秈粳稻雜交育種的研究進展

王建

摘 要：秈稻（Oryza sativa L.subsp.indica Kato）和粳稻（Oryza sativa L.subsp.japonica Kato）是水稻的兩個亞種，秈粳亞種間雜種優勢的利用對于提高我國水稻產量有著重要的意義。本文從秈粳雜交品種的創制、雜種優勢利用等方面展開論述，并對未來育種方向作出了展望。

關鍵詞：秈粳雜交;雜種優勢;超高產育種;研究進展;制種技術

Abstract：Indica（Oryza sativa L. subsp.intica Kato） and japonica（Oryza sativa L. subsp.japonica Kato） are two subspecies of rice. The use of hybrid advantages between indica and japonica subspecies is significant for increasing the yield of rice in China. This paper discusses the creation of indica and japonica hybrid varieties and the use of heterosis， and makes a prospect for future breeding.

Key words：hybridization; Hybrid advantage; Ultra-high yield breeding; Research progress; Seed production technology

栽培稻有秈稻和粳稻兩個亞種，秈粳稻雜交后代具有強大的雜種優勢，利用其雜種優勢實現水稻的超高產，是我國取得超高產育種的一大突破[1]。20世紀50代初楊守仁和鮑文奎等[2]首次提出秈粳稻雜交育種并展開探索，由于雙親遺傳距離遠，導致雜交不親和，后代結實率低等一時間成為世界性難題。隨著技術的發展，秈粳稻雜交成為我國超級稻育種的主要途徑[3]。實踐證明，秈粳亞種間雜交稻組合具有明顯的生長優勢和產量優勢，其生產潛力巨大。本文從三系和兩系秈粳雜交稻展開論述，重點介紹該品種的創制和選育、雜種優勢利用的現狀、制種技術及現階段存在的問題等，并展望了秈粳稻雜交育種的發展方向。

1.品種的創制和選育

在雜種優勢利用方面，袁隆平提出了其3階段發展思想[4]：從品種間到亞種間，再從亞種間到遠緣雜交。在上個世紀70年代，我們目睹了品種間的雜種優勢成果。而對于亞種間的雜種優勢理論上更強于品種間，但是由于受到兩個亞種間雜交不親和影響，加之技術的不成熟，所以長期以來在生產上并沒有得到很好的利用[3]。20世紀80年代，隨著廣親和基因的提出[4]和光溫敏不育系材料的發現[5]，為研究秈粳稻雜交開辟了一條新的道路。

21世紀初，由寧波市農科院和寧波市種子公司等合作選育而成超級稻甬優6號在浙江省大面積推廣;此后，其又聯合選育出甬優9號，成功降低了秈粳雜交稻普遍存在的植株整齊度差、生育期偏長、結實率偏低、米質差、適應范圍窄等問題[7]。在兩系法品種選育方面，湖南雜交水稻研究中心利用廣適性光溫敏不育系培矮64S、Y58S等材料，與秈型或偏秈型恢復系配組，選育出Y兩優1號、Y兩優2號、Y兩優900、超優1000等強優勢部分秈粳亞種間雜交稻組合，均表現出較高的產量優勢[8]。

2.雜種優勢利用現狀

2.1 三系法雜種優勢利用現狀

馬榮榮等人[9]認為，近年來隨著超級稻育種技術不斷提升，秈粳雜種優勢利用途徑正從“秈不粳恢”（秈型不育系/粳型恢復系）向“粳不秈恢”（粳型不育系/秈型恢復系）發展。自秈粳稻雜交思想提出以來，浙江省陸續選育出選育出以甬優系列、春優系列、浙優系列為代表的典型粳不秈恢亞種間雜交稻組合，其生活力強，株型好，兼有秈稻和粳稻優良特性;其中甬優12、甬優538、春優84和浙優18已先后被國家農業部確認為秈粳亞種間超級雜交稻，其區試平均年產量見表1（數據來源于國家水稻數據中心、中國水稻品種及系譜數據庫等：http//：www.ricedata.cn/variety/）。

2.2兩系法雜種優勢利用現狀

通過對水稻廣親和基因的應用，實現了兩系法秈粳亞種間雜交配組，增產幅度和推廣面積逐漸擴大。其父本的選育有廣親和基因的參與，母本為光溫敏型不育系材料，雜種優勢表現有高產、株葉形態優良、豐產性好、米質優良、抗逆性強、適應性廣等特性[10]。

2014年Y兩優900成功突破百畝千公斤的目標[11]。此后，高抗稻瘟病的品種Y兩優305在2016年也通過審定[10]，單產平均高達7t/hm2。此外，上海市浦東新區農業技術推廣中心利用光溫敏晚粳不育系矮粳15S和秈粳中間型恢復系T22組配選育了較典型的秈粳亞種間兩系雜交稻浦優22，具有株型優良、熟期早、產量高、適種范圍廣、食味品質較好等優點[12]。

3.制種技術

3.1三系法制種技術[13]

3.1.1制種地選擇

選擇保持系或不育系高產的地方有利于制種高產;

3.1.2隔離條件

在空間隔離上，丘陵地區需100米以上;平原湖區需200米以上，或利用河流、林帶、村莊、旱作隔離。在時間隔離上：可使抽穗揚花比周邊水稻提早或延遲20天以上，同時恢復系提早或延遲。

3.1.3合理安排行比，增加母本穎花數

父本有足夠花粉量的前提下，適當增加母本行數，一般為1：12;行向與開花期風向垂直或成一定角度，以借風力傳粉。

3.1.4錯開父母本播種期，確保花期相遇

但因年度間氣候變化和栽培管理的差異，可能導致父母本花期相遇不好。此時必須進行花期預測，及早采取調節措施。

3.1.5調節花期

肥料調節：幼穗發育前3期，如預測父母本花期不相遇，可對發育快的親本偏施速效性氮肥，對發育慢的親本噴施1%濃度的磷鉀肥，可調節4-5天的花期。水分調節：幼穗發育后期如發現花期不遇，可利用恢復系對水分敏感而不育系較遲鈍的特點，采用旱控水促的辦法加以調節1-3天。若父本早，則排水曬田控父本;若父本遲，則適當灌水促父本。激素調節：到臨近抽穗時父母本相差2-3天，可以用赤霉素調節偏遲親本。噴施時間只能在抽穗前2天，每畝用量不超過2克。

3.1.6人工輔助授粉

在割葉第2天，開花當天，母本接近盛花時，進行竹竿趕粉。若是下雨天，則搶晴趕粉。

3.1.7去雜去劣

田間去雜要抓住易于識別雜株時期去雜去劣。

3.2兩系法制種技術[14]

3.2.1制種生態條件

具有最佳揚花授粉期和安全的育性敏感期，兩者兼顧，確保雜交種產量和質量。再者需要有30天以上穩定不育期的地域可以制種。了解不育系在不同地區的不育期長短，決定該地區能否制種。

3.2.2安排好父母本播種差期，建立高產群體結構

父母本行比2：（14-16）。同一組合夏制行比可比秋制大;若栽培水平高，行比可加大。秧田要稀播培育多蘗壯秧、密植移栽母本。在行比、密度確定之后，保證插足每穴基本廟是建立高產群體的關鍵。母本每穴插2-3株比插單株的基本苗成倍增加，有效穗和制種產量也大幅度提高。

3.2.3田間定向培育，均衡管理

應將定向培育貫穿到整個田間管理的全過程，其核心就是既要構筑高產群體結構，又要確保父母本盛花期相遇。秧田期管理：培育分蘗壯秧，為父母本早發、苗壯、穗多、穗大打好基礎。分蘗期管理：促進父母本均衡穩健生長、促發分蘗。一是要施足基肥，二是早施追肥，三要留有余地，為施調花肥留下空間。施肥總量每公頃150-180kg左右，其中基肥大約占90%。氮、磷、鉀的比例為2：1：2。播差期大的母本移栽時要補施速效面肥。幼穗分化期管理：及時曬田以控蘗、促根、壯稈和防治病蟲害。抽穗揚花期管理：花期管理在于提高光溫敏不育系的穗粒外露率、柱頭外露率和張穎角度，改善父本花位，提高父本散粉率，加強人工輔助授粉，達到提高母本異交結實率的目的。

3.2.4人工輔助授粉

其質量的好壞直接影響到制種產量的高低。選擇正確的人工輔助授粉方法和時間，能提高父本的田間花粉密度和有效利用，從而達到提高母本異交結實率的目的。

3.2.5防治病蟲害

兩系稻穗粒病害相對較重，主要是稻粒黑粉病和稻曲病。

3.2.6防雜保純

異常低溫可引起的育性波動導致不育系部分結實。在制種過程中可能發生的生物學混雜和機械混雜。所以需要除雜保純。

4.問題與展望

目前生產上利用粳稻不育系與秈粳中間型廣親和恢復系配組的“粳不秈恢”亞種間雜交稻，由于粳稻不育系一般柱頭不外露或外露率較低，而且花時較遲，而秈粳中間型廣親和恢復系往往花時較早，兩者的花期不遇，同時也存在葉早衰、抗病性差等諸多問題。所以目前生產上利用的粳不秈恢亞種間雜交稻組合制種產量還較低，造成雜交稻種子生產量偏小，種子成本較高，影響了在生產上的大面積推廣應用[3]。

在今后的研究中，可進一步擴大雙親的親緣關系，通過以廣親和基因為橋梁，利用秈稻與粳稻直接配組，選育兩系法秈粳亞種間雜交稻[15]。通過這種方法，有望選育出更加典型的秈粳亞種間雜交稻來增強雜種優勢;在制種方面，改進技術，準確預測花期，確保花期相遇以達到提高產量潛力的目的。

參考文獻：

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