優(yōu)質(zhì)水稻核心種質(zhì)‘松93—8’的創(chuàng)建與利用

閆平 牟鳳臣 武洪濤 于艷敏 張書利 徐振華 周勁松

摘要：為了驗(yàn)證‘松93-8是優(yōu)質(zhì)水稻核心種質(zhì)，以便發(fā)揮該資源在優(yōu)質(zhì)水稻新品種培育中的作用，以‘松93-8作為親本配置雜交組合，采用系譜法選擇，對(duì)水稻品種農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行了相關(guān)性分析。結(jié)果表明，11年間育成水稻新品種23個(gè)，育成的新品種具有熟期早、米質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，累計(jì)推廣種植201.3萬hm2；育成的新品種生育期與株高、穩(wěn)長(zhǎng)、產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與水稻穩(wěn)頸瘟呈極顯著負(fù)相關(guān)；整精米率與糙米率、堊白率呈極顯著正相關(guān)；食味值與糙米率、整精米率、膠稠度呈正相關(guān)，與堊白率、堊白度、直鏈淀粉含量呈負(fù)相關(guān)。表明‘松93-8遺傳力、配合力強(qiáng)，是遺傳基礎(chǔ)廣泛的優(yōu)質(zhì)水稻核心種質(zhì)資源。

關(guān)鍵詞：‘松93-8；核心種質(zhì)；水稻；優(yōu)質(zhì)

中圖分類號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 論文編號(hào)：cias14100044

0 引言

2014年5月2日，中央電視臺(tái)CCTV-1頻道《舌尖上的中國(guó)2》節(jié)目，報(bào)道了“五常大米是中國(guó)最好的大米”，再次提升了“五常大米”在全國(guó)的知名度，而“五常大米”好吃的原因除了獨(dú)特的土壤、氣候條件外，優(yōu)質(zhì)水稻品種是支撐“五常大米”好吃的關(guān)鍵，而優(yōu)質(zhì)水稻品種則來源于優(yōu)質(zhì)水稻種質(zhì)資源。稻種資源是水稻育種研究的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是育種成敗的關(guān)鍵，如何選用種質(zhì)資源越來越被育種家們重視。林世成等認(rèn)為，建國(guó)以來被利用的水稻骨干資源不多，主要集中在幾個(gè)品種中，指出了某一特定時(shí)期在水稻育種中必然會(huì)有某些優(yōu)良種質(zhì)及其衍生系統(tǒng)，或因其具有對(duì)環(huán)境條件的廣泛適應(yīng)性，或因其綜合性狀優(yōu)良且配合力強(qiáng)，或因其攜帶特殊的有利基因而被普遍應(yīng)用于品種改良計(jì)劃之中，及時(shí)發(fā)掘并利用自然界已有的或新創(chuàng)造出來的優(yōu)良種質(zhì)，是品種改良事業(yè)突飛猛進(jìn)的保證。湯圣祥等研究認(rèn)為，對(duì)中國(guó)常規(guī)新品種育成和產(chǎn)量提高做出重大貢獻(xiàn)的核心骨干親本35個(gè)，其中，秈稻19個(gè)，粳稻16個(gè)。周少川等認(rèn)為，水稻核心種質(zhì)是指在具有某些優(yōu)良性狀的育種材料中，其高效性主要體現(xiàn)在核心種質(zhì)在育種上的利用效率，并認(rèn)為核心種質(zhì)具三大共性：一是綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良，抗性好；二是遺傳基礎(chǔ)廣泛；三是配合力強(qiáng)，能較好地與遺傳距離較遠(yuǎn)的種質(zhì)相結(jié)合，保持原有的優(yōu)點(diǎn)，改良原有的不理想性狀，利用核心種質(zhì)育成的品種類型多，育種成效好。李白超等認(rèn)為，核心種質(zhì)應(yīng)該具備異質(zhì)性、多樣性和代表性、實(shí)用性、動(dòng)態(tài)性4個(gè)特征。

‘松93-8是黑龍江省農(nóng)科院五常水稻所通過系統(tǒng)選育而成的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源，利用‘松93-8作為核心種質(zhì)資源，僅黑龍江省育種單位就育成水稻品種23個(gè)，特別是黑龍江省第一積溫帶（包括五常市）育成的優(yōu)質(zhì)水稻品種和‘松93-8密切相關(guān)，并創(chuàng)建了一批優(yōu)良種質(zhì)資源。然而科研工作者對(duì)‘松93-8及其衍生物研究的很少，也沒有相關(guān)報(bào)導(dǎo)，為了更廣泛的宣傳、應(yīng)用‘松93-8優(yōu)質(zhì)水稻核心種質(zhì)資源，筆者從1994年開展了“優(yōu)質(zhì)水稻核心種質(zhì)‘松93-8創(chuàng)建與利用”研究，為水稻新品種選育及相關(guān)研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 ‘松93-8核心種質(zhì)創(chuàng)建

1990年在黑龍江省農(nóng)科院五常水稻所異地選拔、鑒定試驗(yàn)基地，在秈粳雜交后代‘松88-11（‘松粳3號(hào)）品種試驗(yàn)田種，發(fā)現(xiàn)一變異個(gè)體，其主要性狀與‘松88-11（‘松粳3號(hào)）完全不同，經(jīng)過1991-1992年加代擴(kuò)繁，穩(wěn)定后起名為‘松93-8，由于該品種米質(zhì)優(yōu)，經(jīng)綜合分析被確定為核心種質(zhì)加以利用。

1.2 ‘松93-8產(chǎn)量和品質(zhì)鑒定

‘松93-8生育期146天左右，需活動(dòng)積溫2780℃。株高100 cm左右，穗長(zhǎng)23 cm左右，每穗粒數(shù)125粒左右，千粒重26 g，粒型細(xì)長(zhǎng)，稀有芒，劍葉上舉，活稈成熟，分蘗力強(qiáng)而且集中。所內(nèi)產(chǎn)量鑒定公頃產(chǎn)量7500 kg，比對(duì)照‘松粳2號(hào)增產(chǎn)2.1%。經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物制品檢測(cè)中心米質(zhì)分析結(jié)果為：糙米率81.5%，精米率73.4%，整精米率66.4%，粒長(zhǎng)5.6 mm，粒寬2.7 mm，長(zhǎng)寬比2.1，堊白大小13.5%，堊白米率4.0%，堊白度0.5%，直鏈淀粉（占干重）17.88%，膠稠度65.3 mm，堿消值7.0級(jí)，粗蛋白（干基）7.16%。食味評(píng)分24.4分，符合一級(jí)優(yōu)質(zhì)米。

1.3 ‘松93-8核心種質(zhì)利用

1994年以來黑龍江省農(nóng)科院五常水稻所以‘松93-8及其衍生物為核心親本，以地理遠(yuǎn)緣品種‘通306、‘遼粳152等資源配置重點(diǎn)組合25個(gè)，以系譜法選擇，F(xiàn)₄代開始結(jié)合異地多點(diǎn)篩選和鑒定，特別是病區(qū)的鑒定，增加選擇壓力，于1998年以來共穩(wěn)定‘松98-122（松粳9號(hào)）等后代材料31份，1999年開始進(jìn)行所內(nèi)產(chǎn)量鑒定，2000年開始參加黑龍江省區(qū)域試驗(yàn)。同時(shí)，黑龍江省其他育種單位也開始利用‘松93-8作為核心親本開展優(yōu)質(zhì)水稻新品種選育。

2 結(jié)果與分析

2.1‘松93-8遺傳基礎(chǔ)廣泛

從圖1看出，‘松93-8既有秈稻資源‘矮腳南特、‘沈蘇6號(hào)、‘越路早生，也有粳稻資源‘合江20，既有國(guó)外日本資源‘豐錦、‘藤坂5號(hào)、‘早豐，也有國(guó)內(nèi)資源‘遼粳5號(hào)、‘合江14等，即‘松93-8集秈粳稻、國(guó)內(nèi)外、省內(nèi)外資源于一身，遺傳基礎(chǔ)廣泛。

2.2 ‘松93-8核心種質(zhì)利用成效

圖2表明，圍繞‘松93-8及其衍生物為核心種質(zhì)資源，黑龍江省育種單位共育成水稻品種23個(gè)，其中，黑龍江省農(nóng)科院五常水稻所育成新品種9個(gè)，黑龍江省農(nóng)科院栽培所育成新品種3個(gè)，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)育成新品種6個(gè)，五常市利元種子公司育成新品種2個(gè)，五常市種子公司育成新品種1個(gè)，綏化市喬氏種業(yè)育成新品種1個(gè)，五常市龍洋種子公司育成新品種1個(gè)。以上的育種成效表明了合理利用‘松93-8作為核心種質(zhì)可以育成大量的優(yōu)質(zhì)水稻新品種。

2.3 新品種主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

表1（數(shù)據(jù)是黑龍江省歷年區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值或年度間幅度值）表明，新品種具有以下特點(diǎn)：（1）熟期早：早熟是決定寒地水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)。2003—2013年11年間，黑龍江省水稻育種單位利用‘松93-8及其衍生物育成水稻新品種23個(gè)，品種生育期在134～147天，有7個(gè)品種和‘松93-8同熟期，占新品種的30.43%，其余69.57%新品種都比‘松93-8早4～11天，擴(kuò)大了新品種的適用范圍。（2）產(chǎn)量高：新品種比相應(yīng)對(duì)照品種增產(chǎn)4.9%～10.85%之間，增產(chǎn)8.0%以上的品種占新品種數(shù)量的57.14%，其中產(chǎn)量表現(xiàn)突出的品種有‘松粳9號(hào)，2004年8 hm²連片種植平均產(chǎn)量10519.5 kg/hm²；2005年7 hm²連片種植平均產(chǎn)量11029.5kg/hm²，達(dá)到了寒地早粳10500kg/hrn2的超級(jí)稻產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)，2006年被農(nóng)業(yè)部確定為超級(jí)稻品種。（3）抗逆性強(qiáng)：黑龍江省種子管理局指定單位進(jìn)行稻瘟病接種鑒定，新品種穗頸瘟低于3級(jí)（含3級(jí)）的年次占77.27%，穗頸瘟5級(jí)的占18.18%，穗頸瘟7～9級(jí)的只占4.55%；水稻減數(shù)分裂期深井冷水串灌，空殼率低于10%的占35.14%，空殼率在10%～20%的占51.35%，空殼率在20%～30%的占13.51%。整體綜合表現(xiàn)抗逆性強(qiáng)。

2.4 新品種主要性狀的關(guān)系

表2表明，新品種生育期與株高、穗長(zhǎng)、產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與水稻穗頸瘟呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明熟期越晚產(chǎn)量越高，抗穗頸瘟性越強(qiáng)；株高與穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，與穗頸瘟呈顯著負(fù)相關(guān)；穗長(zhǎng)與每穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與穗頸瘟呈極顯著負(fù)相關(guān)；每穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與穗頸瘟呈顯著負(fù)相關(guān)。

2.5 新品種品質(zhì)性狀

表3表明，以‘松93-8作為核心種質(zhì)，育成的水稻新品種稻米品質(zhì)均超過國(guó)家二級(jí)優(yōu)質(zhì)米以上標(biāo)準(zhǔn)，其中，碾米品質(zhì)中的糙米率有60.87%的品種達(dá)到國(guó)家一級(jí)優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)，整精米率有69.57%的品種達(dá)到國(guó)家一級(jí)優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)；外觀品質(zhì)的粒長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比、堊白率、堊白度均達(dá)到國(guó)家一級(jí)優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)；蒸煮品質(zhì)的直鏈淀粉含量有73.91%的品種達(dá)到國(guó)家一級(jí)優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)；新品種食味品質(zhì)均為國(guó)家部頒二級(jí)優(yōu)質(zhì)米，這可能與黑龍江省稻米食味分析對(duì)照品種的食味分值設(shè)置較低有關(guān)。

2.6 新品種主要品質(zhì)性狀的關(guān)系

表4表明，整精米率與糙米率、堊白率呈極顯著正相關(guān)，與膠稠度呈負(fù)相關(guān)，與徐正進(jìn)等、吳春贊等研究的整精米率與糙米率呈極顯著正相關(guān)，與堊白率呈極顯著負(fù)相關(guān)，與膠稠度呈正相關(guān)不同，這可能與本研究都是長(zhǎng)粒型品種有關(guān)；堊白率與堊白度呈顯著正相關(guān)，與膠稠度呈顯著負(fù)相關(guān)，與劉寶海、李平等、趙鏞洛等”、池曉雯研究的堊白米率與堊白度呈極顯著正相關(guān)，堊白度與膠稠度呈顯著負(fù)相關(guān)相同；徐銓等、邊嘉賓等、施利利等研究認(rèn)為，水稻食味值與直鏈淀粉含量呈顯著負(fù)相關(guān)，本研究結(jié)果為，新品種食味值與糙米率、整精米率、膠稠度呈正相關(guān)，與堊白率、堊白率、直鏈淀粉含量呈負(fù)相關(guān)，沒有達(dá)到顯著水平，這可能與新品種各品質(zhì)性狀都是一、二級(jí)優(yōu)質(zhì)米，數(shù)值間差異較小有關(guān)。

2.7 主要農(nóng)藝性狀與品性狀的關(guān)系

表5表明，水稻株高與糙米率、整精米率呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)程度為78.47%和54.15%，沒有達(dá)到顯著水平，與堊白率達(dá)到顯著負(fù)水平；每穗粒數(shù)與糙米率、整精米率、堊白率、堊白度、膠稠度呈負(fù)相關(guān)，與直鏈淀粉含量、食味評(píng)分呈正相關(guān)，沒有達(dá)到顯著水平；穗粒數(shù)與整精米率呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)程度為71.1%，千粒重與直鏈淀粉含量呈正相關(guān)，沒有達(dá)到顯著水平，與葉定池等研究穗粒數(shù)與整精米率呈極顯著負(fù)相關(guān)，千粒重與直鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)的趨勢(shì)一致，但顯著性不同，這可能與秈、粳稻性狀差異有關(guān)；糙米率、整精米率與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，同于建波研究的結(jié)論相近；穗頸瘟與堊白率呈極顯著正相關(guān)，與潘國(guó)君等研究結(jié)果相同。

2.8 新品種的應(yīng)用

以‘松93-8作為核心種質(zhì)育成的水稻新品種，是目前黑龍江省第一、二積溫帶主栽品種，2013年推廣種植34.04萬hm²，2003年以來在黑龍江省累計(jì)推廣種植201.3萬hm²（黑龍江省種子管理局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。由于這些新品種米質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣，很受當(dāng)?shù)剞r(nóng)民歡迎，并得到了省內(nèi)外同行專家的高度認(rèn)可，‘松粳9號(hào)于2008年獲得黑龍江省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，‘龍稻7號(hào)于2009年獲得黑龍江省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，‘松粳7號(hào)于2009年獲得黑龍江省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，‘五優(yōu)稻4號(hào)于2011年獲得黑龍江省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。同時(shí)，這些優(yōu)質(zhì)水稻品種已作為黑龍江省育種單位新一輪核心種質(zhì)資源加以利用，它們的后代材料很快將在生產(chǎn)上應(yīng)用。

3 結(jié)論與討論

稻種資源是水稻育種研究的物質(zhì)基礎(chǔ)，選好、用好稻種資源是水稻育種成敗的關(guān)鍵。世界各國(guó)收集并保存的水稻及其近緣野生種質(zhì)資源大約25萬份，如何挖掘、改良、創(chuàng)新、利用好種質(zhì)資源，育種家們已提出了很好的建議。盧寶榮等認(rèn)為水稻育種程序中一項(xiàng)重要工作是種質(zhì)資源的正確選用；楊守仁等提出的理想株型與穩(wěn)定的有利優(yōu)勢(shì)相結(jié)合和楊振玉等提出的“秈粳架橋”實(shí)現(xiàn)有利基因交換，都試圖把秈稻資源引入粳稻或粳稻資源引入秈稻，實(shí)現(xiàn)秈、粳稻的超高產(chǎn)育種。借鑒上述專家的研究理論，黑龍江省水稻育種家利用‘松93-8為核心種質(zhì)，在11年間育成水稻新品種23個(gè)，育成的新品種具有熟期早、米質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，累計(jì)推廣種植201.3萬hm²；育成的新品種生育期與株高、穗長(zhǎng)、產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.5081、0.4730、0.4146，與水稻穗頸瘟呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.5962；整精米率與糙米率、堊白率呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.5546和0.60591食味值與糙米率、整精米率、膠稠度呈正相關(guān)，與堊白率、堊白度、直鏈淀粉含量呈負(fù)相關(guān)。驗(yàn)證了‘松93-8遺傳力、配合力強(qiáng)，是遺傳基礎(chǔ)廣泛的優(yōu)質(zhì)水稻核心種質(zhì)資源。

黑龍江省水稻育種以粳粳交為主，種質(zhì)資源主要源于愛國(guó)、坊主、旭、龜之尾等日本品種，遺傳基礎(chǔ)狹窄。然而粳稻遺傳背景帶有明顯的地域性，并受到國(guó)外引入品種（尤其是日本品種）的強(qiáng)烈影響。如何改變水稻遺傳基礎(chǔ)單一、遺傳背景狹窄已成為黑龍江省水稻育種家的一大難題。本研究利用的種質(zhì)資源‘松93-8是黑龍江省農(nóng)科院五常水稻所以秈粳雜交和引進(jìn)秈粳中間材料并加以利用育成的黑龍江省第一個(gè)具有秈粳稻血緣的長(zhǎng)粒型粳稻品種，通過綜合鑒定確定‘松93-8為核心種質(zhì)，并以‘松93-8為親本育成優(yōu)質(zhì)水稻新品種9個(gè)（全省育成23個(gè)），育成的水稻新品種稻米品質(zhì)均達(dá)到國(guó)家一、二級(jí)優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)，抗病性、耐冷性、以及產(chǎn)量水平均有大幅度的提高，新育成的水稻品種除了在黑龍江省的適應(yīng)區(qū)內(nèi)大面積推廣種植外，大部分品種已作為新的種質(zhì)資源被加以利用，極大地豐富了寒地優(yōu)質(zhì)水稻種質(zhì)資源。

但是以‘松93-8為核心種質(zhì)育成的23個(gè)品種都以單交為主，大部分品種在生產(chǎn)上推廣3～5年就因稻瘟病的發(fā)生而停止推廣，所以，采用回交或復(fù)交等手段，加強(qiáng)有利基因的聚合是今后研究的重點(diǎn)。