雜交水稻秈型三系不育系珈豐91A 的選育及應(yīng)用

胡繼紅，柯傳勇，劉善德，黃海燕，廖光毅

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科技人才辦公室，武漢 430070；2.武漢科珈種業(yè)科技有限公司，武漢 430070）

糧安天下，種鑄基石。種業(yè)科技自立自強(qiáng)、種源自主可控，不僅是推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必要途徑，更是事關(guān)國(guó)家糧食安全的戰(zhàn)略性舉措。習(xí)近平總書記指示“要下決心把民族種業(yè)搞上去”“立志打一場(chǎng)種業(yè)翻身仗”。種質(zhì)資源創(chuàng)新是水稻新品種選育的基礎(chǔ)，不育系的創(chuàng)新與創(chuàng)制更是雜交水稻育種的關(guān)鍵［1-3］。近年來(lái)，中國(guó)三系雜交水稻培育取得了較大的進(jìn)步，在稻米品質(zhì)、耐高溫、高產(chǎn)等方面取得了較大的突破。據(jù)統(tǒng)計(jì)，三系法雜交水稻的推廣面積已占全國(guó)雜交水稻面積的50%左右，已經(jīng)成為水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用的主要途徑［4］。武漢科珈種業(yè)科技有限公司堅(jiān)持自主創(chuàng)新，不斷提升優(yōu)良品種選育能力，并聯(lián)合省內(nèi)省外農(nóng)業(yè)科研院所，開(kāi)展種業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、新品種選育。于2017 年開(kāi)始，一直致力于抗稻瘟病的三系不育系選育與研究，力圖將優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、配合力、異交性，尤其是抗稻瘟病等特性有機(jī)地結(jié)合在一起，培育出符合市場(chǎng)需求的三系不育系。歷經(jīng)7 年10 個(gè)世代，最終選育出了珈豐91A，符合上述三系不育系選育的要求。并于2023 年8 月通過(guò)湖北省品種審定委員會(huì)的鑒定與評(píng)審。

1 選育過(guò)程

1.1 保持系的選育

2017年3月在海南省陵水縣以荃9311B為母本，以雜交種荃優(yōu)華占為父本，通過(guò)人工溫燙去雄組配荃9311B/荃優(yōu)華占組合，收雜交種子80粒。2017年5月在湖北省荊州市種植荃9311B/荃優(yōu)華占F1代60株，在8月抽穗揚(yáng)花期，以荃9311B為母本，以荃9311B/荃優(yōu)華占F1代葉片檢測(cè)帶有Pi2抗稻瘟病基因早熟株為父本進(jìn)行人工溫燙去雄雜交，收獲雜交種子100 粒。2017 年12 月在海南省陵水縣播種荃9311B//荃9311B/荃優(yōu)華占F1代，種植80株，于2018年4月成熟期選擇結(jié)實(shí)率高、株型偏荃9311B、分子標(biāo)記檢測(cè)帶有Pi2抗稻瘟病基因單株混收3 000 粒種子。2018 年5月在武漢市單本種植荃9311B//荃9311B/荃優(yōu)華占F2代大群體2 000 株，于抽穗期選擇分蘗強(qiáng)、抽穗整齊、開(kāi)花早、花粉量大的單株掛牌進(jìn)行稻瘟病抗性基因Pi2取樣檢測(cè)，在成熟期選擇株型好、結(jié)實(shí)率高、粒型好、米質(zhì)外觀好的可育單株，綜合抽穗期和成熟期性狀共選擇帶有Pi2純合和雜合基因單株30 個(gè)。2018年12月在海南省陵水縣播種30個(gè)F3代株系。后經(jīng)過(guò)系譜法選育，1年2季連續(xù)多代自交并進(jìn)行分子標(biāo)記輔助抗性基因選擇育成，2022年保持系為世代F13。

1.2 不育系的選育

2019 年3 月在海南省陵水縣從荃9311B//荃9311B/荃優(yōu)華占F3代株系中選株與荃9311A 成對(duì)測(cè)交［5］，2019 年5 月在武漢市種植成對(duì)株行，于抽穗揚(yáng)花期通過(guò)鏡檢F1代花粉育性選擇高不育株系不育株與保持系成對(duì)回交，如此連續(xù)多代與所選保持系成對(duì)回交，每代通過(guò)對(duì)不育株行進(jìn)行花粉鏡檢，擇優(yōu)淘劣選擇配對(duì)保持系單株，經(jīng)過(guò)2 年4 季保持系與不育系同步選育，至2021 年8 月，保持系（世代F8）株行號(hào)B1791 和不育系（世代B4F1）株行號(hào)A1791 的成對(duì)株行農(nóng)藝性狀整齊一致，都具有純合的Pi2抗稻瘟病基因，不育系株行花粉敗育徹底，花粉鏡檢不育度99.9%，套袋自交結(jié)實(shí)率為0。根據(jù)不育系穩(wěn)定編號(hào)和公司名稱定名不育系為珈豐91A。

2 品種的特征特性

2.1 形態(tài)及農(nóng)藝性狀

2022 年夏季在武漢市漢南基地種植，珈豐91A農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為株型松散適中，分蘗力中等，莖稈粗壯，長(zhǎng)勢(shì)茂盛，劍葉中長(zhǎng)寬挺，葉色淡綠，稃尖、柱頭、葉鞘均無(wú)色；株高80 cm，穗紡錘型，每穗粒數(shù)150～170 粒，谷粒長(zhǎng)型，少頂芒，穗長(zhǎng)23～25 cm，千粒重27.5 g，包莖率20%～25%。

2022 年冬季在海南省陵水縣珈豐91A 農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為株型松散適中，分蘗力中等，莖稈粗壯，長(zhǎng)勢(shì)茂盛，劍葉中長(zhǎng)寬挺，葉色淡綠，稃尖、柱頭、葉鞘均無(wú)色；株高75 cm，穗紡錘型，每穗粒數(shù)140～160粒，谷粒長(zhǎng)型，少頂芒，穗長(zhǎng)21～23 cm，千粒重28.5 g，包頸率20%～30%。

2.2 生育期

珈豐91A 于2022 年5 月9 日在武漢市漢南基地播種，7 月23 日始穗，播始?xì)v期76 d，總?cè)~片數(shù)13.1片；5 月23 日播種，8 月5 日始穗，播始?xì)v期76 d，總?cè)~片數(shù)12.9 片，比同期播種的荃9311A 播始?xì)v期短2 d；于2022 年12 月11 日在海南省陵水縣播種，次年3 月18 日始穗，播始?xì)v期98 d，總?cè)~片數(shù)14.5 片（表1）。該不育系播始?xì)v期相對(duì)穩(wěn)定，生育期對(duì)溫度較敏感，屬長(zhǎng)江流域感溫型印尼水田谷型胞質(zhì)不育系。

表1 2022 年珈豐91A 分期播種生育期及葉齡變化

2.3 柱頭外露率，開(kāi)花習(xí)性及異交結(jié)實(shí)率調(diào)查

據(jù)調(diào)查，珈豐91A 不育系柱頭單邊外露83.5%，雙邊外露62.3%。不育系開(kāi)花對(duì)溫度比較敏感，高溫有利于開(kāi)花。夏日晴天花時(shí)9：00—10：00，第1 天抽穗，第2 天開(kāi)花，開(kāi)花相對(duì)集中，單穗花期2～3 d，單株花期5～7 d。穎殼張角30°～35°。植株對(duì)赤霉酸“920”中度敏感，解除穗部包莖赤霉酸“920”施用量為450～525 g/hm2。父母本花期相遇較好的情況下，一般異交結(jié)實(shí)率達(dá)50%～60%。

2.4 柱頭活力測(cè)定

選穗剪穎：選擇先天已經(jīng)開(kāi)2～3 朵花的穗子整穗，去掉當(dāng)天不能開(kāi)花的穎花，剩下的穎花剪掉穎殼1/3 以便接受花粉，剪穎后套上紙袋，每個(gè)紙袋套上2～3 個(gè)穗子，保證每袋能授粉穎花數(shù)200 粒以上；3個(gè)紙袋為1 組，隨機(jī)分成7 組，標(biāo)記當(dāng)天授粉為第1組，第2 天授粉為第2 組，以此類推。

授粉：采用飽和授粉方式，用足夠的父本花粉授粉，授粉結(jié)束后封口，防蟲(chóng)為害，記下授粉日期。

柱頭活力檢測(cè)：授粉15 d 后取袋統(tǒng)計(jì)結(jié)實(shí)率。

經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，珈豐91A 剪穎套袋授粉，第1 至第4 天異交結(jié)實(shí)率分別為90.2%、87.2%、73.4%、62.5%，第5 至第7 天分別顯著下降至22.6%、7.9%、4.4%（表2），說(shuō)明珈豐91A 開(kāi)花后4 d 內(nèi)柱頭活力較強(qiáng)，第4 天后柱頭活力明顯下降，在繁殖和制種時(shí)，父母本花期相遇至關(guān)重要。

表2 2022 年珈豐91A 柱頭活力測(cè)定

2.5 抗病性鑒定

2022 年經(jīng)宜昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)院在湖北省宜昌市遠(yuǎn)安望家病害鑒定點(diǎn)對(duì)水稻白葉枯病接種鑒定和稻瘟病自然誘發(fā)鑒定，結(jié)果（表3）顯示，珈豐91A 白葉枯病抗性7 級(jí)，感白葉枯病；稻瘟病抗性5 級(jí)，中感稻瘟病。

表3 珈豐91A 白葉枯病和稻瘟病抗病性鑒定結(jié)果

2.6 珈豐91A 稻米品質(zhì)分析

經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（武漢）檢測(cè)顯示，珈豐91A 稻米品質(zhì)主要指標(biāo)表現(xiàn)為整精米率57.2%，堊白粒率23%，堊白度5.2%，膠稠度62 mm，直鏈淀粉含量13.1%，主要指標(biāo)達(dá)國(guó)家優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)。米粒外觀透明度好。

2.7 珈豐91A（B）與荃9311A（B）典型性狀差異比較

珈豐91A 和荃9311A 在武漢市漢南于5 月9 日同期播種，結(jié)果（表4，圖1）顯示，珈豐91A 比荃9311A 抽穗平均早3 d；珈豐91A 比荃9311A 植株平均高3.8 cm；珈豐91A 分蘗力比荃9311A 稍弱；珈豐91A 每穗粒數(shù)比荃9311A 稍多。稻瘟病抗性方面，珈豐91A（稻瘟病抗性5 級(jí)）比荃9311A（稻瘟病抗性9 級(jí)）稻瘟病抗性強(qiáng)。

圖1 珈豐91A 與對(duì)照品種荃9311A 植株比較

表4 珈豐91A（B）與荃9311A（B）典型性狀差異比較

2.8 珈豐91A（B）與原始親本荃9311A（B）DNA 差異比較

2023 年3 月對(duì)珈豐91A 和原始親本荃9311A 取樣進(jìn)行DNA 差異比較，檢測(cè)單位為分子標(biāo)記（武漢）生物育種有限公司，檢測(cè)結(jié)果顯示，珈豐91A 和原始親本荃9311A 有4 個(gè)點(diǎn)位差異（圖2），為不同品種。

圖2 珈豐91A和原始親本荃9311A樣品DNA差異檢測(cè)結(jié)果

3 珈豐91A 主要優(yōu)缺點(diǎn)及生產(chǎn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)

3.1 主要優(yōu)點(diǎn)

①珈豐91A 外觀品質(zhì)較好，米粒透明度高，所配雜交稻組合品質(zhì)較優(yōu)，整精米較高。②珈豐91A 柱頭外露率高，異交結(jié)實(shí)性好，自然異交結(jié)實(shí)率30%～40%，人工制種解除包頸后異交結(jié)實(shí)率達(dá)60%以上，產(chǎn)量可達(dá)3 750 kg/hm2以上。③珈豐91A 一般配合力強(qiáng)，所配組合產(chǎn)量高，熟期適宜，后期轉(zhuǎn)色好，不早衰，抗倒性強(qiáng)。④珈豐91A 稻瘟病抗性較強(qiáng)，所配組合稻瘟病抗性在中抗以上。

3.2 主要缺點(diǎn)及生產(chǎn)上應(yīng)注意的事項(xiàng)

珈豐91A 種子休眠期短，雨季高濕環(huán)境下易穗萌，繁殖及制種種子成熟應(yīng)及時(shí)收割，注意防止穗萌發(fā)生，提高種子質(zhì)量。

4 配組品種試驗(yàn)、試種情況

4.1 珈優(yōu)珈玉絲苗

2022 年參加湖北省遲熟中秈稻區(qū)試（對(duì)照豐兩優(yōu)4 號(hào)），平均產(chǎn)量9 821 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)3.3%，全生育期131.7 d，比對(duì)照長(zhǎng)0.5 d，稻瘟病綜合指數(shù)2.7，病級(jí)1 級(jí)，出糙率79.6%，整精米率57.2%，堊白度11.2%，直鏈淀粉含量15.8%，膠稠度74 mm，堿消值5.4，透明度3 級(jí)，結(jié)實(shí)率85%。2023 年續(xù)試。

4.2 珈優(yōu)楚晶絲苗

2022 年參加湖北省遲熟中秈稻區(qū)試（對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)），平均產(chǎn)量9 687 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)1.9%，全生育期130.6 d，比對(duì)照短0.6 d，稻瘟病綜合指數(shù)1.6，病級(jí)1 級(jí)，出糙率79.7%，整精米率59.0%，堊白度11.5%，直鏈淀粉含量15.9%，膠稠度70 mm，堿消值3.9，透明度3 級(jí)，結(jié)實(shí)率87.5%。2023 年續(xù)試。

4.3 珈優(yōu)興農(nóng)絲苗

2022 年參加湖北省遲熟中秈稻區(qū)試（對(duì)照豐兩優(yōu)4 號(hào)），平均產(chǎn)量9 737 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)2.4%，全生育期129.4 d，比對(duì)照短1.8 d，稻瘟病綜合指數(shù)2.4，病級(jí)1 級(jí)，出糙率80.7%，整精米率60.0%，堊白度28.0%，直鏈淀粉含量21.9%，膠稠度50 mm，堿消值5.5，透明度4 級(jí)，結(jié)實(shí)率83.0%。2023 年續(xù)試。

4.4 珈優(yōu)昌凱絲苗

2022年參加豐收華年水稻聯(lián)合體中秈稻遲熟區(qū)試（對(duì)照品種豐兩優(yōu)4號(hào)），平均產(chǎn)量9 296 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)4.2%，全生育期129.6 d，比對(duì)照短0.7 d，稻瘟病綜合指數(shù)3.6，病級(jí)1 級(jí)，出糙率79.8%，整精米率69.1%，堊白度1.8%，直鏈淀粉含量15.7%，膠稠度62 mm，堿消值5.8，透明度2 級(jí)，結(jié)實(shí)率82.6%。2023 年續(xù)試。