zhǎng)24.4 cm，有效穗數(shù)18.0萬/667 m2，每穗總粒數(shù)193.7粒，結(jié)實(shí)率83.4%，千粒重24.2 g。整精米率62.2%，堊白粒率19%，堊白度2.5%，直鏈淀粉含量13.2%，膠稠度68 mm，長(zhǎng)寬比3.3，達(dá)到農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《食用稻品種品質(zhì)》三級(jí)。稻瘟病綜合指數(shù)3.3，穗頸瘟損失率最高級(jí)3級(jí)，白葉枯病5級(jí)，褐飛虱7級(jí)，抽穗期耐熱性3級(jí)；中抗稻瘟病，中感白葉枯病，感褐飛虱，抽穗期耐熱性較強(qiáng)。

2017年參加長(zhǎng)江中下游中秈遲熟區(qū)域試驗(yàn)，平均單產(chǎn)655.8 kg/667 m2，比對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)增產(chǎn)8.2%；2018年續(xù)試，平均單產(chǎn)681.7 kg/667 m2，比對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)增產(chǎn)9.5%；2018年參加生產(chǎn)試驗(yàn)，平均單產(chǎn)649.9 kg/667 m2，比對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)增產(chǎn)6.1%。

4.2 兩優(yōu)5077

兩優(yōu)5077是用504S與R177配組育成的中秈兩系雜交水稻新組合。在長(zhǎng)江中下游作一季中稻種植，全生育期133.8 d，比對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)早熟0.3 d。株高116.7 cm，穗長(zhǎng)26.3 cm，有效穗數(shù)17.6萬/667 m2，每穗總粒數(shù)197.9粒，結(jié)實(shí)率86.3%，千粒重22.9 g；整精米率67.9%，堊白度0.9%，直鏈淀粉含量16.3%，膠稠度73 mm，堿消值6.6級(jí)，長(zhǎng)寬比3.3，達(dá)到農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《食用稻品種品質(zhì)》二級(jí)。稻瘟病綜合指數(shù)兩年分別為4.3、4.0，穗頸瘟損失率最高級(jí)7級(jí)，感稻瘟病，白葉枯病7級(jí)，褐飛虱9級(jí)，感白葉枯病，高感褐飛虱，抽穗期耐熱性強(qiáng)。

2018年參加長(zhǎng)江中下游中秈遲熟組區(qū)域試驗(yàn)，平均單產(chǎn)656.36 kg/667 m2，比對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)增產(chǎn)6.79%；2019年續(xù)試，平均單產(chǎn)693.98 kg/667 m2，比對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)增產(chǎn)8.30%；2019年參加生產(chǎn)試驗(yàn)，平均單產(chǎn)647.54 kg，比對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)增產(chǎn)6.86%。

5 繁殖技術(shù)要點(diǎn)

在海南陵水繁殖，抽穗揚(yáng)花期在3月中上旬，保證育性不轉(zhuǎn)換。2012年冬在海南省陵水縣小面積繁殖，繁殖面積0.011 hm2，12月19日播種，3月12日抽穗，有效穗數(shù)15.1萬/667 m2，每穗總粒數(shù)150.8粒，每穗實(shí)粒數(shù)65.3粒，千粒重25.4 g，實(shí)收單產(chǎn)3 222.0 kg/hm2。表明504S可繁性較好。