湖北省三系雜交稻育種發展概述及展望

楊金松+周素明+張再君+邱東峰

摘要：簡要回顧了湖北省三系雜交稻的研究成果，介紹了三系雜交稻生產上推廣的主要品種，對其發展進行了探討并提出建議。

關鍵詞：三系雜交稻；育種；品種；湖北省

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）23-4457-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.23.007

Development and Prospect of Three Line Hybrid Rice Breeding in Hubei Province

YANG Jin-song1，ZHOU Su-ming2，ZHANG Zai-jun1，QIU Dong-feng1

（1.Institute of Food Crops Research Hubei Academy of Agricultural Sciences/Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasm and Gentie Improvement， Wuhan 430064， China； 2.Tongcheng County Bureau of Agriculture in Hubei Province， Tongheng 437400， Hubei， China）

Abstract： The research achievements of three line hybrid rice in Hubei province were reviewed， and the main cultivars of three line hybrid rice were introduced. The development of three line hybrid rice was discussed， and the suggestions for future development were put forward.

Key words： three line hybrid rice； breeding； cultivars； Hubei province

湖北省是20世紀70年代中國三系雜交水稻科研大協作的重要成員，經過本省水稻科技人員幾十年的努力，取得了較大的成果，諸如紅蓮型細胞質和馬協型細胞質雄性不育水稻的發現利用、選育了大量三系雜交水稻品種等，為湖北省乃至全國的水稻生產做出了貢獻。總結取得這些研究成果的經驗，對湖北省的三系雜交水稻育種進一步發展將會有所益處。

1 細胞質雄性不育水稻研究成果

20世紀在以野敗為代表的三系雜交水稻研究的全國大協作中，以武漢大學為代表的湖北省水稻科研工作者亦做出了卓有成效的工作，先后發現了紅蓮型細胞質雄性不育水稻[1]和馬協型細胞質雄性不育水稻[2]，并成功實現了三系配套、選育出一系列品種應用于生產，為豐富三系法雜交水稻的細胞質類型做出了重要的貢獻。

1.1 紅蓮型細胞質雄性不育水稻的發現及利用研究

武漢大學朱英國于1972年利用紅芒野生稻為母本與江西地方品種蓮塘早為父本雜交的后代中發現了雄性不育株，并經過回交，獲得了不育性穩定的紅蓮型細胞質雄性不育系（Honglian-type cytoplasmic male sterility，HL-CMS）[3]。通過進一步雜交轉育，相繼轉育出紅蓮華矮15A、中鋒1A、1024A、B雜金A和泰引1A等多個不育系并實現了三系配套。在20世紀80年代分別轉育成紅蓮型青四矮2號A及叢廣41A，90年代又培育出粵泰A、超泰A、珞紅3A、珞紅4A等多個不育系。紅蓮型不育系與其他類型不育系相比有很大不同，細胞學觀察表明，不育系花粉敗育特征為圓敗，敗育時期屬于二核期。遺傳學研究表明，紅蓮型屬于配子體不育類型，與單核期花粉敗育的野敗型水稻不同，恢保關系與野敗完全不同，恢復譜也比野敗型廣泛，因此紅蓮型細胞質是雜交水稻新胞質[1]。經過共同努力，利用這些不育系選配了一大批紅蓮型雜交稻品種應用于生產，代表性的先鋒品種有紅蓮優6號、粵優938、珞優8號等，這些品種米質一般要優于同時代的其他細胞質來源的雜交水稻品種。

1.2 馬協型細胞質雄性不育水稻發現及利用研究

武漢大學朱英國等于1984年春在海南南繁的鄂西農家品種馬尾粘的大群體中發現一株雄性不育株，用對野敗型和紅蓮型不育系恢保關系不同的系列水稻材料與之雜交，F1代表現均勻一致，表明不育株為純合體[2]。后用馬尾粘不育株與協青早選回交選育出馬協A。馬協A株高70 cm，在武漢4月中旬播種，播始歷期69 d，主莖葉13片，分蘗力強，成穗率高，單株有效穗8個，單穗粒數90，千粒重27 g，米質優于珍汕97A。經試驗觀察，馬協A屬孢子體不育類型，恢保關系與野敗類型類似，但恢復譜比協青早A和珍汕97A廣，恢復度高。之后以馬協A為基礎選育了一系列的馬協類型雜交稻應用于生產[2]。

2 三系雜交稻品種的選育

作為三系雜交水稻全國大協作的重要成員，湖北省投入了大量的水稻科研力量進行了應用基礎和育種研究，著名的育種家石明松[4]發現了光敏感核不育水稻后，部分研究力量調整到二系法雜交水稻研究上面，雖然研究力量有所下調，在不同時期仍選育出許多三系雜交稻品種應用于生產，為水稻生產做出了重要的貢獻。下面介紹一些代表性的中稻品種。

2.1 Ⅱ優58

Ⅱ優58系湖北省恩施州農業科學院用Ⅱ-32A與自主選育的恩恢58（明恢63/密陽46雜交選成）配組雜交選育而成的中稻品種，該品種的特點是對稻瘟病抗性好、產量高、適應性好、稻米品質好，在湖北省內外廣泛種植，在東南亞的越南等國家亦有種植。1994年參加云南省賓川縣中稻品比試驗，Ⅱ優58產量達到13 579.5 kg/hm2，居首位[5]。endprint

2.2 紅蓮優6號

紅蓮優6號是武漢大學用紅蓮粵泰A與93-11（揚稻6號）配制而成的紅蓮型中秈雜交稻品種，2002年通過湖北省品種審定，2004年分別通過江西省品種審定、廣西省和河南省的品種認定，2005年通過國家的品種審定及云南省的品種審定[1]。紅蓮優6號是適合長江流域及華南稻區種植的中稻和一季晚稻品種，具有制種產量高、種子生產成本低、肥料利用率高、適應性好、產量高、米質優等優點[6]。

2.3 珞優8號

珞優8號是武漢大學用珞紅3A與R8108（E32/93-11雜交選成）配制而成的紅蓮型中秈雜交稻品種，2006年通過湖北省農作物品種審定委員會審定，2007年通過國家品種審定委員會審定；2008年通過廣西品種審定委員會認定；2009年被農業部正式認定為超級稻。珞優8號承襲了紅蓮優6號的一些特點如產量高、米質好（達到國家二級優質標準），適合長江流域和華南稻區種植。在東南亞的越南、印度尼西亞、孟加拉等國家亦有種植[7]。

2.4 馬協63

馬協63是武漢大學以馬協A與明恢63配組雜交選育而成的雜交中稻品種，1993年通過湖北省品種審定委員會審定。馬協63在湖北省區域試驗中產量表現比對照汕優63略高，米質和抗病性優于對照，適應性同對照汕優63[8]。

2.5 科優8377

科優8377是武漢金科生物技術有限公司以金科A與R8377（綿恢725/蜀恢527雜交選成）配組雜交選育而成的雜交中稻品種，于2006年9月通過國家農作物品種審定委員會審定。該品種的特點是產量高、米質好。2004-2005年參加長江中下游中秈稻區域試驗比對照汕優63增產7.57%，比對照Ⅱ優838增產5.35%，2005年國家區域生產試驗產量比對照汕優63增產8.89%，比對照Ⅱ優838增產5.84%。2005年在湖北省洪湖市試驗示范產量比對照Ⅱ優725增產7.9%。米質達國標三級標準[9]。

2.6 巨風優72

巨風優72是宜昌市農業科學研究院用早秈三系不育系巨風A與自選中稻恢復系宜恢72（N29/綿恢725雜交選成）配組育成的雜交中稻品種。其特點是產量高、米質好。2006年參加湖北省中稻區域試驗，產量比對照兩優培九增產8.24%，2007年續試產量比兩優培九增產6.50%。2年區域試驗匯總17點次，其中15點增產，2點減產，增產點占88.2%。米質達到國標三級標準[10]。

3 三系雜交稻育種發展的探討與思考

湖北省稻區位于中國南北稻區的過渡地帶，雙季稻和一季中稻兼有種植，中稻以秈型雜交稻為主，尤其以中稻常年播種面積大、在長江流域種植的“大品種”在湖北省推廣面積亦大為特色，諸如汕優63、Ⅱ優838、Ⅱ優725、Ⅱ優501、Ⅱ優明86、Ⅱ優527、兩優培九、揚兩優6號等。湖北稻區是長江流域三系中秈雜交稻發展變化的典型樣本，分析湖北省生產上雜交中稻推廣品種發展變化，不僅對未來湖北省雜交中稻育種目標的制定會有所啟迪，對長江流域的雜交水稻以后育種發展方向探討亦具有參考意義。三系雜交稻自中稻品種汕優63育成推廣以后才在湖北省確立了與常規中稻競爭的優勢，汕優63在一段時間內亦成為了雜交稻與常規稻競爭爭奪種植面積地盤的“擂主”。珍汕97A育成以后配制選育雜交稻品種不少，但只有與強優恢復系明恢63配組育成的汕優63種植面積最大。明恢63是一個優異的恢復系，亦是一個很好的種質資源，與一系列的孢子體不育系配制選育了一系列的雜交稻品種諸如馬協63、特優63等，同時以明恢63為親本選育了大量的三系恢復系并配組選育了很多品種[11]，但從生產來看，產量及綜合性狀超過汕優63的品種很少，可以說大量的品種亦只維持了汕優63相當的產量、或在個別性狀上有所改良，可以認為這些大量工作僅在做產量保持或維持育種，雖在生產上豐富了雜交稻的品種類型，但在創新上并無實質性的突破。

不育系Ⅱ-32A及D62A、岡46A育成以后，配組選育了一批大穗或重穗品種，這類不育系單穗穎花數比珍汕97A有較大的提高，與之配制育成的品種制種產量有較大的提高，降低了種子生產成本。代表性的先鋒品種有Ⅱ優838、Ⅱ優725、Ⅱ優明86、岡優527等。有研究認為雜交水稻組合（品種）間的產量等性狀的差異主要是來自不育系和恢復系的品種間差異[12]，三系雜交稻的產量優勢來源于恢復系和不育系產量的雜種優勢。此類品種產量高于汕優63或與之同期的品種，其不育系單位面積的總穎花數量高于珍汕97A是一個方面，恢復系可能起了一定的作用。值得觀察的是，這些品種（包括同時代的紅蓮型雜交稻品種）在面積上雖有各霸一方表現，但無一個品種取得了汕優63曾經一品獨大的局面，它們的產量略有差別或平分秋色都有可能。分析這些品種的恢復系的親本來源，或可找出形成此類局面的部分原因。

從圖1可以看出，輻恢838、明恢86、綿恢725、蜀恢527的雜交親本有明恢63或含有明恢63的衍生親本。從湖北省選育的幾個代表性品種的恢復系來看，亦基本上是上面的恢復系衍生而來，以明恢63或明恢63衍生系為骨干親本。從而可以看出，三系雜交稻恢復系的衍生骨干親本大多為20世紀70年代最初篩選的一批主要來源于南亞、東南亞的有恢復基因的品種諸如IR系列品種、古154、泰引1號等或其衍生系；有學者認為中秈雜交稻的三系恢復系和不育系（保持系）基本上分屬兩大雜種優勢群， 即南亞、東南亞中秈生態型和中國華南早秈生態型[17]；紅蓮型雜交稻是與野敗等為代表的孢子體不育類型恢保關系類型不同的雜交稻，但其重要恢復系及骨干親本93-11或其衍生親本亦含有皮泰、IR系列等源于東南亞的品種， 雖然這些材料對以野敗不育系為代表的三系不育系不具有較強的恢復能力，兩者已有明顯的遺傳分化，但依然可以認為紅蓮型雜交稻恢復系的骨干親本93-11及其衍生系依然屬于南亞、東南亞雜種優勢群[18]。長期以來恢復系的骨干親本大多來源于南亞、東南亞雜種優勢群，少有更新和補充新的優異資源，可能是三系雜交稻育成品種產量長期處于徘徊局面的原因之一，雖然近期育成品種在稻瘟病抗性、米質方面有所提高，產量依然徘徊。育種上沒有新的雜種優勢群為依托， 而群內的遺傳多樣性相對貧乏可能是恢復系對品種產量的貢獻降低的主要原因[17]；必須從育種的技術路線上尋找原因，以期獲得新的突破。endprint

產量是水稻育種永恒追求的重要目標，三系雜交稻育種要在產量上謀求突破發展，認為應從以下幾個方面著手。第一，加強雜交稻優勢的理論基礎研究，尋找新的雜種優勢群，開展東鄉野生稻細胞質等與現有恢保關系不同的新質源的雜交水稻的利用研究；引進新的種質資源豐富現有水稻雜種優勢群。第二，積極開展秈粳雜交研究，水稻秈粳雜交具有強大的優勢，秈粳雜交在常規稻育種上開展研究多年，取得了一系列的成果，如在東北已選出許多的粳稻超級稻，在湖北省早期的亞秈粳雜交理論都是很好的研究基礎，寧波農業科學院的“粳不秈恢”雜交模式亦值得借鑒[18]。第三，加強不育系的產量育種，把保持系產量作為不育系的一個重要評價指標，雜交稻產量優勢就是不育系和恢復系兩品種（系）間產量的雜種優勢，保持系產量貢獻不可忽視，提高保持系產量，雜交稻品種產量亦有可能提高，同時還能產生種子生產成本下降的效果，可謂一舉兩得。第四，整合現有的育種力量，提高工作效率。現在湖北省農業科學院及地市州農業科研單位均有一批科研人員在進行雜交稻育種研究，但都各自為戰、自成體系、閉門造車、少有交流；這種局面必須破除，要避免大量科研人員在研究工作上的低水平重復。建議做好頂層設計，在育種目標上把湖北省分成鄂東南、江漢平原、鄂西北等幾個區域進行定向育種；在團隊組成上改變規模小而全的局面，形成開展規模育種工作的大團隊；分工上做到分類定向，工作內容不同而又相互聯接。可在全省打破現有的單位及部門限制，組建主攻基礎研究、種質資源創新、不育系選育、恢復系選育、測優篩選品種等研究方向不同而研究內容能協調聯接的規模團隊，建立研究內容全面、工作效率高的水稻育種研究新隊伍。

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