陳傳華 劉廣林 李虎羅群昌* 羅華杰陶志革
(1廣西農業科學院水稻研究所/廣西水稻遺傳育種重點實驗室/廣西水稻優質化育種研究人才小高地,南寧530007;2象州縣運江鎮農業技術推廣站,廣西象州545812;3金秀縣桐木鎮農業技術推廣站,廣西金秀545708)
水稻是廣西最主要的糧食作物,常年播種面積210萬hm2左右,占全區糧食播種面積的60%。隨著農業種植結構的進一步調整,廣西的優質常規水稻種植面積不斷擴大。從2002年開始,年種植面積53.3萬hm2以上,約占廣西水稻種植面積的30%左右,近年比例進一步增大。解放以來,廣西常規水稻育種歷經高稈良種當家時期(1950-1963年)、矮稈良種當家時期(1964-1975年)[1]和矮稈良種更新期(1976年起至今)。本文在查閱廣西種業信息網、國家水稻數據中心等相關數據的基礎上,回顧了1983年開始品種審定以來,廣西常規水稻育種取得的成就及存在的問題,并對未來發展方向進行展望,為常規水稻育種提供參考。
從1976年開始至今為廣西常規水稻的矮稈良種更新期,雜交育種、誘變育種是這一時期的主要手段,近年分子標記輔助育種技術也被越來越多的應用于常規水稻品種選育,育成的品種基本為優質型,且產量穩步提高。筆者根據育成品種的特征將這一時期分成三個階段。
1.1.1 第一階段(1976-1999 年)
這一階段育成的品種半數以上為晚秈品種。植株較矮,株高在75~115 cm之間,平均株高100 cm以下;半數以上品種生育期較長,不少品種長達155~157 d;多數品種品質較優,粒型圓短,多為闊卵型或橢圓形,不少品種米質偏硬;平均千粒重20 g以上,產量在4 575 ~6 660 kg/hm2,平均為 5 730 kg/hm2。
1.1.2 第二階段(2000-2006 年)
這一階段育成的品種絕大多數為早晚兼用型的感溫品種,株高較上一階段品種有所升高,平均株高102 cm,生育期較上一階段品種縮短,早季119~135 d,晚季103~119 d,米質較優,近半數品種粒型細小,米粒長度在6.5 mm以下,千粒重多在18~19 g,平均產量6 075 kg/hm2左右。
1.1.3 第三階段(2007-)
與上一階段品種相比,第三階段育成的品種穗子較大,著粒較密,粒型較長大,有不少品種米粒長度在6.5 mm以上,最長的達到了7.5 mm,大多數品種千粒重在22 g左右,平均產量6 750 kg/hm2左右。
1.2.1 稻米品質不斷改良
從表1可見,上世紀80年代以來,廣西育成的常規水稻品種加工品質、外觀品質及蒸煮品質均不斷改良,特別是堊白粒率、堊白度、膠稠度等指標進步最大。到第三階段平均堊白粒率僅為7.3%,堊白度僅為1.3%,膠稠度達80.5 mm。直鏈淀粉含量是稻米食味品質的主要決定因素,直鏈淀粉含量高,米飯硬、粘性小、光澤差;相反,則米飯軟粘、光澤好[2]。實踐證明,直鏈淀粉含量在12%~17%的優質稻品種在廣西、廣東市場深受歡迎[3],第一階段(1983-1999年)育成的不少品種直鏈淀粉含量偏高,米質偏硬,直鏈淀粉含量平均為22.0%,第二、第三階段育成的品種絕大多數在12%~17%之間,均值分別為 16.2%和 14.2%。

表1 矮稈良種更新期各階段米質指標情況

表2 矮稈良種更新期各階段產量及產量構成因素情況
1.2.2 產量穩步提高,產量與品質協調發展
自1935年成立廣西農事試驗場以來,廣西積極開展水稻育種,育成了一批良種廣泛應用于生產,1949年之前育成品種的產量水平較低,在1 763~2 400 kg/hm2之間[4]。新中國成立以來,廣西的常規水稻品種產量不斷提高,高稈良種當家時期推出一批高稈良種代替了解放初期雜亂的古老農家品種,生產上獲得5%~10%的增產效果;矮稈良種當家時期品種較上一時期增產20%以上[4]。矮稈良種更新期各階段產量更是逐步提高(表2)。第一階段平均產量5 742 kg/hm2,第二階段 6 090 kg/hm2,較上第一階段增產6.0%,第三階段平均產量6 756 kg/hm2,較第二階段增產10.8%。對比各階段的產量構成因素,第二階段平均單位面積有效穗數、結實率、千粒重均低于第一階段,每穗粒數明顯高于第一階段。可見,第二階段主要是通過育成大穗型品種來提高產量。與第二階段相比,第三階段單位面積有效穗數、結實率略有降低,但每穗粒數、千粒重明顯提高,可見,第三階段繼續通過育成大穗型品種來提高產量,同時通過育成大粒型品種使產量得到進一步提升。特別值得一提的是,廣西農科院水稻研究所羅群昌等提出了“通過增加粒長實現產量和外觀品質同步提升的高檔優質稻”的育種策略,育成了桂育7號、桂育8號、桂育9號等大長粒型常規優質稻品種,米質優,產量達到普通雜交稻的水平。2011年和2012年連續2年在百色市田陽縣實施“桂育7號百畝連片高產示范”,經專家現場測產驗收,平均干谷產量分別達7 730 kg/667 m2和8 380 kg/667 m2。2016年在百色市田陽縣及河池市南丹縣實施“桂育9號百畝連片高產示范”,經專家現場測產驗收,平均干谷產量分別達到9 500 kg/667 m2和 10 940 kg/667 m2[5]。
1.2.3 抗性育種不斷取得進步
廣西一直以來是稻瘟病和白葉枯病的重災區,每年都給水稻生產造成重大損失。近幾年稻瘟病年發生面積在53萬hm2次左右,約占廣西水稻種植面積的1/4,嚴重威脅著水稻的產量和品質,從上世紀70年代起,廣西的常規水稻育種就一直把優質、高產、多抗作為育種目標,近年稻瘟病抗性育種越來越受到育種家及管理部門的重視,品種審定部門不斷強調品種的抗性,對抗性不過關的品種采取一票否決制,促使育種家不斷提高品種的抗性。據統計,2006-2009年所有品種均表現高感,2010-2014年表現為感~高感;2015年育成的品種無高感品種出現[6]。由于對稻瘟病抗性的嚴格把關,2016年和2017年均只有2個常規水稻品種通過審定,2016年通過審定的惠澤8號和和鑫5號稻瘟病抗性綜合指數為6.0,2017年通過審定的桂野豐稻瘟病抗性綜合指數為 6.3,粵農絲苗為 4.3~6.3,均處于中感水平,較之前審定的品種有了很大進步。
1.2.4 香稻品種選育成績斐然
隨著人們生活水平的提高和保健意識的增強,香稻特別是優質香稻的生產和消費量不斷增加[7]。廣西的常規水稻育種者也加大了香稻的選育力度,相繼育成一批常規香稻品種[5]。八桂香、田東香、早香1號、新香占等香稻品種因米質優、香味濃、口感好而聞名八桂大地[8]。
1.3.1 桂 713
該品種是廣西農科院水稻研究所從IR28125-79-3-3-2中,用純系法經3年選育而成,1993年通過審定。產量5 250~6 000 kg/hm2,米質優,是20世紀80年代中后期到90年代廣西出口港澳地區的優質稻代表品種[9]。1992年獲首屆中國農業博覽會銅質獎,1995年獲廣西科學技術進步獎三等獎。累計推廣種植面積13.33 萬 hm2。
1.3.2 七桂占
該品種是廣西農科院水稻研究所以自育品系七絲占為父本,以從新加坡引進培育篩選的桂引901為母本雜交選育成的感溫型中熟優質常規水稻,2000年通過審定。米質優,一般產量早季6 000~6 750 kg/hm2、晚季4 500~5 625 kg/hm2,是2001-2008年廣西常規水稻區試對照品種。2002年獲廣西科學技術進步獎二等獎。在廣西累計推廣面積達26.6萬hm2,增加社會經濟效益1億多元。
1.3.3 八桂香
該品種是廣西農科院水稻研究所以從中國水稻研究所引進的中繁21為父本,以自育品種桂713為母本雜交選育而成的感溫型遲熟優質香型常規水稻,2000年通過審定。大長粒型,外觀品質尤佳,與泰國米相仿,米飯柔軟可口,有香味,能與泰國優質大米茉莉香媲美,一般產量6 000 kg/hm2。截止2003年,該品種累計推廣7.3萬hm2,新增產值8 430萬元,獲2005年度廣西科學技術進步獎三等獎。
1.3.4 油占 8 號
該品種是廣西農科院水稻研究所從廣東省臺山市農業局引進澳粳占自然變異株中系統選育而成的感溫型中遲熟優質常規水稻品種,2001年通過審定。米質優,一般產量6 000 kg/hm2左右,2006年獲廣西科學技術進步獎三等獎,到目前為止,累計推廣種植面積已超過100萬hm2,是廣西推廣速度最快,種植面積最大的常規優質稻品種。
1.3.5 玉晚占
該品種是廣西玉林市農業科學研究所用云國一號與八桂香雜交,經5年6代定向選育而成的香型優質晚秈稻,2005年通過審定。米質優,一般產量6 000 kg/hm2。2005年5月被國家科技部列為國家高新技術研究發展計劃科技推廣成果;同年6月,國家農業部將玉晚占納入國家“優質、高產、抗逆農作物新品種選育與繁育技術研究”重大專項進行管理;2006年獲廣西“十五”科技成果創新一等獎;2008年獲廣西科學技術進步獎二等獎。
1.3.6 力源占 2 號
該品種是廣西農科院水稻研究所采用細長粒型育種策略[6],以從廣東引進的長絲占為母本、從國際水稻研究所引進材料中系統選育而成的桂713為父本,經雜交選育而成的早晚兼用型優質常規水稻,2007年通過審定。米質特優,大多數米質指標都超過了國際名牌大米,填補了廣西細長型高檔優質稻品種的空白,打造了“宮廷銀絲米”、“金泰銀針米”等多個高檔優質米品牌。以包括該品種在內的7個優質稻品種的選育及產業化開發為核心內容的“廣西高檔優質稻品種選育及產業化開發”項目2016年獲廣西科學技術進步獎二等獎。
1.3.7 桂育 9 號
該品種是廣西農科院水稻研究所采用大長粒型育種策略,以黃華占為母本,力源占1號為父本,經過6年10代選育而成的早晚兼用型高產長粒型優質常規水稻,2014年通過審定。粒型粗長,精米晶瑩透亮,直鏈淀粉含量14.6%,軟米型,特別適合南方人口味,其他米質指標達國標1級米標準,被評為“2014年度廣西十大優質稻米品種”,大田種植平均產量達8 250 kg/hm2,2016年在廣西河池市南丹縣進行高產示范,經專家測產驗收平均產量達到10 935 kg/hm2,達到同熟期超級稻水平,實現了廣西優質常規水稻產量和品質的新突破,是目前廣西產量最高且米質最優的長粒型優質常規水稻品種。據廣西壯族自治區種子管理局統計,2015-2016年已累計在廣西示范推廣3.27萬hm2。
廣西常規水稻育種在產量和品質協調發展方面取得了突破性進展,但抗性育種到目前為止仍未取得突破。2000年以來,育成品種的稻瘟病抗性基本上處于感至高感水平,且超過三分之二屬于高感,到目前廣西尚未育成中抗稻瘟病以上的常規水稻品種。在白葉枯病抗性方面,2000-2008年育成的品種大部分處于中抗至中感水平,無抗或高抗的品種,而近3年甚至出現倒退的現象,育成的品種均感或高感白葉枯病[8]。
隨著人們消費觀念的改變和保健意識的增強,香稻、功能稻的需求量不斷增加。近年育成了八桂香、田東香、早香1號等一批香稻品種,但目前廣西自育成的18個香稻品種僅有7個品種未退市[9],未退市的品種雖有香味,但有的產量不高,有的膠稠度過低,有的株葉型太散易倒伏,有的粒型較短,均存在缺陷且抗性普遍較差,所以在生產上推廣面積不大,市場上急需綜合性狀優良的香稻品種。
近年市場上一些富鐵、富硒等功能米的需求量和銷售量逐漸增大,但這些功能米的生產很大一部分是通過外源施用一些營養元素的方式獲得,施用化學合成的營養元素是有機生產禁止的,市場上缺乏富鐵、富硒、富鋅等功能稻品種用于打造安全的功能稻米品牌。
把抗稻瘟病育種作為抗性育種的重中之重,有針對性引進抗稻瘟病育種資源,通過稻瘟病區自然鑒定,采用傳統選育與分子輔助育種手段相結合,獲得一批含有Pi1、Pi2、Pi9、Pita等廣譜抗性基因的材料或品系,通過對這些材料的直接選擇或作為抗性親本與高產優質親本進行雜交,選育高產抗稻瘟病的優質常規品種,稻瘟病抗性達中抗以上,產量潛力7 500 kg/hm2左右,綜合米質達國標2級以上。
利用香味資源材料與抗稻瘟病材料進行雜交、回交,采用常規育種技術與分子標記輔助選擇技術相結合,聚合多個抗稻瘟病基因及香味基因,培育米質達到或優于部頒2級、稻瘟病抗性較好的香型優質常規水稻新品種。
從東南亞以及全國各地引進各種優質資源,采用傳統選育與分子輔助育種手段相結合的方法選育優質稻新品種,產量潛力5 250~6 000 kg/hm2,米粒細長,米粒長度8.0 mm以上,長寬比4.5以上,直鏈淀粉含量12%~17%,其他米質指標達國標1級標準,具香氣。
通過引進和測定,篩選出富鐵、富硒、富鋅等功能稻育種材料,以這些材料為親本與高產優質親本進行雜交,以農藝性狀優良、高產、優質等目標進行擇優選擇獲得優良品系,并通過檢測篩選出具有富鐵、富硒、富鋅等特性的材料育成功能稻品種。
“減肥、減藥”是當今農業生產大勢所趨,今后在廣西常規稻育種上還應開展氮高效優質稻材料收集、鑒定及創新利用,盡快選育出氮高效優質稻新品種,為優質稻生產“雙減”提供品種保障。