我國兩系雜交水稻選育進展

陳家彬　林　綱　趙德明　江青山　賀　兵　張　杰

（四川省宜賓市農(nóng)業(yè)科學院，宜賓 644000）

我國兩系雜交水稻選育進展

陳家彬林綱趙德明江青山賀兵張杰

（四川省宜賓市農(nóng)業(yè)科學院，宜賓 644000）

自兩系不育系被發(fā)現(xiàn)以來，兩系雜交水稻育種幾十年間取得顯著成就。本文根據(jù)國家水稻數(shù)據(jù)中心兩系不育系及兩系品種審定數(shù)據(jù)等信息，概述了目前為止我國兩系不育系及兩系雜交稻品種審定情況和良好發(fā)展態(tài)勢，將四川省和湖南省兩個育種大省的兩系雜交稻審定情況進行了對比和育種方向的分析，并對兩系雜交水稻育種做出了進一步的展望。

水稻；兩系；選育；進展

1973年，石明松發(fā)現(xiàn)農(nóng)墾58S后，提出了一系兩用選育兩系雜交稻新組合的設想［1］。1987年，袁隆平提出雜交水稻從三系、兩系到一系的發(fā)展戰(zhàn)略［2］。隨著培矮64S、廣占63S以及Y58S等實用性兩用核不育系的選育和應用，兩系不育系和品種從2000年后開始大量進入推廣應用階段。至2009年，共有121個兩系組合年推廣面積達到或者超過6700hm2，累計推廣面積達到2097.4萬hm2［3］。在2009-2011年間，雜交水稻年推廣面積全國前10位的品種中兩系雜交稻品種占5個，而且連續(xù)3年推廣面積位居前3位的均是兩系雜交稻品種［4］。2012年雜交稻年推廣面積全國前10位的品種中兩系雜交稻品種占6個，一舉超越三系雜交稻［4］，同時，兩系雜交稻已約占雜交水稻總種植面積的1/3［5］，兩系雜交稻迎來了空前的發(fā)展。本文根據(jù)國家水稻數(shù)據(jù)中心兩系水稻的審定數(shù)據(jù)信息，概括了我國兩系水稻不育系和兩系雜交水稻育種的研究進展。

1　我國兩系水稻不育系選育及其審定品種情況

光敏不育系的育性轉(zhuǎn)換是光溫共同作用的結果，1989年的盛夏低溫使人們逐漸重視選育新的長日不育下限溫度低、短日可育上限溫度高的實用型光溫敏不育系［6］。同時，不同生態(tài)區(qū)、不同生態(tài)類型的光溫敏核不育系選育的光溫指標不一樣，增壓選擇則是選育低不育起點溫度核不育系的重要方法之一［7］。實用光溫敏兩用核不育系的選育成功，以及大量應用在雜交稻育種理論與實踐上具有重要意義，也為我國雜交水稻研究開辟了新領域。到2015年，根據(jù)國家水稻中心數(shù)據(jù)，通過省級以上審定的兩系不育系為88個，我們統(tǒng)計了審定品種數(shù)最多的10個兩系不育系（表1），從表1中可以看出，審定水稻品種最多的為Y58S，審定80個品種，共106次審定；其次為培矮64S、株1S等，他們的轉(zhuǎn)育溫度都是23℃或者23.5℃，具有較好的制種安全性，同時，不育基因來源也相當豐富，來自于幾個不同的兩系不育系。而作為親源直接選育出的新兩系不育系則以培矮64S最多，達到了9個。

2　我國通過國家審定兩系水稻品種數(shù)

自袁隆平提出從三系育種到兩系育種思路以來，由于光溫敏核不育系可一系兩用，不育系的育性受核基因控制，不存在恢保關系，因而在雜交稻育種上易于擴大育種親本的選育范圍，配組自由，容易選配出高產(chǎn)、多抗、優(yōu)質(zhì)的雜交組合［8］。農(nóng)業(yè)部和科技部分別于 1996年和1997年立項和啟動了中國超級稻育種計劃，兩系雜交稻品種在實現(xiàn)超級稻計劃中發(fā)揮了重要作用［9］。到2015年，根據(jù)國家水稻數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)，我國共審定省級以上兩系雜交稻品種774個，獲得品種授權品種75個，其中農(nóng)業(yè)部國審品種142個。我們對最近10年通過國審的兩系品種數(shù)進行了統(tǒng)計（表2），從表2中可以看出，國審兩系品種數(shù)從2006年的5個逐年增加至2015年的22個，所占總審定秈稻雜交稻品種數(shù)的比率也從8.6%逐漸增加到52.4%，審定數(shù)目和所占比例都呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，現(xiàn)在國審兩系雜交秈稻品種已經(jīng)占現(xiàn)國審雜交秈稻品種數(shù)的半壁江山。

表2　我國2006-2015年國家審定兩系雜交稻品種數(shù)

3　兩個育種大省兩系品種審定情況對比

四川省和湖南省是我國的育種大省，根據(jù)國家水稻數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)，我們統(tǒng)計了2個育種大省（四川省和湖南省）兩系水稻品種省級審定情況（表3），從表3可以看出，從2005年開始，四川省到2012年才由四川泰隆超級雜交稻研究所審定一個兩系雜交秈稻品種Y兩優(yōu)973，開創(chuàng)了四川省省審兩系水稻的先河，但除此之外，最近10年都沒有兩系品種的審定；而湖南省的兩系審定品種每年都有，所占比率逐年增加，最近幾年，兩系水稻品種數(shù)在湖南省審品種中已經(jīng)達到50%。 作為2個育種大省，我們也可以看出四川在水稻品種選育上一直以三系為主，雜交稻品種選育基本上是三系雜交稻的天下，而湖南省則是兩系三系協(xié)同發(fā)展，兩系和三系雜交稻各占半壁江山。

表3　四川省和湖南省兩系品種省級審定情況對比

2個育種大省對研究方向的不同，我們也可看出2個育種大省在國審品種中所占比例的變化。我們統(tǒng)計了四川省和湖南省兩系國審品種情況（表4），根據(jù)表4可以看出，四川省的育種單位從2006年到2015年都沒有國審兩系品種，兩系國審品種一直沒有突破，而湖南省育種單位的兩系國審品種在逐漸增加，兩系國審品種所占國審秈稻雜交水稻品種比例也在逐年遞升。

表4　四川省和湖南省國家級審定兩系品種情況對比

4　建議與展望

目前，我國雜交水稻種植面積約占水稻總種植面積的50%～60%，其中80%的秈稻為雜交稻品種，主要在中國南方種植［10］。我國兩系雜交水稻研究從發(fā)現(xiàn)農(nóng)墾58S到目前為止，兩系雜交稻推廣已進入快速發(fā)展的新階段。同時，兩系不育系育性轉(zhuǎn)換是主效不育基因與微效多基因相互作用的結果，微效不育基因可影響兩用核不育系的不育起點溫度［11］，因轉(zhuǎn)育溫度屬數(shù)量性狀，存在起點溫度漂變可能［12］。因此，我們必須研究選育出起點溫度更低、更穩(wěn)定的兩系不育系，保證制種安全；同時，利用兩系雜交稻研究不受恢保關系制約的優(yōu)點，選取更廣泛的水稻材料，充分利用雜種優(yōu)勢，選育出更高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高抗的水稻品種；最后，隨著分子標記輔助育種的不斷發(fā)展，加強分子標記輔助育種在兩系選育中的運用，將分子生物學更多的運用到兩系育種中，將能更快的實現(xiàn)兩系雜交育種的進步，更早的實現(xiàn)超級稻育種的新突破。

［1］石明松．對光照長度敏感的隱性雄性不育水稻的發(fā)現(xiàn)與初步研究．中國農(nóng)業(yè)科學，1985（2）：44-48

［2］袁隆平．雜交水稻的育種戰(zhàn)略設想．雜交水稻，1987（1）：1-3

［3］斯華敏，劉文真，付亞萍，等．我國兩系雜交水稻發(fā)展的現(xiàn)狀和建議．中國水稻科學，2011，25（5）：544-552

［4］黃惠芳，鄂志國，祁永斌，等．中國兩系雜交稻的發(fā)展現(xiàn)狀及光溫敏雄性不育基因研究進展．浙江農(nóng)業(yè)學報，2015，27（5）：893-899

［5］張華麗，陳曉陽，黃建中，等．中國兩系雜交水稻光溫敏核不育基因的鑒定與演化分析．中國農(nóng)業(yè)科學，2015，48（1）：1-9

［6］袁隆平．選育水稻光、溫敏核不育系的技術策略．雜交水稻，1992（1）：1-4

［7］陳立云，肖應輝．水稻光溫敏核不育機理設想及光溫敏核不育系選育策略．中國水稻科學，2010，24（2）：103-107

［8］陳立云，雷東陽，唐文幫，等．論雜交水稻的育種方法．湖南農(nóng)業(yè)大學學報，2015，41（1）：1-6

［9］袁隆平．發(fā)展超級雜交水稻保障國家糧食安全．雜交水稻，2015，30（3）：1-2

［10］鄧興旺，王海洋，唐曉艷，等．雜交水稻育種將迎來新時代．中國科學：生命科學，2013，43（10）：864-868

［11］陳立云，雷東陽，唐文邦，等．兩系法雜交水稻研究和應用中若干問題的思與行．中國水稻科學，2010，24（6）：641-646

［12］李超，徐建紅．水稻光溫敏核不育的分子與表觀調(diào)控機理．農(nóng)業(yè)生物技術學報，2016，24（1）：115-124

2016-03-09）

四川省“十二五”育種攻關項目（2012NY001）