優(yōu)質粳稻BT型不育系南粳01A的選育

李余生 黃勝東 楊娟 趙慶勇 陳濤 朱鎮(zhèn) 趙凌 姚姝 趙春芳 周麗慧 張亞東 王才林

摘要：為選育具有較好開花習性、品質優(yōu)良和綜合抗性好的BT型優(yōu)質粳稻不育系，江蘇省農業(yè)科學院糧食作物研究所通過性狀改良和培育，選育出綜合品質優(yōu)、抗性好和開花習性好的不育系南粳01A，是江蘇省農業(yè)科學院糧食作物研究所繼863A、95122A之后又一突破性BT型不育系。該不育系是用遲熟中粳品系C9023與軟米A雜交并經連續(xù)回交轉育而成的BT型不育系。該不育系花粉敗育類型屬圓敗型，不育性穩(wěn)定，不育株率達100%;可恢復性好，配合力較強;對條紋葉枯病抗性較強。2020年9月通過江蘇省農作物品種審定委員會專家組鑒定。

關鍵詞：雜交粳稻;BT型不育系;南粳01A;選育;制繁種技術

中圖分類號：S511.2+20.33文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）08-0092-04

收稿日期：2021-01-04

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（編號：2016YFD0101106）;江蘇省產學研合作項目（編號：BY2020362）。

作者簡介：李余生（1965—），男，江蘇東臺人，博士，研究員，主要從事水稻遺傳育種研究。E-mail：liyusheng@jaas.ac.cn。

雜交粳稻育種最早始于20世紀50年代的日本，但由于缺少恢復系而難以在生產上應用。1975年，遼寧省農業(yè)科學院楊振玉創(chuàng)造性地采用秈粳架橋方法，用IR8號與科情3號雜交再與科情3號回交，將秈稻中的恢復基因引入粳稻中，育成了高配合力恢復系C57，實現(xiàn)了三系配套[1-2]。江蘇省雜交粳稻研究始于20世紀70年代末，選育出鹽優(yōu)57V、徐優(yōu)3-2、六優(yōu)1號、六優(yōu)3-2等首批雜交粳稻組合，但由于沒有建立健全的種子生產體系，這些組合未能在生產上發(fā)揮應有的作用。1996年以后，雜交中粳和雜交晚粳的選育均取得了突破性進展，打破了多年徘徊不前的局面。尤其是雜交晚粳的品質改良取得重大突破，制繁種技術也取得較大進展[3-4]。但在經歷了短期的輝煌之后，江蘇省乃至全國雜交粳稻一直處于低谷狀態(tài)，雖然育成了一系列雜交粳稻新組合，但在生產上推廣面積不大，難以與常規(guī)粳稻競爭，粳稻區(qū)仍然是以常規(guī)品種為主。

鑒于目前雜交粳稻所處的現(xiàn)狀，王才林提出，今后江蘇省雜交粳稻研究應主攻高異交率不育系和強恢復系選育，進一步加強高產高效制種技術研究，提高制種產量，降低種子成本，使江蘇省雜交粳稻研究和生產上一個新臺階[3]。南粳01A正是應對雜交粳稻生產上的需求，針對雜交粳稻研究上技術需求而選育成功的一個品種。

1 南粳01A選育經過

南粳01A原名9023A，2008年夏季在江蘇省南京市以BT型不育系軟米A為母本，以自主選育的遲熟中粳品系C9023（組合為南粳39/淮稻5號）為父本雜交，同年冬季在海南省種植F1，表現(xiàn)不育特性的有90%左右，在其中選擇株型近似于父本的不育單株作為母本，以C9023為輪回父本進行回交。以后逐年在南京和海南兩地選擇株型長相與C9023父本相似的單株連續(xù)回交，在B5F1世代已經產生了全不育穩(wěn)定株系。為保持轉育純度，繼續(xù)回交3代后于2012年獲得育性穩(wěn)定、不育株率和花粉不育度均為100%的株系，同年開始繁殖。2013年建立回交原種圃并進一步擴大繁殖，同時開展小面積繁種，并開始測交配組。2017—2018年委托農業(yè)部植物新品種測試（南京）分中心進行DUS測試，特異性（distinctness）、一致性（uniformity）、穩(wěn)定性（stability）均通過測試。

2 主要特征特性

2.1 生育期特性

南粳01A（保持系）和南粳01B（不育系）屬遲熟中粳類型，在南京市5月15日左右播種，6月10日左右移栽，8月15—20日始穗，9月25—30日成熟，播始歷期約93 d，全生育期在143 d左右。同期播種情況下，不育系比保持系遲抽穗1～2 d（表1）。不育系遲于保持系， 可能是由于不育基因的導入影響了抽穗期，產生互作效應。

2.2 農藝性狀

南粳01A株高90～95 cm，植株較挺，生長清秀，葉齡調查主莖總葉片數(shù)16張，5個伸長節(jié)間，分蘗力中等偏上，單株成穗11～12個。穗長19～20 cm，穗伸出度好，不包頸，每穗總粒為120～130粒，千粒質量在27.5 g左右，穎尖無芒無色。保持系結實率在95%以上，灌漿速率快，后期熟相好，落粒性中，易脫粒。經測定，南粳01B糙米率為852%、精米率為777%、整精米率為75.2%、堊白粒率為9%、堊白度為5%、透明度2級、膠稠度為 70 mm、直鏈淀粉含量為170%，達到優(yōu)質二級米標準。抗病性檢測結果顯示，抗稻瘟病，高抗白葉枯病，紋枯病發(fā)生輕。

2.3 育性表現(xiàn)

I2-KI染色鏡檢結果表明，南粳01A花粉不育以圓敗型為主，敗育時期為二核期，花粉粒瘦小，屬于典型的配子體不育[5]。敗育花粉中圓敗花粉占90%，染敗和典敗花粉占10%，花粉不育度為100%（圖1）。園敗型花粉粒較小，呈圓形，染色顏色較淺，這有別于一般BT型不育系[6-7]。2020年，分期播種套袋檢查自交結實情況，結果顯示自交結實率為0，不育株率為100%;花粉育性檢查了108穗的17 398朵穎花，達到水稻三系不育系鑒定標準。

2.4 開花習性

2.4.1 南粳01A開花習性 經過2017年、2018年在南京市、蘇州市2地觀察，2地的開花習性基本一致，動態(tài)曲線均接近正態(tài)分布，單穗始花后3 d進入開花盛期，6～7 d進入盛花末期，8 d后終花，單穗開花高峰期為5～6d，期間開花量占總開花量的80%～85%，非常集中。單穗開花動態(tài)曲線呈偏態(tài)分布，開花早期開花較多，2～4 d為單穗開花高峰期，穎花開花數(shù)占單穗總穎花數(shù)的70%左右（圖2）。相同播期之下，不育系抽穗期較保持系遲1～2 d，花期也遲1～2 d，但單株和單穗開花動態(tài)基本一致。

2.4.2 單日開花情況 田間觀察結果表明，南粳01A在 10：00 左右始花，11：30—12：30為開花高峰期，13：30進入開花末期，14：00后終花（圖3）。單株開花時長60～70 min。南粳01A單個穎花開花歷時45～60 min，開穎角度在32°左右，自然柱頭外露率在12%左右。制繁種過程中噴施赤霉素后，會激發(fā)花絲增長，柱頭外露率可增至20%以上。南粳01A 主要表現(xiàn)為單邊柱頭外露，在總外露柱頭中占90%左右。

3 南粳01A雜交組合優(yōu)勢

南粳01A自育成后，在2013—2019年間共配制36個組合，表現(xiàn)較好的有南粳01A/C418、南粳01A/R329、南粳01A/R9025、南粳01A/制07、南粳01A/寧恢821、南粳01A/寧恢8號、南粳01A/R838、南粳01A/R285、南粳01A/R1678、 南粳01A/R293等（表2），其中新組合南粳01A/R293于2018—2019年參加江蘇省雜交晚粳稻聯(lián)合體區(qū)域試驗，2年平均比對照（CK）增產4.02%。南粳01B稻米品質經農業(yè)農村部食品質量檢測中心檢測，稻米品質達到國標3級優(yōu)質稻谷標準。2020年進入生產試驗，該組合平均產量折合畝產832.1 kg，產量變幅為11 667.0～12 874.5 kg/hm2，較對照增產504%，達極顯著水平。全生育期為155 d，比對照早3.3 d;株高為110.6 cm，比對照矮6.7 cm，千粒質量為27.9 g;該組合株高適中，株型緊湊，葉片挺，葉色綠，后期轉色好，抗倒性較好。抗病性接種鑒定結果顯示，稻瘟病綜合指數(shù)為4.25，穗頸瘟損失率最高級為3級，抗性評價為中感（MS）;接種白葉枯病4個生理小種浙173、PX079、JS-49-6、KS-6-6分別為 5級、3級、5級、5級，抗紋枯病，中感條紋葉枯病。

4 南粳01A制繁種技術

4.1 適宜播種期

制種、繁種父母本播期是根據開花期來確定。不育系繁種時，保持系南粳01B分2期播種，由于不育系比保持系遲1～2 d抽穗，因此安排第1期保持系與不育系同時播種，第2期保持系遲5～7 d播種，保證不育系開花期處于2期保持系的花期內，保證不育系充分授粉受精。雜交組合制種時，根據不育系和恢復系抽穗期來安排播期，恢復系分2期播種，播期相差7～10 d，保證開花時間在10～15 d，不育系開花期安排在2期恢復系之間，確保花期相遇。

南粳01A感光性較強，適宜的播期會獲得最佳的制繁種效果。在南京地區(qū)，南粳01A最佳的抽穗揚花期在8月15—25日，制種、繁種時，宜將播種期安排在為5月15—30日之間。播期偏早，抽穗時會遇到高溫從而影響母本的受精能力;播期偏遲，植株生長量不足會造成穗型變小、群體有效穗變少從而影響制繁種產量。

4.2 合理密植

根據該不育系的授粉空間態(tài)勢，父母本行比為2 ∶6，栽插密度為行距20 cm、株距17 cm，父母本間隔25 cm。母本每穴1～2苗，父本栽種2期，每期栽1行，每穴2苗，在滿足基本苗的情況下，適當增加母本栽插密度從而增加有效穗數(shù)，增大授粉群體，提高制繁種產量。

4.3 科學施肥，培育壯秧

秧田期施足基肥，稀播勻播培育壯秧，早施斷奶肥，早練苗，適時施好起身肥。大田要做到基肥足、追肥早、穗肥巧，做好強父本足母本。追肥在移栽后7 d施入，并對父本偏施速效肥，使父本強壯。大田期注重增施有機肥和磷鉀肥，做好促花、保花措施，氮肥總用量折純氮為225～255 kg/hm2。施肥方法上采用普施方法，不提倡對單一親本偏施氮肥，以免影響花期相遇，生產上不提倡通過施肥的方法進行蹲苗、調節(jié)花期。

水漿管理要以促進分蘗生長為主，分蘗期保持淺水層，夠苗時輕度擱田，以不陷腳為標準，中后期干干濕濕，保持理想群體結構，控制父本有效穗在25穗/穴左右，母本在10～12穗/穴，保證穗大粒多。

4.4 提高異交結實率

在父母本花期相遇的前提下，采取一定的輔助手段來提高異交結實。（1）割葉。在母本10%見穗時進行割葉，割去父母本劍葉長度的1/3～2/3，留下的不能少于2 cm，有利于穗子安全抽出。（2）適量噴施赤霉素。一般母本施用量在45～60 g/hm2，父本根據品種對赤霉素的敏感程度，噴施1～2次，間隔3 d左右，總施用量為120～150 g/hm2。（3）適時趕粉。在父母本抽穗揚花期間，每天都要進行輔助趕粉，小面積以用繩子拉動植株抖粉為好，也可以通過人工迷霧機鼓風吹動花粉，大面積制種可借助拖拉機拉動繩索，實現(xiàn)半自動化趕粉。每天第1次趕粉時間掌握在1/3穎花開花時期，其后每隔30 min趕1次，每天3～4次，其中有1次必須是在母本大量開花時進行。花期遇陰雨天時花時會推遲，必須抓住雨后大量開花時刻及時趕粉，雨日的第2天花時會提前且開花量會大增，要利用作物的這一生理特性，千萬不要錯過趕粉好時機。

4.5 防雜保純，保證種子質量

為了確保制種、繁種的種子純度，繁殖田塊四周應具有安全的隔離空間，500 m以內不能種植其他水稻品種，否則會有飄移花粉影響純度。如果周圍有其他水稻種植，之間應采取一定的防護措施，比如種植高稈作物或設置其他屏障隔離。

秧田和本田清理，必要時要對秧田和大田上年度遺存的稻谷進行清除，采用上水泡發(fā)，再通過打田、耘田將幼苗清除掉，保證田塊干凈，消除遺留稻株的影響。在苗期至始穗期，雜株識別主要以植株高矮、株型緊散、葉片長寬、葉色濃淡、莖基顏色等性狀為依據。始穗期至齊穗期，反復去除父本行中特征不相符的所有異型株，對母本行中抽穗偏早或偏遲、花藥飽滿、散粉明顯的雜株要及時清除，開花期內，花時與親本有明顯差異的異型株要及時清除，保證親本材料的純正。收獲前對田間植株徹底清查，檢查合格后方可收獲，發(fā)現(xiàn)不符合制繁種標準的田塊及時放棄。

收獲期應嚴防混雜，防止機械、人為、動物等因素造成的混雜。收割機械要清理干凈才能下地收割，防止造成機械混雜;運輸過程中要保證器具干凈，防止人為混雜;晾曬過程中，不同雜種之間要防范鳥雀的啄食和翻扒從而造成的生物學混雜。

4.6 重視病蟲防治

水稻一生難免要受到病蟲危害，減輕病蟲的危害程度主要靠防治。雜交稻制種、繁種田水稻病蟲害損失相對于大田生產更為嚴重，防治起來更為復雜[8]。根據南粳01A的生長特點，苗期主要防治稻薊馬、稻飛虱，治好稻飛虱可減輕條紋葉枯病的發(fā)生;中后期主要是加強對螟蟲、稻飛虱、稻瘟病、紋枯病的防治。

5 南粳01A利用前景

南粳01A屬于遲熟中粳稻類型，純粳型三系不育系，不育性狀穩(wěn)定、開花習性好、異交結實性好、配合力強好、品質優(yōu)、綜合抗性好，對提高雜交粳稻的制種、繁種產量，改良品質等具有較好的利用前景。組合后代在產量性狀上有一定的雜種優(yōu)勢，近年來，利用該不育系配制了一系列組合，已篩選出高產、優(yōu)質苗頭組合。新組合南粳優(yōu)293在2018—2019年江蘇省雜交粳稻聯(lián)合體區(qū)域試驗中2年平均產量達到12 763.5 kg/hm2，比對照甬優(yōu)1540增產4.02%，2020年進入到生產試驗，產量比對照增產5.04%，達到極顯著水平。該不育系與R285、R1678、寧恢821等恢復系配制的新組合已在試驗、示范中得到驗證，表現(xiàn)出了較好的產量優(yōu)勢。該不育系自身的優(yōu)良特性和雜種優(yōu)勢表現(xiàn)突出，在雜交粳稻研究領域具有一定的應用情景，發(fā)展勢頭較好。

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