水稻中秈型光溫敏核不育系ＥＫ２Ｓ的選育及應用

費震江 董華林 周鵬 游艾青 鄭興飛

摘要：水稻（Oryza sativa L.）EK2S是以抗稻瘟病兩系不育系E農(nóng)1S作母本，以不育系材料QFS156為父本雜交選育，結合分子標記輔助選擇和低溫池加壓選擇，培育出的具有不育起點溫度較低、株型好、米質優(yōu)、易繁好制、攜帶抗稻瘟病基因Pi1和Pi2的中秈型光溫敏核不育系。初步測配組合表現(xiàn)產(chǎn)量較高、米質較優(yōu)、稻瘟病抗性較強等。利用該不育系配制的組合參加各級產(chǎn)量試驗，性狀優(yōu)良。

關鍵詞：水稻（Oryza sativa L.）;光溫敏核不育系;EK2S;選育

中圖分類號：S511? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）23-0035-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.23.008? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

水稻（Oryza sativa L.）不育系是雜交水稻研究與應用的重要技術載體。兩系法雜交水稻具有育種程序和生產(chǎn)環(huán)節(jié)較簡單、恢復譜廣、配組自由度大等優(yōu)點，因而選育優(yōu)良兩系不育系受到水稻育種家的廣泛重視[1]。歷經(jīng)近40年的研究，全國已選育出一批光溫敏核不育系如培矮64S、廣占63S、Y58S、C815S、1892S等在生產(chǎn)上大面積應用[2]。本研究利用抗稻瘟病中秈光溫敏核不育系E農(nóng)1S為母本，以自育的兩系不育系材料QFS-156作父本進行雜交選育，結合分子標記輔助選擇和人工低溫池加壓選擇，培育出不育起點溫度較低、株型好、優(yōu)質抗病、繁殖制種產(chǎn)量高的中秈光溫敏核不育系EK2S。

1? 選育過程

EK2S是以中秈光溫敏核不育系E農(nóng)1S為母本，以自育的兩系不育系材料QFS-156（[廣占63-4S////廣占63-4S///廣占63-4S//廣占63-4S/R061]/ Q09-39F7）為父本雜交選育而成。其中，E農(nóng)1S是以廣占63S為輪回親本，以抗稻瘟病品種GD-7為供體，結合分子標記輔助選擇技術選育的攜帶抗稻瘟病基因Pi1和Pi2的兩系不育系[3]。EK2S于2013年春季在海南省配組，夏季在武漢市種植F1，2014年春季在海南省種植F2，此后在這兩地加代選育，至2017年夏在武漢市種植F9世代時，農(nóng)藝性狀和育性穩(wěn)定，遂定名。2015年春至2016年春連續(xù)三代進行Pi1、Pi2分子標記輔助選擇，2015年夏和2017年夏進入冷水池進行育性加壓篩選（23 ℃恒溫，處理7～10 d），2017年夏季種植大群體鑒定田間一致性。2018年在華中農(nóng)業(yè)大學植物科學技術學院做人工氣候箱育性鑒定，詳細選育過程見表1。

2? 主要特征特性

2.1? 形態(tài)特征

EK2S葉色濃綠、葉鞘綠色，葉耳和稃尖稈黃色，柱頭無色。葉片寬度、長度適中、直立，生長勢較旺、分蘗力強、莖稈粗細中等、抽穗整齊，穗頂部有少量穎花退化現(xiàn)象。武漢市種植不育期株高為84.6 cm，單株成穗數(shù)11.1個，每穗穎花數(shù)165.8粒;海南省種植可育期株高76.5 cm，單株穗數(shù)10.4個，每穗總粒數(shù)138.6粒，千粒重25.4 g。

2.2? 育性表現(xiàn)

武漢市種植EK2S不育期從7月上旬到9月上旬，不育期長達2個月，敗育類型在多數(shù)情況下為無花粉型。2018年送華中農(nóng)業(yè)大學植物科學技術學院進行人工氣候箱育性鑒定。由表2可知，無論是長日低溫（14.5 h，23.0 ℃）處理，還是短日低溫（12.5 h，25.0 ℃）處理，EK2S不育性都較穩(wěn)定，其花粉敗育度均在99.58%以上，自交結實率均為0，在長日自然溫度（14.5 h/自然溫度）條件下，其花粉敗育度為100%，自交結實率為0。

2.3? 開花習性

在武漢市5月上旬播種EK2S，播始歷期80 d。據(jù)2017年8月中旬觀察，EK2S在正常晴好天氣下，每日9：00—12：00開花量占全日開花量64.4%，花時高峰在10：00—11：00，柱頭外露率74.6%，其中雙邊外露率32.6%，持續(xù)張穎時間81.2 min，包頸粒率15.1%。同期抽穗的廣占63S，每日9：00—12：00開花量占全日開花量57.3%，花時高峰在11：00—12：00，柱頭外露率50.4%，其中雙邊外露率30.0%，持續(xù)張穎時間49.2 min，包頸粒率24.4%。

2.4? 稻米品質

2018年春季海南繁殖EK2S種子，7月取樣品送農(nóng)業(yè)部食品質量監(jiān)督檢驗測試中心（武漢）分析稻米品質，分析結果為糙米率77.0%，精米率68.0%，整精米率61.6%，粒長6.6 mm，長寬比3.1，堊白粒率8%，堊白度0.5%，透明度1級，堿消值6.5級，膠稠度82 mm，直鏈淀粉含量11.3%，除直鏈淀粉含量偏低外，其他主要定級指標達到國標優(yōu)質米一級標準。

2.5? 抗病性

EK2S不育系經(jīng)檢測攜帶有Pi1和Pi2基因且純合。2016年用EK2S作母本，以自育恢復系R20為父本組配的新組合推薦參加湖北省中稻品比試驗，稻瘟病抗性鑒定結果為病級1級，綜合指數(shù)2.1。2016—2017年以該不育系配制的系列組合在湖北省武漢市、黃岡市、襄陽市、宜昌市、孝感市等地試種，田間均未見稻瘟病發(fā)生。

2.6? 制種繁殖特性

EK2S制種異交結實率高。該不育系盛花期在抽穗后2～6 d，日開花高峰期在10：00—11：00，柱頭外露率較高，柱頭活力強，包頸粒率較低，對赤霉素敏感，制種赤霉素用量為375 g/hm2左右可以解除包頸，分兩次噴施，第一次在抽穗5%～10%時噴施，隔天再噴施一次。2017年在湖北省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所核心試驗區(qū)安排了5個EK2S組合的制種試驗，花期安排在8月20日左右，其平均異交結實率為56.9%，而相同條件下廣占63S為33.8%。

EK2S在海南省陵水黎族自治縣冬季繁殖，播種期安排在11月25日左右，次年3月10日前后始穗，可育期花藥肥大、散粉正常，育性恢復較好，一般年份自交結實率50%以上，高產(chǎn)年份可達80%以上。

2.6? 配組表現(xiàn)

EK2S與自育恢復系配組參加小區(qū)比產(chǎn)試驗，綜合表現(xiàn)優(yōu)良，植株較矮，穗大粒多，結實率較高，生育期適中，田間病害發(fā)生輕，后期轉色較好，稻米外觀品質優(yōu)。EK2S所配組合2018年參加小區(qū)比產(chǎn)考種情況見表3。

3? 小結與討論

EK2S不育系主要優(yōu)點是不育起點溫度較低、株型好、分蘗力強、開花習性好、柱頭外露率高、包頸粒率較低、繁殖和制種產(chǎn)量高、米質較優(yōu)、稻瘟病抗性較強、配組優(yōu)勢明顯。缺點是有輕微穎花退化現(xiàn)象。配組時應選莖稈粗壯、熟期適中、后期轉色好、米質優(yōu)的恢復系組配為宜。

不育系柱頭外露情況是影響不育系異交結實的關鍵因子[4]。2017年8月中旬對EK2S和廣占63S的開花情況進行調(diào)查，結果顯示EK2S柱頭外露率為74.6%，而廣占63S僅為50.4%，EK2S要明顯高于廣占63S，且持續(xù)張穎時間EK2S也明顯長于廣占63S。本研究中廣占63S的柱頭外露率數(shù)據(jù)顯著低于楊振玉等[5]1999年在合肥調(diào)查的數(shù)據(jù)，這可能是不育系的柱頭外露率除品種之間存在差異外，還受其他因素的影響，尤其是抽穗揚花期的溫度和濕度影響較大，這也說明雜交水稻制種選擇最適宜的地方和最佳花期可以獲得更高的制種產(chǎn)量[6]。

參考文獻：

[1] 姜延波，李任華，孫傳清，等.兩系雜交水稻主要性狀配合力與親本秈粳分化關系的研究[J].農(nóng)業(yè)生物技術學報，1999，7（3）：295-300.

[2] 陳? 波，范? 兵，楊? 丹.兩系溫光敏雜交水稻制種技術研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（22）：59-60.

[3] 李進波，夏明元，萬丙良，等.兩系雜交中稻新組合E兩優(yōu)476的選育與應用[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2016，55（24）：6360-6361.

[4] 舒志芬，陳? 勇，劉? 釗，等.5個水稻光溫敏雄性核不育系柱頭特性與異交結實率的關系[J].作物研究，2015，29（4）：343-347.

[5] 楊振玉，張國良，張從合，等.中秈型優(yōu)質光溫敏核不育系廣占63S的選育[J].雜交水稻，2002，17（4）：4-6.

[6] 解志堅.兩系雜交水稻制種基地與時段選擇決策支持系統(tǒng)[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學，2012.