水稻光溫敏核不育系Q33S及Q34S的選育

彭 菊， 伍 祥， 蒙秀菲， 張上都， 周樂良， 石邦志， 陳文強

(貴州省農業科學院 水稻研究所， 貴州 貴陽 550006)

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，老百姓對稻米的需求也發生變化，從追求吃得飽向吃得好轉變。在我國雜交水稻新品種不斷突破新的產量水平情況下，對雜交水稻品種穩產、優質的要求也越來越高[1-2]。20世紀60年代，中國因培育出矮稈水稻使其單產提高30%；20世紀70年代，因成功培育出三系雜交水稻，其產量水平又比矮稈水稻提高20%。20世紀90年代，兩系法育種以光溫敏兩用核不育系利用為特征，使超級雜交水稻單產比普通雜交水稻提高20%[3]。據農業部全國農作物主要推廣情況的統計資料，1993—2009年共有121個兩系組合年推廣面積達到或超過6 700 hm2，累計推廣面積達2 097.4萬hm2，目前兩系雜交水稻已成為我國水稻生產中不可或缺的類型[4]。但多年來兩系雜交水稻在貴州等西南稻區發展緩慢，引用的兩系不育系由于不育起點溫度偏高、不耐寡照、抗性弱等因素，存在稻瘟病重、結實率低、稻米品質較差等諸多問題，制約兩系雜交水稻的發展[5]。

2006—2017年，貴州省審定水稻品種共155個，其中三系雜交水稻品種122個，兩系雜交水稻品種僅12個[6-7]。因此，培育適合貴州特殊生態氣候條件的優質水稻兩用核不育系材料對水稻生產顯得尤為重要。優良兩用核不育系的應用是選育突破性雜交水稻新品種的前提，前人以光溫敏核不育系培矮64S[8]和Y58S[9]為親本，選育出兩優培九[10]和Y兩優1號[11]等突破性雜交稻品種。20世紀80年代末，貴州省引進W6154S、W6111S、8902S、農墾58S等光溫敏核不育系[12]，在進行育性觀察、測配利用的同時開展光溫敏核不育系的雜交轉育研究工作，1995年育成紫標S[13]。至2017年，相繼育成2136S[14]、360S[15]、凱農S-3[16]、G156S[17]及885S[18]等10余個水稻兩用核不育系。2017年貴州省水稻研究所選育的兩優363于2003年首次通過國家審定[15]，另外還有兩優211、兩優6785、Y兩優585等10余個兩系品種通過省級審定[19-21]。隨著貴州省兩系不育系鑒定中心的建立和兩系法雜交水稻育種體系的完善，為水稻兩系不育系及其雜交組合選育打下了堅實的實驗條件和理論基礎。貴州省農業科學院水稻研究所圍繞抗性好、稻米品質優、配合力好、異交結實率高、易繁殖及育性穩定的育種目標，2007年利用優質水稻親本越光與自育的光溫敏不育材料(1196S)雜交，經過多年的連續定向選擇，于2013年育出了綜合性狀好、稻米品質優、配合力好的水稻兩系不育材料Q33S和Q34S。2017年8月通過貴州省農作物品種審定委員會組織的田間技術鑒定，2017年12月通過貴州省水稻兩用核不育系生態鑒定中心鑒定。2017年2月申請農業部植物新品種保護，申請號分別為：20170451.1和20170452.0。

1選育過程

1.1親本來源

Q33S和Q34S兩系不育材料的親本均為優質水稻品種越光、光溫敏兩用核不育系1013S和360S。越光在日本的種植面積始終位居第一，其稻米的外觀、品質、氣味和口感在世界各地都享有盛名[22]，我國近年來對越光進行直接或間接的利用。1013S是1993年貴州省水稻研究所用安香S/農墾58S雜交選育而成，360S是貴州省水稻研究所用兩用核不育系安湘S/黔香1號雜交選育而成，1998年通過中國水稻研究所進行人工氣候箱起點溫度鑒定[23]。

1.2選育經過

1996年春，用兩用核不育系1013S與360S可育株雜交，經過三亞、貴陽兩地多年不斷選擇，于1999年秋選擇出育性轉換起點溫度為23.5℃的兩系株系材料1196S，至2002年，1196S育性基本穩定；2004年，用1196S與R894、Q568等恢復系配組，雜種F1表現穗大、分蘗力較強、米質好等優點，但結實率不高，株葉形成批散狀。2007年夏，用1196S與越光雜交，收獲13粒種子，同年雜種F1種于海南三亞，成熟后混收，于貴陽種植F2，群體約3 000株，由于是遠緣雜交和秈粳雜交，F2世代分離大，類型豐富，通過育性觀察，入選植株偏矮、偏秈、結實正常的兩系單株材料156份。以選擇兩系材料為唯一方向，F3以后各世代分別在貴陽、三亞兩地種植、選擇，至2013年春季于三亞種植F11代，各株系材料性狀基本穩定，其中當年田間編號1301、1303、1304及1310株系材料綜合性狀優良；2014年正季用對應上述4個編號的株系進行配組，同年冬季各配組組合種于三亞，其中編號1303、1034所配組合綜合表現較其他株系好，1303、1034株系暫定名為Q33S、Q34S。Q33S與Q34S的選育系譜見圖1。至2017年8月通過貴州省農作物品種審定委員會組織的田間技術鑒定，2017年12月通過貴州省水稻兩用核不育系生態鑒定中心鑒定。

2主要特征特性

2.1生育期及農藝性狀

以湖南雜優中心育成的Y58S為參照，Q33S和Q34S與Y58S同期播種，播始歷期Q33S和Q34S較Y58S均短3～5 d。Q33S株高65 cm，分蘗力強，劍葉較長、正卷呈蔥葉狀、直立，葉鞘、葉緣、葉耳、柱頭、穎尖紫色，籽粒長，平均穗穎花數142粒，穗長19.0 cm，千粒重24.5 g。Q34S株高68 cm，分蘗力強，劍葉較短、微微正瓦卷、直立，葉鞘、葉緣、葉耳、柱頭、穎尖紫色，籽粒長，平均穗穎花數146粒，穗長18.7 cm，千粒重24.0 g。

2.2育性及異交習性

2017年在貴州省銅仁市玉屏縣朱家場鎮長華村種植的Q33S群體共2 457株，不育株率100%。隨機抽取100穗進行室內花粉育性鏡檢，連續鏡檢100株，結果以典敗為主，極少量圓敗，花粉不育度達99.99%?，F場抽取套袋穗子116穗，總穎花數20 648朵，自交結實1粒，套袋自交不育度99.995%。同年經貴州省水稻兩用核不育系生態鑒定中心人工氣候室鑒定Q33S的育性轉育起點溫度在23.5℃以下。同年在貴州省銅仁市印江縣合水鎮新連村用恢復系R349組配制種，上午9:40左右開花，11:40左右盛花，張穎角度15°～17°，未噴施赤霉素情況下，柱頭外露率為62.8%，其中雙外露率22.7%；噴施赤霉素情況下，柱頭外露率為75.1%，其中雙外露率26.2%，結實率45.1%，制種面積72.6 m2，割測面積72.6 m2，出田谷重24.6 kg，折干率80%，出田干谷重19.7 kg，折合制種產量 2 722.5 kg/hm2。

同樣條件下，種植的Q34S群體共2 135株，不育株率100%。隨機抽取100穗進行室內花粉育性鏡檢，連續鏡檢100株，結果以典敗為主，極少量圓敗，花粉不育度達99.99 %?，F場抽取套袋穗子107穗，總穎花數26 009朵，自交結實1粒，套袋自交不育度99.995%。同年經貴州省水稻兩用核不育系生態鑒定中心人工氣候室鑒定Q34S的育性轉育起點溫度在23.5℃以下。同年在貴州省銅仁市印江縣合水鎮新連村用恢復系R349組配制種，上午9:35左右開花，11:40左右盛花，張穎角度15°～18°，未噴施赤霉素情況下，柱頭外露率為64.5%，其中雙外露率23.1%；噴施赤霉素情況下，柱頭外露率為74.3%，其中雙外露率28.5%。結實率46.7%，制種面積54.3 m2，割測面積54.3 m2，出田谷重19.6 kg，折干率78%，出田干谷重15.3 kg，折合制種產量 2 812.5 kg/hm2。

2.3稻米品質

2018年，經中國水稻研究所檢測，Q33S稻米品質表現：糙米率81.5%，整精米率70.5%，精米率73.7%，長寬比3.2，粒長7.1 mm，堊白度1.6%，堊白粒率12%，透明度1，堿消值4.9級，膠稠度66 mm，直鏈淀粉 16.3%，蛋白質6.08%。Q34S稻米品質表現：糙米率80.7%，整精米率72.0%，精米率73.1%，長寬比3.1，粒長6.5 mm，堊白度0.2%，堊白粒率5%，透明度1，堿消值4.8級，膠稠度66 mm，直鏈淀粉 11.7%，蛋白質10.4%。

3配合力表現

3.1配組組合的產量

2017年以汕窄8號為對照進行品種比較試驗，Q33S所配組合Q33S×黔恢085和Q33S×SR180，全生育期分別比對照晚1.0 d和1.5 d，產量分別為8 425.5 kg/hm2和8 284.5 kg/hm2，比對照種(7 629 kg/hm2)分別增產9.45%和7.91%；Q34S所配組合Q34S×黔恢085、Q34S×SR180，全生育期與對照相當，產量分別為8 290.5 kg/hm2和8 184.0kg/hm2，比對照分別增產8.67%和7.27%(表1)。

2018年以香早優2017為對照進行品種比較試驗，Q33S所配組合Q33S×R349、Q33S×R965和Q33S×R430等的全生育期均與對照相當，較對照增產1.1%～4.2%；Q34S所配組合Q34S×R349、Q34S×R965和Q34S×R430的全生育期均與對照相當，較對照增產2.3%～4.7%。

表1 Q33S和Q34S配組組合的產量(2017年)

3.2配組組合的米質

從表2看出，Q33S與R349和R430配組組合，初步檢測組合米質指標(檢測地點為貴州省水稻研究所)，其直鏈淀粉含量分別為15.49%、16.50%，蛋白質含量分別為10.14%、9.73%。Q34S與黔恢085、R349配組組合，組合直鏈淀粉含量分別為16.22%和16.71%，蛋白質含量分別為10.28%和10.52%。

表2 Q33S和Q34S配組組合的米質(2018年)

4繁殖技術

4.1隔離要求

水稻光溫敏核不育系Q33S與Q34S繁殖的隔離條件要求嚴格，采用空間隔離應在500 m以上；采用時間隔離則應與其他水稻品種花期相差28 d以上。

4.2適期播種

選擇有充足低溫水資源的地區春繁，在貴州省貴陽地區進行冷灌繁殖，5月30日左右播種，稀薄、勻播，薄膜濕潤育秧。6月7日前單本移栽壯秧，適當稀植，栽插密度24萬穴/hm2，行株距13.3 cm×16.7 cm。

4.3科學肥水管理

施足底肥(碳銨、磷肥各525 kg/hm2)，增施農家肥。早施分蘗肥，移栽后5～8 d施尿素150 kg/hm2，巧施穗肥(尿素55 kg/hm2、氯化鉀60 kg/hm2)。水分管理做到薄水分蘗、淺水勤灌、足苗曬田，中后期水孕穗，干濕交替壯籽。重點監測育性敏感期，注意群體主穗幼穗分化V期初至VII期末氣溫情況，在貴陽地區尤其注意8月中下旬的天氣情況，若氣溫偏高，須采用冷水灌溉，若氣溫低于23.5℃則不需采用冷水灌溉。

4.4嚴格去雜，適時收割，防治病蟲害

全程嚴格去雜，特別是始穗期、乳熟期，去除株葉形態明顯差異的異形株。晴天及時提早收割，做到單獨收、曬、運、貯等環節，嚴防混雜。重點防治稻瘟病、紋枯病等病害以及二化螟、三化螟及稻飛虱等蟲害。