半弯曲重穗大粒型粳稻理想株型育种

于福安 于澎湃 顾红艳 郑爱军 杨庆文 卢东琪 吴克岭

（1 天津市优质农产品开发示范中心/天津市原种场，天津301505；2 天津市农业发展服务中心种植业技术推广服务部，天津300061；3 中国农业科学院作物科学研究所，北京100081；第一作者：yufuan@163.com）

我国水稻育种长期处于国际领先地位，从育种理论与实践上主要经过了从矮化育种到杂种优势利用与理想株型育种的三次突破。杂种优势利用主要应用在南方籼稻产区，北方粳稻产量突破主要是理想株型育种——直立穗型品种创新与应用。水稻株型主要分直立穗型、弯曲穗型、半直立穗型三种类型[1]。直立穗型品种株型紧凑、叶片及穗直立，穗长16 cm 左右，通风透光好，光能利用率高，抗倒伏，高产，但食味品质一般[2]；半直立穗品种性状特征多趋向于直立穗型品种；弯曲穗型品种叶片较长，穗长20 cm 左右，省肥、生长快、品质优、抗性好，通风透光性、抗倒伏性、产量普遍低于直立穗型品种。大粒品种高产被认为是一种普遍趋势[1]，但大粒品种普遍存在结实率低、籽粒饱满度差、精米率低、垩白度高等缺陷，产量与品质、产量与抗性相互制约。随着国家粮食政策向绿色优质发展倾斜，建立在绿色优质基础上保证抗性品质产量的统一是育种工作者探讨的方向。因此，如何有效改良水稻株型，提高植株光能利用效率，协调产量性状，增强抗病、抗虫、抗倒伏、抗不良环境等能力，使品质、抗性、产量等有利性状聚合，选育顺应绿色高质量发展的品种是水稻育种领域亟待解决的技术难题。

1 创新半弯曲重穗大粒型粳稻理想株型

图1 半弯曲重穗大粒型粳稻育种技术路线

通过30 多年不断探索，在广泛引进筛选评价国内外种质资源与优质抗逆超高产形态特征研究的基础上，经弯曲重穗型、半弯曲穗型、弯曲重穗大粒型优质抗逆高产品种的架桥式集成创新，提出了半弯曲重穗大粒型粳稻育种技术路线（图1），建立了半弯曲重穗大粒型粳稻理想株型。该株型品种具有前期物质积累多，抽穗后转运能力强，籽粒充实度好的特点，源足、库大、流畅。主要性状特征：株高100 cm 左右，茎秆强韧，节间短；叶姿挺立，叶片短宽厚，叶片与茎秆夹角小，叶穗差（剑叶叶尖-穗尖）2～3 cm，叶片寿命长，成熟期活叶片3 片以上；根多、根粗、根长，有效穗数19 万/667 m2左右，穗长20 cm 左右，穗大粒多、长粒型大粒，单穗质量5.0～5.5 g，结实率92.0%以上，千粒重30.0～33.0 g，穗弯曲点距穗节 8～11 cm，一次枝梗数 13～15 个，枝梗与穗轴结构紧凑，各部位籽粒同步灌浆、同期成熟，无两段灌浆现象；品质达部标优质食用稻1～2 级。

2 培育出优质抗逆超高产粳稻品种津原89

按照半弯曲重穗大粒型粳稻育种技术路线，在创新弯曲重穗型品种津原45[3]、半弯曲穗型品种津原11[4]、弯曲重穗大粒型品种津原E28[5]等的基础上，育成了半弯曲重穗大粒型优质抗逆超高产品种津原89[6]。该品种2015 年通过天津市农作物品种审定，全生育期175 d，株高104.2 cm，茎秆强韧，茎节7 个，节间短，抗倒伏；叶片短宽厚，剑叶与茎秆夹角15°，叶穗差2.6 cm，成熟期活叶片4 片；单丛根数956 条，根长60.3 cm，根粗 1.1 mm；有效穗数 17～19 万/667 m2，穗长 21.5 cm，穗粒数185.4 粒，单穗质量5.3 g，结实率93.1%，千粒重30.8 g，一次枝梗14 个，灌浆快、上下籽粒同期成熟，没有两端灌浆现象。2016 年以来在京津冀稻区种植，产量普遍在800 kg/667 m2左右，2017 年百亩片单产达930 kg/667 m2，在盐碱较重稻田种植，单产也可达到 700～760 kg/667 m2。2018 年受极端高温、低温多发的影响，大多数品种减产20.0%左右，而津原89 仅减产5.0%左右。2019 年在天津市种植3.7 万余hm2，覆盖率达80%，并推广到河北、山东等地，成为京津冀稻区面积最大的主栽品种，年推广面积6.7 余万 hm2，数个千亩以上片产量850 kg/667 m2左右，多个百亩片产量超过900 kg/667 m2。2018 年据农业农村部食品质量监督检验测试中心（武汉）检测，品质达到部标优质食用稻1 级。

津原89 高抗条纹叶枯病、抗胡麻叶斑病和灰飞虱、中抗稻曲病和稻瘟病，据河北省滨海农业科学研究所鉴定，含有 Pita、Pigm、Pi9、Piz、Pi36、Pi37、Pid3 共 7个抗稻瘟病基因；耐盐碱，据辽宁省盐碱地利用研究所、江苏省沿海地区农业科学研究所试验鉴定和天津、河北、山东东营等较重盐碱地种植表现，能在全盐含量4‰或CL-2.5‰、pH 值8.5 条件下正常生长。多年生产该品种表现出耐高温、耐低温、耐阴凉、耐旱、耐缺氧等诸多不良环境的特点，在连续15 d 落干情况下，根系浮出地面，叶片表现正常，千亩片多年藕池改种的缺氧稻田产量786 kg/667 m2，实现了稳产基础上的超高产。该品种省肥省药，比直立穗型品种减少25%氮肥用量，不需要防治灰飞虱和条纹叶枯病。2017 年以来津原89稻谷畅销，每1 kg 价格比一般品种高0.2 元，稻农增产增收效果显著。2018 年通过河北省引种备案，2019 年通过山东省引种备案，2020 年在京津冀稻区覆盖率75%左右。

3 半弯曲重穗大粒型粳稻品种遗传力强、育种稳定快

经进一步育种研究，半弯曲重穗大粒型粳稻品种具有遗传力强、育种稳定快的特点。利用津原89 作为种质资源，与中作1169、中作12242、津育粳18、苏秀867、宁粳 4 号、盐粳 218、吉粳 88、龙粳 31 等国内各地品种资源杂交，育成具有半弯曲重穗大粒型粳稻性状特征的 TP12、TP41、TP75、TP103、TP105、TP106、TP208等19 个品种（系），河北省滨海农业科学研究所利用津原89 为种质资源，育成了滨稻818、滨稻989 等多个品种（系），目前这些品种（系）已进入区域试验阶段。半弯曲重穗大粒型粳稻理想株型的创建，将根系发达、茎秆粗韧性强、叶片短宽厚寿命长、叶姿挺立、光能利用率高、重穗大粒结实率高、灌浆快等众多优异产量性状和品质优、抗逆强等优良性状紧密连锁并遗传给后代。

4 结论

京、津、冀、辽、鲁、豫、赣的多位水稻育种和栽培专家对优质抗逆超高产水稻品种津原89 千亩种植片进行现场测产，并对育种者提出的半弯曲重穗大粒型理想株型进行了深入研讨，专家们一致认为半弯曲重穗大粒型粳稻品种具有“源足、库大、流畅”的生物学特点，做到了“穗数、穗粒数、千粒重”产量三要素的完美结合，实现了品质、抗性、产量综合优良性状的聚合，堪比常规稻中的杂交稻，且半弯曲重穗大粒型粳稻具有遗传力强、育种稳定快的特点，创新了粳稻育种技术体系和优异性状连锁种质资源，实现了粳稻理想株型育种的新突破。

半弯曲重穗大粒型粳稻理想株型育种是我国水稻继矮化育种、杂种优势利用后水稻理想株型育种的新突破。津原89 的选育实现了产量、品质、抗逆性的全面提升，较好地解决了水稻优质、抗逆、超高产难以兼顾的技术难题，成功证明了这种育种路线的先进性，必将推进我国的水稻育种研究再上新台阶。