北方粳稻區(qū)利用航天誘變進(jìn)行水稻新品種選育研究

毛艇+李旭

摘要：于2005年選用遼寧省審定品種鹽粳188、鹽粳48及鹽粳98進(jìn)行航天誘變處理，2010年得到表型存在差異的后代穩(wěn)定品系各30個(gè)，共90份，對(duì)這90份材料主要產(chǎn)量因素及稻米品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，總結(jié)其航變后代變化規(guī)律，并選取材料參加區(qū)域試驗(yàn)。結(jié)果表明：航變后代穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、堊白性狀、透明度及崩解值變異幅度較大;鹽粳188誘變后代千粒質(zhì)量顯著提高，其他材料產(chǎn)量因素均值無(wú)顯著變化;在品質(zhì)方面，堊白米率、堊白度、透明度均值負(fù)向發(fā)展，而崩解值提高有利于改善稻米適口性。目前已從鹽粳188誘變后代中選擇出1份材料通過(guò)省級(jí)審定、1份材料報(bào)審。航天誘變作為常規(guī)育種輔助手段效果較好。

關(guān)鍵詞：粳稻;航天誘變;產(chǎn)量因素;稻米品質(zhì)

中圖分類號(hào)： S511.2+20.352 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）04-0077-02

收稿日期：2014-05-19

基金項(xiàng)目：遼寧省科技項(xiàng)目（編號(hào)：2009201002）;中央財(cái)政農(nóng)業(yè)科技推廣示范項(xiàng)目（編號(hào)：GCNT-LN-07）。

作者簡(jiǎn)介：毛 艇（1985—），男，遼寧盤錦人，碩士研究生，助理研究員，主要從事水稻常規(guī)育種工作。E-mail：chinamaoting1985@163.com。

航天誘變又稱空間誘變，是利用太空特殊的環(huán)境條件使種子產(chǎn)生變異，結(jié)合人工選擇培育新種質(zhì)、新品種的方法。前人研究表明，航天誘變具有變異幅度大、誘變頻率高等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于水稻、玉米及各種蔬菜的育種工作中[1-7]。目前在我國(guó)北方粳稻區(qū)，開(kāi)展水稻航天誘變育種單位較少，航天誘變后代變化規(guī)律研究欠缺[8]。本試驗(yàn)選用3份北方粳稻材料進(jìn)行航天誘變處理，旨在闡述北方粳稻航天誘變后代主要產(chǎn)量因素及稻米品質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律，為水稻航天育種材料篩選和品種選育提供參考。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2013年在遼寧省盤錦市進(jìn)行，土壤是濱海鹽漬型水稻土，土壤情況為（0～15 cm）：全N 1.13 g/kg、速效N 109.65 mg/kg、速效K2O 157.84 mg/kg、速效P2O5 57.51 mg/kg、全鹽2.23 g/kg、有機(jī)質(zhì)25.72 g/kg、土壤pH值7.6。

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為3份北方粳稻品種鹽粳188、鹽粳48及鹽粳98，經(jīng)過(guò)航天誘變處理，得到表型存在差異的后代穩(wěn)定品系各30個(gè)，共90份。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積15 m2，4月18日播種，5月25日移栽，行穴距為30 cm×13.3 cm。施肥量為：N 16～18 kg/667 m2，P2O5 6～7 kg/667 m2，K2O 5～6 kg/667 m2。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 產(chǎn)量相關(guān)因素測(cè)定 成熟期選取長(zhǎng)勢(shì)中等植株10穴，風(fēng)干后進(jìn)行考種，進(jìn)行千粒質(zhì)量、穗數(shù)、穗粒數(shù)及結(jié)實(shí)率等主要產(chǎn)量因素測(cè)定。

1.3.2 主要稻米品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 稻米品質(zhì)測(cè)定根據(jù)農(nóng)業(yè)部頒布的NY 147—1988《食用稻米品質(zhì)的測(cè)定》進(jìn)行稻米加工品質(zhì)外觀品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定;營(yíng)養(yǎng)理化指標(biāo)采用食味分析儀 QS-400 測(cè)定[9]。

1.3.3 RVA譜特征值測(cè)定 RVA譜特征值選用Newport Scientific儀器公司生產(chǎn)的RVA（Rapid Visco Analyzer，Model3D）儀進(jìn)行測(cè)定，TCW（Thermal Cycle for Windows）配套軟件分析[10]。黏滯值用“Rapid ViscoUnits”（RVU）作單位。RVA特征值主要用熱漿黏度（hotviscosity）、最高黏度（peak viscosity）、崩解值（breakdown）、冷膠黏度（cool viscosity）等表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 原品種主要產(chǎn)量因素及稻米品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)

表1、表2顯示了3個(gè)原品種主要產(chǎn)量因素及稻米品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)，產(chǎn)量因素方面鹽粳188屬偏大穗品種，鹽粳48千粒質(zhì)量較大，3品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)存在較大差異;稻米品質(zhì)綜合來(lái)看均為適口性中及以上品種，且3份品種食味值差異顯著，用作試驗(yàn)研究其代表性較好。

表1 原品種主要產(chǎn)量因素表現(xiàn)

品種名 千粒質(zhì)量

（g） 穗數(shù)

（個(gè)/穴） 穗粒數(shù)

（粒） 結(jié)實(shí)率

（%）

鹽粳48 27 13 98.0 92.0

鹽粳98 26 15 119.0 91.5

鹽粳188 25 16 121.3 90.7

2.2 誘變后代主要產(chǎn)量因素表現(xiàn)

表3顯示了3品種誘變后代主要產(chǎn)量因素表現(xiàn)，從變異系數(shù)來(lái)看，航天誘變主要對(duì)穗粒數(shù)及結(jié)實(shí)率影響較大，從平均值來(lái)看，鹽粳48及鹽粳98誘變后代各指標(biāo)平均值與原品種相差不大， 鹽粳188千粒質(zhì)量平均值顯著提高，達(dá)到27 g，其

表2 原品種主要稻米品質(zhì)指標(biāo)淀粉及RVA譜值表現(xiàn)

品種名 糙米率

（%） 精米率

（%） 整精米

率（%） 長(zhǎng)寬比 堊白米

率（%） 堊白度

（%） 透明度

（級(jí)） 直鏈淀

粉（%） 蛋白質(zhì)

（%） 食味值

（分） 崩解值

（cp） 消減值

（cp） 熱漿黏

度（cp） 冷漿黏

度（cp）

鹽粳48 84.0 77.6 71.0 1.7 14 1.0 1 19.0 7.3 80 1 223 50 1 765 2 058

鹽粳98 83.3 76.0 70.5 1.7 18 2.6 1 17.1 8.2 70 1 032 63 1 854 1 980

鹽粳188 83.1 74.6 67.4 1.7 8 0.6 1 19.0 7.9 75 1 150 59 1 832 2 122

表3 航變后代主要產(chǎn)量因素表現(xiàn)

材料名稱 測(cè)定

項(xiàng)目 千粒質(zhì)量

（g） 穗數(shù)

（個(gè)/穴） 穗粒數(shù)

（粒） 結(jié)實(shí)率

（%）

鹽粳48誘變后代 最大值 29 15 120 95

最小值 26 8 70 69

平均值 28 12 95 91

變異系數(shù) 3.72% 6.61% 15.12% 18.12%

鹽粳98誘變后代 最大值 28 22 130 94

最小值 23 14 90 74

平均值 25 16 115 92.3

變異系數(shù) 5.32% 7.25% 16.17% 17.25%

鹽粳188誘變后代 最大值 30 21 158 93

最小值 25 14 108 75

平均值 27 17 125 91

變異系數(shù) 7.12% 6.58% 18.43% 17.31%

他指標(biāo)平均值變化較小，鹽粳188誘變后代千粒質(zhì)量顯著提高，對(duì)產(chǎn)量提高意義重大。

2.3 誘變后代主要稻米品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)

表4列出了各誘變品系主要稻米品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)及RVA譜值表現(xiàn)。從平均值來(lái)看，堊白米率、堊白度、透明度及崩解值各品種均變化較大;堊白米率、堊白度、透明度平均值相比原品種負(fù)向發(fā)展，而崩解值提高有利于改善稻米適口性;其各項(xiàng)指標(biāo)變異幅度3個(gè)品種后代較一致;其他指標(biāo)平均值變化較小。

2.3 通過(guò)航天誘變選育出的新品種（系）

2.3.1 橋科951 該品種由遼寧省鹽堿地利用研究所于2005年對(duì)鹽粳188進(jìn)行航天誘變，后代按系譜法選育而成。全生育期154 d左右，屬中熟品種。苗期葉色較綠、葉片寬厚，株高105 cm， 株型緊湊， 分蘗力較強(qiáng)，主莖15片葉，半緊

表4 航變后代主要稻米品質(zhì)指標(biāo)及RVA譜值表現(xiàn)

材料名稱 測(cè)定

項(xiàng)目 糙米率

（%） 精米率

（%） 整精米

率（%） 長(zhǎng)寬比 堊白米

率（%） 堊白度

（%） 透明度

（級(jí)） 直鏈淀

粉（%） 蛋白質(zhì)

（%） 食味值

（分） 崩解值

（cp） 消減值

（cp） 熱漿黏

度（cp） 冷漿黏

度（cp）

鹽粳48誘變后代 最大值 86 78.1 72.5 1.72 22 10 2 18.5 7.5 85 1 550 52 1 789 2 065

最小值 82 76.5 70 1.69 5 0.6 1 17.8 7.0 70 780 48 1744 2 051

平均值 84.06 77.5 71 1.7 18 5 1.4 18.1 7.3 79.2 1 300 49.8 1 766 2 055

變異系數(shù) 1.72% 1.68% 1.52% 0.52% 22.1% 27.2% 6.61% 3.68% 2.62% 6.61% 37.2% 1.41% 1.39% 1.21%

鹽粳98誘變后代 最大值 84.5 78.1 71.8 1.72 28 12 3 18.9 8.5 79 1 320 68 1 898 2 012

最小值 82.1 74.2 69.2 1.68 10 1.8 1 16.5 7.8 62 988 59 1 800 1 954

平均值 83.2 75.9 70.6 1.7 22 5.3 1.8 17 8.1 71 1 220 62 1 859 1 983

變異系數(shù) 1.32% 1.43% 1.58% 0.43% 24.1% 28.5% 8.51% 4.52% 3.66% 8.64% 28.2% 1.39% 1.42% 1.31%

鹽粳188誘變后代 最大值 85 75.2 68.2 1.73 18 8 2 19.8 8.2 80 1 360 62 1 856 2 219

最小值 81.2 73.5 66.5 1.68 5 0.3 1 17.5 7.6 69 985 56 1 798 1 879

平均值 83.2 74.5 67.2 1.7 14 3.9 1.6 18.9 7.8 74 1 232 58 1 830 2 119

變異系數(shù) 1.28% 1.58% 1.43% 0.38% 23.4% 25.5% 7.53% 2.98% 2.65% 5.85% 32.1% 1.41% 2.21% 1.51%

穗型，穗長(zhǎng)15.4 cm，穗粒數(shù)130.9粒，著粒密度0.85粒/mm，千粒質(zhì)量26.5 g。穎殼色黃，無(wú)芒。2010—2011年參加遼寧省水稻中熟組區(qū)域試驗(yàn)，9個(gè)點(diǎn)次增產(chǎn)，1個(gè)點(diǎn)次減產(chǎn)。2年平均產(chǎn)量為9 937.7 kg/hm2，比對(duì)照沈稻6號(hào)增產(chǎn)12.2%;2011年參加同組生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量為9 801 kg/hm2，比對(duì)照沈稻6號(hào)增產(chǎn)9.4%。經(jīng)農(nóng)業(yè)部稻米品質(zhì)及制品監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（杭州）測(cè)定：糙米率82.6%，精米率73.6%，整精米率68.4%，粒長(zhǎng)5.2 mm，長(zhǎng)寬比1.9，堊白米率34%，堊白度3.9%，透明度1級(jí)，堿消值6.7級(jí)，膠稠度82 mm，直鏈淀粉17.9%，蛋白質(zhì)9.2%，米質(zhì)中等。

2.3.2 鹽1103 該品系由遼寧省鹽堿地利用研究所于2005年對(duì)鹽粳188進(jìn)行航天誘變，后代按系譜法選育而成。鹽1103生育期159 d，株高108 cm，莖稈粗壯，分蘗力強(qiáng)，有效穗數(shù)多，葉片寬厚，葉色深綠，劍葉長(zhǎng)23 cm，半緊穗型、半直立穗，平均每穗134.8粒，結(jié)實(shí)率92%，千粒質(zhì)量26.7 g，谷粒黃色，橢圓形，無(wú)芒。2012—2013年參加遼寧省水稻中晚熟組區(qū)域試驗(yàn)，2年平均產(chǎn)量為9 522 kg/hm2，比對(duì)照遼粳9號(hào)增產(chǎn)7.9%;2013年參加同組生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量為 10 405.5 kg/hm2，比對(duì)照遼粳9號(hào)增產(chǎn)18.2%。稻米品質(zhì)為國(guó)標(biāo)優(yōu)3等級(jí)，已完成所有試驗(yàn)程序，待報(bào)審。

3 結(jié)論與討論

通過(guò)航天誘變進(jìn)行水稻新品種選育在我國(guó)已進(jìn)行多年，目前已有多個(gè)水稻品種通過(guò)審定，但在我國(guó)東北稻區(qū)未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本試驗(yàn)選用我國(guó)北方稻區(qū)常規(guī)粳稻為試驗(yàn)試材，對(duì)航天誘變后代產(chǎn)量相關(guān)因素及稻米品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果表明，航天誘變可以創(chuàng)造豐富變異。由本試驗(yàn)來(lái)看，產(chǎn)量相關(guān)因素中鹽粳188誘變后代千粒質(zhì)量顯著提高，對(duì)產(chǎn)量提高意義重大，品質(zhì)方面，堊白性狀及透明度性狀與原品種相比負(fù)向變化，而崩解值提高則有利于改善稻米適口性。

本試驗(yàn)共選用3個(gè)品種進(jìn)行航天誘變處理，變異幅度來(lái)看，航天誘變對(duì)3個(gè)品種穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、堊白性狀、透明度及

崩解值影響較大，其他性狀變異幅度較小;正向突變表現(xiàn)在鹽粳188誘變后代千粒質(zhì)量顯著提高，各品種崩解值提高有利于改善稻米適口性;堊白性狀及透明度則負(fù)向發(fā)展。后期將繼續(xù)選取不同類型多個(gè)水稻品種，對(duì)航天誘變變化規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)研究。變異的產(chǎn)生是育種工作的基礎(chǔ)，航天誘變處理可以產(chǎn)生豐富變異，且有正向變異產(chǎn)生，航天誘變作為常規(guī)育種輔助手段效果較好。

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