顧帥娣 趙國超 黃玉杰 萬 波 許建華
(1光明種業有限公司,上海市崇明區 202171;2上海師范大學生命科學學院植物種質資源開發中心,上海市徐匯區 200234)
我國稻種資源豐富,類型復雜,其中不乏口感與蒸煮品質優秀的品種,但多數稻米的食用品質還不夠理想。同時,隨著人民生活水平的提高和稻米市場的開放,優質稻育種逐漸成為水稻育種中的重要研究方向。軟米的米質介于糯米與粘米之間,故近年來,香型軟米越來越受上海市及其周邊地區群眾的喜愛。例如,“南粳46”是首個在江蘇省利用分子標記輔助成功選育的香型軟米水稻品種[1],上海市的育種單位也已先后培育出適合當地種植的香型軟米水稻品種,如“滬軟12-12”“上師大18號”[2]、“銀香38”等。
隨著種植年數的增加,再加上物理混雜、生物學混雜和世代變異等因素[3],近年來香型軟米品種的純度和種性不斷降低,香味逐漸變淡,軟米特性逐漸變差。因此,為延長香型軟米品種的生命周期,其香味和軟米特性保持就顯得非常重要。在常規水稻品種的種性保持、提純復壯上,前人做了很多試驗研究,也提出了很多有效措施[4-8],而對于香型軟米品種的種性保持,除了三圃提純復壯的常規措施外,還需增加香味基因和軟米特性的檢測等環節。因此,筆者擬在分析水稻品種種性退化原因的基礎上,以香型軟米品種“銀香38”為例,對其種性保持的具體措施進行總結介紹,以期探索香型軟米品種種性保持的常規思路。
在稻種催芽、搬運、播種、機械收割、脫粒、晾曬、倉儲等環節,易造成水稻品種的混雜,進而導致種性退化。
水稻雖是自花授粉作物,但仍存在0.1%~0.2%的自然變異,同時受風媒和蟲媒等影響,也會產生一定的異交率,進而產生雜合植株,導致種性退化。
水稻育種主要以雜交選育為主,且為固定某些優良性狀而采取復交和回交,這會造成品種內在遺傳因素復雜,經過多代繁殖和生產,不可避免地會產生分離和變異,進而使種性退化、品種優良性狀喪失。
為保持香型軟米品種“銀香38”的種性,在采用三圃提純復壯常規措施的基礎上,增加了香味基因檢測和透明度考查環節。
第1年在“銀香38”選種田內,選擇具有品種典型特征的單穗200個,每穗種1行,每隔9~10個穗行設1個原品種對照。生長期間調查記載生育期各階段數據,期間取葉片進行分子標記檢測。具體為:取“銀香38”選種田內的標記單株水稻幼嫩葉片,提取葉片總DNA,采用分子標記檢測香味基因,使用的聚合酶鏈式反應(PCR)引物序列、PCR擴增條件、PCR酶切操作均參考王彤[9]等提出的方法;酶切產物使用 2%(體積分數)瓊脂糖凝膠進行電泳,電泳參數為120 V、30 min、溴化乙錠(EB)染色;取出凝膠在紫外成像儀上觀察、照相。然后將檢測具有香味基因和軟米基因的穗行作為篩選對象,從中優選穗行單獨收獲,曬干后觀察稻米的透明度。
以2018年為例,2018年9月依據檢測結果選出符合要求的標記單株(含有純合香味基因的水稻單株編號分別為1、5、6、7、10、15、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、32、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51)。然后從含有純合香味基因的水稻單株上收獲種子,曬干后觀察稻米的透明度,最終從中選出10棵植株,其稻米均呈半透明狀,且整棵植株的種子透明度均一致。
第2年將入選的穗行種子各取同等數量,按穗系進行種植,并將原品種作為對照種在邊上。生長期間調查記載各穗系生育期各階段的數據,標記入選穗系。成熟時按穗系進行單獨收獲、脫粒測產,然后將高產穗系混合,下年進入原種繁殖基地。
第3年把入選的穗系種子混合播種到原種繁殖基地,生長期間注重栽培和植保措施,控制肥料的使用,做好病蟲草害防治工作,收獲后即為原原種,可作為下年繁殖的基礎種子進行使用。
在采用三圃提純復壯常規措施的基礎上,通過增加香味基因檢測和透明度調查環節,可有效保持“銀香38”原有的香軟特性,收獲基礎種子。因此,以上種性保持措施可用于“銀香38”的種子大量生產。