云南省1983—2021年審定水稻品種基本特性分析

董維 張建平 鄧偉 徐雨然 奎麗梅 涂建 張建華 安華王睿 谷安宇 張錦文 呂瑩 楊麗萍 管俊嬌 陳憶昆 李小林*

（1 云南省農業科學院糧食作物研究所，昆明650000；2 云南省主要農作物種子加工工程技術研究中心，昆明650000；3 云南省稻作遺傳改良重點實驗室，昆明650000；4 云南省糧食產業集團有限公司，昆明650000；第一作者：66738337@qq.com；*通訊作者：xiaolinli@163.com）

水稻是我國最主要的糧食作物之一，在保障我國糧食安全的戰略需求中具有舉足輕重的地位[1]。云南是世界公認的亞洲栽培稻起源中心及多樣性分布中心之一，也是中國最為特殊的一個稻作生態區，具有水平分布與垂直分布相結合的錯綜復雜的稻作區域，全省從海拔76 m 的河口縣到海拔2 700 m 的寧蒗縣均有稻作分布[2]。作為產銷平衡區，云南省水稻常年生產面積約100 萬hm2，年均稻谷產量穩定在520 萬t 左右，糧食自給率不足，省內糧食平衡主要靠省外調入來達到，存在一定的糧食安全隱患[3]。多年來，云南省對水稻良種的選育和推廣高度重視。自1980年云南省農作物品種審定委員會成立以來，堅持育種與引種相結合，審定并推廣了一大批有利于云南省水稻產業發展的品種。云南農業大學李錚友教授在國內率先開展粳型雜交水稻研究，于1969年培育出我國首個粳型細胞質雄性不育系——滇I 型粳稻紅帽纓不育系，并在4年后實現三系配套，隨后滇I 型不育系被引至省外用于雜交粳稻組合選配，建立了我國具有完全自主知識產權的雜交粳稻育種技術體系，1991年首個粳型三系雜交稻品種尋雜29 通過云南省審定[4]。1990年云南省農業科學院糧食作物研究所開始光敏核不育水稻的選育和利用研究工作，選育的秈稻品種云光14 號和粳稻品種云光8 號于2000年成為首批通過云南省審定的兩系雜交稻，2003年以來云光14 號在一些東南亞國家示范推廣，取得良好經濟效益。“云粳”“楚粳”“合系”“滇超”等系列常規粳稻品種是云南中海拔稻區的主栽品種，其中的楚粳3 號是云南省自育的首個年種植面積超6.67萬hm2的水稻品種，多個楚粳品種被農業農村部確認為超級稻品種，合系41年應用面積最高超百萬畝。云南具有豐富的軟米品種資源，經與IR 系及矮稈高產品種的雜交改良，育成了大批優質常規秈稻品種，如滇屯502、云恢290、滇瑞408 等，均是“云南六大名米”的主栽品種。經過20年的探索研究，云南省自主選育出一系列多年生稻品種，可利用地下莖正常萌發再生成苗實現多年種植，2018年PR23 成為全國首個通過審定的多年生稻品種。2019年云南農業大學利用國內外首例特異的隱性單基因孢子體雌性不育自然突變體創制出多個“云嶺”系列水稻雌性核不育恢復系并通過鑒定，構建了“水稻雌性不育系（FS）+雄性不育系（MS）”的FM 系法雜交水稻制種技術體系，解決了限制雜交制種全程機械化的關鍵問題，有效降低了雜交制種成本[5]。經過多年生產實踐，云南粳稻和常規秈稻生產以省內自育品種為主，雜交秈稻仍需依靠省外。本研究通過對云南省1983—2003年審定的水稻品種進行親本、產量、米質、抗性等性狀分析，以期為云南省未來的水稻新品種選育工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 數據來源

基于國家水稻數據中心的品種及譜系數據庫（https://www.ricedata.cn/variety/index.htm）中公布的云南省水稻審定品種數據，提取類型、親本、產量、米質和抗病性等數據進行分類統計分析。

1.2 親本指數

引用鄂志國等提出的“親本指數（index of parents，IOP）來衡量品種的親本多樣性，即全部品種的親本數量之和與品種數的比值[6]。

1.3 數據分析

所有數據利用Excel 軟件進行統計、分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 審定品種基本概況

云南省自1980年開始實行省和州（市）兩級審定，2000年后稻品種區試開始全面實行滾動制，試驗容量和試驗效率大幅提高，通過審定的品種數量呈上升趨勢，2021年審定品種數達到最高的90 個。1983—2021年云南省共審定水稻品種559 個，按亞種分類，秈稻265 個、粳稻293 個、秈粳交稻1 個（圖1）；按類型分類，常規稻314 個（秈型99 個、粳型215 個）、雜交稻245 個（兩系50 個，三系195 個；秈型194 個，粳型50個，秈粳交1 個）。1983—2003年，云南省審定的品種以常規稻為主，審定的110 個品種中雜交稻品種數量僅占11.82%。2004—2021年通過審定的品種中雜交稻與常規稻各占一半。粳型常規稻楚粳27 號、楚粳28號、楚粳37 號以及秈型三系雜交稻宜優673 被農業農村部認定為超級稻品種。

圖1 1983-2021年云南省審定水稻品種數

2.2 審定品種親本分析

采用親本指數統計分析云南省1983—2021年審定品種的親本多樣性變化。從表1 可見，雜交稻與常規稻的親本指數平均值相近，但常規稻年度間親本指數變化幅度比雜交稻大。常規稻親本指數變幅為1.00～2.83，變異系數22.87%；雜交稻親本指數變幅為1.50～2.00，變異系數6.93%。雜交稻中，不育系親本指數平均值為0.89，恢復系親本指數平均值為0.96。整體來看，云南省38年來雜交稻與常規稻的親本多樣性基本相當，親本多樣性并未隨著審定品種數量的上升而增加。雜交稻的恢復系親本多樣性顯著高于不育系。

表1 1983—2021年間云南省審定水稻品種的數量和親本指數

由表2 可知，以類型分類來看，審定的50 個兩系雜交稻品種由29 個兩系不育系組配而成，其中使用次數排名前3 的不育系是SE21S、明香10S 和N95076S，組配的品種數占云南省審定兩系品種總數的28.00%。審定的195 個三系雜交稻品種由92 個不育系組配而成，其中使用次數排名前3 的不育系是宜香1A、Ⅱ-32A 和花香A，組配的品種數占云南省審定三系雜交稻品種總數的17.95%。以上6 個不育系均為省外科研單位選育?；謴拖凳褂么螖蹬琶? 的是南34、明恢164 和成恢727，組配的品種數占云南省審定雜交稻品種總數的17.95%，其中僅南34 由云南省選育。審定的314 個常規品種由396 個親本材料選育而成，其中粳稻親本材料使用次數排名前3 的是云南省農業科學院選育的合系41 號、合系34 號和合系35 號，秈稻親本材料使用次數排名前3 的是云南省選育的滇屯502、云恢290 和國際水稻研究所選育的IR22。

表2 1983-2021年間云南省水稻品種親本排名

2.3 審定品種主要性狀分析

高產優質多抗是水稻新品種選育的主要目標，也是云南省主要農作物（稻品種）審定標準的關鍵指標。早年審定的品種因某些性狀數據缺失較多，故僅選取2010—2021年云南省審定的336 個品種（秈稻201 個，粳稻134 個，秈粳交1 個；常規稻161 個，雜交稻175個）為樣本，從產量、米質和抗病性方面分析其變化趨勢，以期為云南省未來水稻品種的改良提供參考。

2.3.1 產量

將品種按旱稻、雜交稻（非旱稻）和常規稻（非旱稻）分類，以云南省生產試驗的單產平均值為指標，分別分析云南省近12年審定品種的產量情況，發現雜交稻（非旱稻）和常規稻（非旱稻）單產呈小幅上下波動態勢，旱稻單產總體呈增長趨勢（圖2）。除2013年和2014年外，同年中的雜交稻（非旱稻）單產平均值均高于常規稻（非旱稻），遠高于旱稻。雜交稻平均單產排前10 的均為三系雜交稻，其中80%為秈型雜交稻，平均單產排前3 的是贛73 優164、德優164 和滇禾優55，分別為12.19 t/hm2、11.88 t/hm2和11.86 t/hm2。常規稻平均單產排前10 的均為粳稻，排前3 的是楚粳37 號、楚粳38 號和昌粳10 號，分別為12.26 t/hm2、12.14 t/hm2和11.81 t/hm2。由此可見，在云南推廣種植雜交稻較常規稻有一定的產量優勢，但部分常規稻如“楚粳”系列品種也具有明顯的高產優勢。常規稻中粳型品種較秈型品種有產量優勢，而在雜交稻中則反之。

圖2 云南省2010—2021年審定水稻品種單產情況

2.3.2 米質

根據NY/T 593-2021，稻品種以整精米率、堊白度、透明度、堿消值、膠稠度和直鏈淀粉含量共6 個品質指標作為定級指標。2010—2021年云南省審定的336 個品種中，達到優質標準的品種120 個，常規稻優質率34.00%，雜交稻優質率37.00%；秈稻優質率40.00%，粳稻優質率29.00%，秈粳交稻優質率100%。達到優質1 級的品種2 個，優質2 級品種42 個，優質3級品種72 個，優質糯稻4 個。由圖3 可知，2011—2014年優質品種比例逐年增加，2015年和2016年大幅減少，2017年開始呈波動式增長趨勢。剔除品質數據有缺失的品種、糯稻和有色稻，對剩余309 個品種按秈粳分類分析7 個定級指標。由表3 可知，秈稻米質指標中，透明度和膠稠度的優質率均達90.00%以上，整精米率、直鏈淀粉含量和堿消值次之，堊白度優質率最低僅58.06%。在秈稻優質1 級等級中，堊白度占比最低，僅有2.69%的秈稻品種堊白度達到優質1 級，堿消值、直鏈淀粉含量次之，透明度、整精米率和膠稠度優質1級率均達70.00%以上。粳稻米質指標中，整精米率和堊白度的優質率較低，其余5 個指標優質率均達90.00%以上。在粳稻優質1 級等級中，堊白度占比同樣最低，僅有4.88%的粳稻品種堊白度達到優質1 級，整精米率、透明度、堿消值、膠稠度次之，直鏈淀粉含量的優質率最高。由此可見，整體上優質稻品種數量呈階段性增長，但達優質1 級的品種數量極少。雜交稻優質率略高于常規稻，秈稻優質率高于粳稻。無論秈稻還是粳稻，堊白度高限制了品種優質度的提升，是優質1 級品種數量稀少的主要因素。

表3 2010—2021年云南省審定品種米質指標分級占比（單位：%）

圖3 云南省2010—2021年審定水稻品種米質等級情況

2.3.3 抗性

稻瘟病、白葉枯病、紋枯病和稻曲病是影響云南省水稻產量的4 種主要病害。本研究分析了2010—2021年云南省審定的336 個品種的抗病性變化趨勢。由圖4 可知，從稻瘟病抗性等級看，高抗稻瘟病品種12 個，抗及中抗稻瘟病品種160 個，感稻瘟病品種149 個，高感稻瘟病品種15 個。因審定標準調整，自2013年起高感稻瘟病品種不再通過審定。除2013年外，2010—2016年中抗稻瘟病及以上等級的品種占比不斷降低，隨后在25.00%～65.00%間波動，稻瘟病抗性未得到明顯改善。從白葉枯病抗性等級看，高抗白葉枯病品種71 個，抗及中抗白葉枯病品種188 個，感及高感白葉枯病品種73 個。2010—2019年中抗白葉枯病及以上等級的品種占比隨年份呈階段式上升，審定品種的白葉枯病抗性整體優于稻瘟病抗性。因《云南省農作物品種審定標準》（云農種審字〔2016〕2 號）發布前對紋枯病和稻曲病抗性無硬性要求，前期數據大量缺失。從近4年（2018—2021年）數據看，審定品種的紋枯病抗性表現佳，感及高感紋枯病品種占比在15.00%以下，感及高感稻曲病品種占比在17.00%～52.00%間波動。

3 討論

云南稻作歷史悠久，環境與種質資源豐富多樣。經過育種工作者幾十年的努力，云南的稻作研究與品種選育不斷發展，取得了一系列的重要成果。《云南省主要農作物品種審定標準》和《特殊用途品種范圍和試驗要求》更為云南省陸稻、糯稻、多年生水稻、有色米、加工型米、軟米、高寒稻區品種等豐富的稻種類型的審定和推廣奠定了堅實的基礎，推動了云南省水稻種業的持續提升，為保障云南糧食安全、實現產銷平衡作出了重大貢獻。1983—2021年云南省共審定水稻品種559個。盡管云南不是水稻生產大省，但水稻品種審定數量仍位列全國前10[6]。審定的雜交稻中，秈型品種數量遠超過粳型，但絕大部分雜交秈稻為省外科研單位選育，自主選育品種的數量及適應性仍待提高。盡管早年雜交粳稻的發展落后于雜交秈稻，但云南省內科研單位聯合攻關開展遠緣雜交，解決了粳稻雜種優勢不強的缺陷，選育出“滇雜”等一系列具有明顯產量優勢的品種。審定的常規稻中，粳稻數量遠超過秈稻，近年來粳稻米質不斷提高，多個粳型優質軟米品種廣受市場好評，不僅最大程度滿足了省內粳稻生產需要，在四川、貴州等毗鄰省市也有較大面積種植。云南軟米是一種云南特有的優質米，米質介于黏米和糯米之間，口感好，具有冷不回生的特點，多為感光性較強的晚秈品種。20 世紀70年代通過雜交改良選育出一批優質軟米品種如云恢290、滇屯502 等成為“云南六大名米”的主要品種，但品種廣適性弱，隨著30 多年的應用種性退化嚴重，抗性和米質下降嚴重，制約著云南省優質軟米產業的發展，急需開展優質軟米接班品種的選育。云南省農業科學院糧食作物研究所結合分子育種與常規育種技術，選育出兼具滇屯502 香味和云恢290 軟度的香軟米新品種云秈650，品種綜合抗病性強并獲云南省作物學會優質米品鑒大賽金獎，有望改變云南省高端優質米20年來無突破性新品種的局面。同時，相關的軟米標準也急需研究落地以保障云南特色軟米產業的高速健康發展。

近年來，隨著稻米需求由“吃得飽”向“吃得好”轉變，提高稻米品質已成為水稻育種研究的主要方向。相較于國審品種，云南省審定品種的優質率仍較低，達優質1 級的品種極少。2010—2021年云南省審定品種總體優質率35.70%，堊白度高很大程度上限制了米質提升。而2008—2017年國審品種優質率49.90%，常規稻為55.60%，雜交稻為45.70%，并且堊白度總體上有改良[6-7]。堊白的發生歸因于遺傳和環境因素的共同作用。堊白遺傳受多基因控制，具有母體效應、胚乳效應以及細胞質效應，在水稻堊白優化選育過程中，選擇低堊白的母本改良效果更佳[8]。同時，灌漿結實期高溫是稻米堊白增加的主要環境影響因素之一，選育過程中引入高溫鈍感型的種質資源，配合合理的播期和栽培管理措施，可避免由環境高溫造成灌漿速度加快而導致的堊白增加[8]。

水稻品種的抗病性直接決定了品種的推廣面積。隨著水稻病害的多發頻發，云南省品種審定對抗病性的要求逐漸提高，稻瘟病抗性成為一票否決的硬指標。在稻瘟病、白葉枯病、紋枯病和稻曲病4 種病害中，稻瘟病抗性總體最差，并且近12年（2010—2021）稻瘟病抗性呈一定的下降趨勢，可能是由親本多樣性低、遺傳背景狹窄和稻瘟病生理小種致病性變異頻繁導致品種抗性逐漸喪失造成。水稻地方品種蘊含著大量抗稻瘟病的優異基因資源，例如云南地方特色品種毫弄早和毫玉浪稻瘟抗性比持久抗病品種Tetep 和Moroberekan更強、更穩定，說明這2 個品種蘊含著大量抗稻瘟病的優異基因[9]。隨著稻瘟病抗性基因的不斷深入研究，目前已定位到約100 個稻瘟病主效抗性基因，其中37 個基因已成功克隆[10]。因此，豐富品種遺傳背景的同時采用分子育種技術聚合多個稻瘟病抗病性基因可以快速推進品種稻瘟病抗性的改良，減少化學農藥的使用，推動綠色農業的發展。