同组合来源3个镇稻新品种的选育研究及其启示

龚红兵， 杜灿灿， 胡庆峰， 曾生元， 李 闯， 孙立亭， 钱华飞， 余 波， 景德道， 林添资

(江苏丘陵地区镇江农业科学研究所，江苏句容 212400)

江苏省是我国粳稻主产区，全省常年水稻种植面积约266.67万hm，其中粳稻面积达186.67万hm。粳稻的育种与研究水平对江苏省农业乃至全省的经济发展都有着重大的影响。2001—2021年江苏省先后审定常规粳稻品种290个，通过系谱分析发现，多数常规粳稻品种的亲缘集中在镇稻88、武育粳3号、武运粳7号、武香粳9号等少数几个骨干亲本上，品种间的遗传差异正随品种间的不断杂交而缩小，品种间同质化趋势明显，相同生态型品种形态上大同小异，甚至于根据农艺性状已很难将不同品种完全区分开来。为了获得满意的配组效果，选育优质高产多抗常规粳稻新品种，育种家们不得不大幅度增加杂交配组的工作量，进一步增加了缩小亲本间遗传距离的可能性，造成一种恶性循环，即育种工作量不断加大，育种效率却在逐步下降。本研究以镇稻18号作母本，盐稻11号作父本，通过常规杂交构建育种群体，F中小群体精细处理，F及以上世代利用系谱法选择，借助分子标记辅助，聚合多个抗病基因，育成了镇稻23号、镇稻32号、镇稻33号等3个分属不同生态类型的优质、高产、多抗广适粳稻新品种，以期为江苏省常规粳稻新品种的选育和育种效率的提高提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 亲本材料 2010年以镇稻18号和盐稻11号作亲本进行杂交配组，其中镇稻18号是江苏丘陵地区镇江农业科学研究所育成的早熟晚粳稻品种，盐稻11号是江苏沿海地区农业科学研究所育成的中熟中粳稻品种。

1.1.2 供试材料 镇稻23号、镇稻32号、镇稻33号、徐稻3号、武运粳27号、淮稻5号，共6份。

1.2 试验方法

1.2.1 选育方法 2010年根据双亲性状表现，选择综合农艺性状优良，遗传差异大，性状互补的双亲进行杂交配组，杂种后代采用系谱法进行选择处理。

1.2.2 抗性鉴定 由江苏省种子站及相关联合体主持单位统一编码委托江苏省农业科学院植物保护研究所鉴定。

1.2.3 品质检测 由江苏省种子站及相关联合体主持单位统一抽样委托农业农村部食品质量监督检验测试中心(武汉)检测。

1.2.4 产量试验 新品系产量品比试验在江苏丘陵地区镇江农业科学研究所白兔试验基地(31°58′N，119°17′E)进行，采用随机区组排列，3次重复，小区面积13.33 m，成熟期小区全收计产。江苏省预备试验、江苏省区域试验及生产试验由江苏省种子管理站统一组织实施，联合体试验由相关联合体主持单位组织实施，均按江苏省水稻区域试验方案执行。

1.3 数据分析

数据整理和方差分析在Excel、SPSS17.0软件上进行，多重比较采用Duncan’s 新复极差检测法。

2 结果与分析

2.1 选育过程

2010年，正季在江苏省句容市选用早熟晚粳稻镇稻18号作母本，与中熟中粳稻新品种盐稻11号作父本杂交，获得F种子52粒；2010年冬在海南陵水将F种子浸种催芽播种，成苗41株，F单本栽插20株，去除3株假劣杂种后剩余17株混收留种。

2011年，正季在江苏省句容市种植F，单本栽插400株，抽穗时逐株记载齐穗期，成熟期逐株调查株高、有效穗数，再从每株取中等大小稻穗3个调查每穗总粒数、结实率和千粒质量。计算单株颖花量，选留单株颖花量≥1 400朵、结实率≥90%、外观品质优、熟期不迟于淮稻5号的优良单株18个，按株单收留种。从F开始进行稻瘟病和水稻条纹叶枯病分子标记辅助选择，筛选抗稻瘟病和水稻条纹叶枯病株系，从F开始人工接种鉴定白叶枯病，并对当选株系进行食味品尝和品质分析。

2014年冬，在海南省陵水县种植F，首次当选3个稳定株系，2015年在江苏省句容市进行新品系鉴定试验，其中株系14冬B9649比对照徐稻3号增产5.7%，早熟3 d，中抗稻瘟病和白叶枯病，纹枯病轻，2016年以参试名镇稻9469推荐参加江苏省中熟中粳预备试验，2017—2019年参加江苏省中熟中粳组区域试验、生产试验，2020年通过江苏省审定命名为镇稻23号(苏审稻20200008)。

2015年冬，在海南省陵水县种植F，再次当选7个稳定株系，2016年在江苏省句容市进行新品系鉴定试验，其中株系15冬B9077比对照武运粳27号增产5.9%，早熟2 d，中抗稻瘟病，中感白叶枯病，纹枯病轻，2017年以参试名镇稻9077推荐参加江苏省迟熟中粳预备试验，2018—2020年参加江苏省迟熟中粳早熟组区域试验、生产试验，2021年通过江苏省审定命名为镇稻32号(苏审稻20210010)；株系15冬B9542比对照淮稻5号增产6.4%，熟期相当，中抗稻瘟病和中抗纹枯病，2017年参加江苏省苏中地区多点测试，2018—2020年以参试名镇稻9542推荐参加江苏省迟熟中粳中江联合体区域试验、生产试验，2021年通过江苏省审定命名为镇稻33号(苏审稻20210050)(图1)。

2.2 产量表现

2.2.1 预备(多点)试验 2016年，镇稻23号参加江苏省中熟中粳预备试验，平均产量10 894.5 kg/hm，比对照徐稻3号增产4.69%，生育期相当。2017年，镇稻32号参加江苏省迟熟中粳预备试验，平均产量9 993.2 kg/hm，比对照淮稻5号增产5.78%，早熟4.1 d；镇稻33号参加江苏省苏中地区多点试验，平均产量10 140.0 kg/hm，比对照淮稻5号增产7.19%，早熟1.0 d(表1)。

表1 镇稻23号、镇稻32号和镇稻33号预备(多点)试验产量表现

2.2.2 区域试验 2017—2018年，镇稻23号参加江苏省中熟中粳组区域试验，2年平均产量 9 886.5 kg/hm，比对照徐稻3号增产3.57%，早熟3.3 d。2018—2019年，镇稻32号参加江苏省迟熟中粳早熟组区域试验，2年平均产量10 269.0 kg/hm，比对照武运粳27号增产4.58%，早熟1.8 d。镇稻33号参加江苏省迟熟中粳中江联合体区域试验，2年平均产量10 508.0 kg/hm，比对照淮稻5号增产6.53%，早熟2.5 d(表2)。

表2 镇稻23号、镇稻32号和镇稻33号区域试验产量表现

2.2.3 生产试验 2019年，镇稻23号参加江苏省中熟中粳组生产试验，平均产量10 284.0 kg/hm，比对照徐稻3号增产4.80%。2020年，镇稻32号参加江苏省迟熟中粳早熟组生产试验，平均产量 10 098.0 kg/hm，比对照武运粳27号增产3.97%；镇稻33号参加江苏省迟熟中粳中江联合体生产试验，平均产量9 892.5 kg/hm，比对照淮稻5号增产3.94%(表3)。

表3 镇稻23号、镇稻32号和镇稻33号生产试验产量表现

2.2 抗性表现

本研究中，3个镇稻新品种参加区域试验抗性鉴定结果：镇稻23号、镇稻33号中感稻瘟病、白叶枯病和条纹叶枯病，抗纹枯病，综合抗性与双亲相当；镇稻32号中抗稻瘟病，抗条纹叶枯病，中感白叶枯病，感纹枯病，综合抗性强于镇稻23号、镇稻33号及双亲(表4)。

表4 3个镇稻新品种及亲本抗性鉴定

2.3 品质性状

本研究中，3个镇稻新品种整精米率72.2%～74.5%，垩白度2.0%～3.0%，2项指标均好于优亲值；直链淀粉含量15.0%～15.8%，垩白率12.0%～17.0%，2项指标均介于双亲之间，胶稠度和食味值均未超过低亲值。镇稻23号谷粒短圆形，与母本镇稻18号相似；镇稻32号、镇稻33号谷粒椭圆形与父本盐稻11号相似。3个镇稻新品种总体理化指标均达国标优质3级以上，其中镇稻23号、镇稻33号达国标优质2级(表5)。

表5 3个镇稻新品种及其亲本品质性状

2.4 主要农艺性状

本研究中，3个镇稻新品种株高92.3～97.8 cm，均比双亲矮，有效穗数325.5万～343.5万个/hm，均比双亲多，每穗总粒数在121.8～140.1粒之间，结实率90%以上，千粒质量26 g左右，总颖花量均在 40 732.7万/hm以上，均属于穗粒兼顾型品种，分蘖力较强，株高适中，穗粒结构协调(表6)。

表6 3个镇稻新品种及其亲本主要农艺性状

2.5 栽培技术要点

镇稻23号属中熟中粳稻品种，适宜于江苏省淮北地区中上等肥力条件下种植；镇稻32号属迟熟中粳稻早熟品种，镇稻33号属迟熟中粳稻品种，二者均适宜于江苏省苏中及宁镇扬丘陵地区种植。3个品种的适宜播期及栽培技术，可参照适宜生态区内同熟期主栽品种。

3 育种启示

3.1 注重亲本的选择

杂交育种，亲本的选择至关重要。亲本选择主要遵循以下4个原则：(1)性状互补性原则。要求选用的亲本自身农艺性状优良，没有明显缺点，并且双亲性状互补，能弥补彼此不足。(2)遗传差异性原则。要求双亲亲缘关系适当远些，这样杂种后代能产生更强的优势和分离出更丰富的类型。(3)适应性原则。要求至少双亲之一为大面积种植的主推品种。(4)配合力原则。要求亲本具有较好的一般配合力，较强的性状传递力。亲本不一定是品种，可以是聚合某些目标性状的中间材料，好品种也不一定是好亲本。本研究中，母本镇稻18号是江苏丘陵地区镇江农业科学研究所育成的优质、多抗、超高产广适型早熟晚粳稻品种，2013年通过江苏省品种审定委员会审定，2015年通过安徽省品种审定委员会认定，截至2019年已在安徽和江苏沿江及苏南地区累计推广种植30多万hm；父本盐稻11号是江苏沿海地区农业科学研究所育成的优质、高产、多抗中熟中粳稻品种，2012年通过江苏省品种审定委员会审定。2个亲本分属不同生态类型，综合农艺性状优良，且均不存在明显的缺点，生育期、株高、叶形、穗形、粒型等农艺性状差异较大的2个亲本配组，完全符合杂交育种亲本选配四原则，杂种后代分离群体类型丰富，生育期从中熟中粳到中熟晚粳、穗立形状从直立到半弯、二次枝梗从少到聚集、谷粒形状从短圆到椭圆等，利用系谱法逐代选择稳定，育成了镇稻23号、镇稻32号、镇稻33号等3个分属不同生态类型的粳稻新品种。

3.2 F2的精细处理

高产、稳产落实到具体性状就是要求“库”大，“源”足，“流”畅。所谓的“库”大，就是要求有较大的单位面积总颖花量，一般江苏中熟中粳稻品种总颖花量≥42 000万/hm，迟熟中粳稻≥45 000万/hm，早熟晚粳稻≥48 000万/hm。本研究中，(镇稻18号×盐稻11号)F单本栽插400株，抽穗时逐株记载齐穗期，成熟期逐株调查株高、有效穗，再从每株取3个中等大小稻穗进行考种、观测品质和留种，最后综合生育期、品质、株高、单株穗数、每穗粒数、结实率、单位面积总颖花量等，选留单株总颖花数在 1 500～1 700朵之间的单株18个，其中F-34单株齐穗期与徐稻3号相当，单株有效穗数12个，每穗143.5粒，结实率93.2%，千粒质量25.4 g，单株颖花数1 722朵，用系谱法经多代选择，该单株后代衍生出镇稻32号、镇稻33号2个新品种。

3.3 F3及以上世代的处理

本研究中，(镇稻18号×盐稻11号)F-34单株留种，2012年正季在江苏省句容市5月20日播种，单本栽插种植F株系，8月17日见穗，8月27日齐穗，见穗期较同播期的中熟中粳对照徐稻3号早3 d，齐穗期与同播期的迟熟中粳对照淮稻5号相当，谷粒形状从短圆到椭圆不等。利用系谱法处理杂种后代，从F开始建立株系，单本栽插，观察记载生育期、株高、穗型、丰产性、熟期转色等农艺性状，并根据农艺性状对同一组合的不同株系就行归类整理，优中选优，先选组合，再选株系，最后在优良株系中选择最优单株，直至获得稳定株系。

3.4 稻瘟病抗性

稻瘟病是危害全球水稻生产的主要病害之一，严重制约着江苏省水稻产业的发展，培育抗病品种是预防和减少稻瘟病危害最经济最有效的措施。由于稻瘟病病原菌生理小种的多变性以及稻瘟病抗性遗传的复杂性，稻瘟病抗性育种至今仍然是水稻育种的难点和热点。稻瘟病抗性可分为水平抗性和垂直抗性，垂直抗性具有很强的小种专化性，容易随病原菌生理小种的变化而丧失，多个抗病基因聚合被认为是获得持久抗性最为有效的方法之一。孙立亭等的研究表明，多基因聚合能提高品系稻瘟病的抗性水平，、、和为最佳组合方式，为培育广谱持久抗稻瘟病优良品种奠定基础。本研究中，母本镇稻18号和父本盐稻11号均中感稻瘟病，前者携带稻瘟病抗病基因，后者携带稻瘟病抗病基因，杂交选育成的镇稻23号和镇稻33号中感稻瘟病，但镇稻23号携带稻瘟病抗病基因，镇稻33号携带稻瘟病抗病基因。镇稻32号与镇稻33号携带的稻瘟病抗病基因相同，但镇稻32号对稻瘟病表现为中抗，镇稻33号表现为中感。镇稻32号和镇稻33号抗感表现差异，进一步说明了稻瘟病抗性遗传的复杂性和抗性育种的难度。稻瘟病抗性育种，首先要明确亲本的接种表现、田间自然发病表现及所携带的抗病基因，选择广适型抗病品种作亲本是培育抗病品种的关键。

3.5 品种适应性

适应性好的品种既能在高产条件下能获得高产、超高产，又能在中低肥力条件下取得较好的产量，从而实现常年大面积平衡增产。产量的变化必定是由于产量构成因素的变化所导致，适应性好的品种既不是大穗或超大穗品种，也不是小穗多穗品种，而是早发性好、穗层整齐、穗粒结构协调、穗数和每穗粒数兼顾型品种。这类品种一般有效穗315万～345万个/hm，120～140粒/穗，结实率90%以上，千粒质量26 g左右，并且各产量构成因素间相互协调能力强，因而具有较好的丰产稳产性。本研究中，母本镇稻18号参加江苏省区域试验穗粒结构平均结果：有效穗301.5万个/hm，总粒数 135.1粒/穗，结实率93.2%，千粒质量26.3 g，2015年被农业部确认为“超级稻”，2020年再次入选全国十大优质粳型超级稻，截至2019年已在安徽省和江苏省沿江及苏南地区累计推广30万hm；父本盐稻11号参加江苏省区域试验穗粒结构平均结果：有效穗318.0万个/hm，每穗总粒数134.4粒，结实率90.5%，千粒质量25.8g。父母本均为穗粒兼顾型品种，育成的新品种镇稻23号、镇稻32号和镇稻33号有效穗数均在325万个/hm以上，总粒数121.8～140.1粒/穗，结实率90%以上，也均属穗粒兼顾型品种，因而具有较好的适应性。

3.6 品质育种

稻米品质主要包括外观品质、加工品质及食味品质。垩白率、垩白度和透明度是衡量稻米外观品质的主要指标，江苏粳稻品种多数携带、突变型等位基因，是谷粒长宽比≤1.9的短圆粒型品种，加之在株型改良中主要采用选育携带基因型直立穗或半直立穗品种的育种策略，大多数品种穗型密，每穗粒数多，产量潜力较大，但着粒较密，容易导致弱势粒灌浆不充分，形成较多的垩白甚至死米，严重影响稻米的外观品质，适当增加粳稻米的长宽比有助于降低垩白率、垩白度。此外，以软米为代表的优质食味米品种绝大多数携带-等位基因型，直链淀粉含量一般在9%～13%，含水量低时胚乳呈现乳白色、云雾状，透明度差，并且直链淀粉含量越低透明度越差，因此，适当提高优质食味品种的直链淀粉含量，选育直链淀粉含量在13%～15%的品种，既能有效改善食味品质又能有效提高外观品质。本研究中，母本镇稻18号是典型的中低直链淀粉优质品种，同时具备优质食味和优质外观的特征特性，父本盐稻11号品质达国标2级，二者杂交育成的3个镇稻新品种品质指标均达国标《优质稻谷》三级以上，其中镇稻23号、镇稻33号直链淀粉含量在15%～16%，达国标《优质稻谷》二级，镇稻32号、镇稻33号长宽比≥1.9，垩白率、垩白度要低于长宽比1.7的镇稻23号。表明培育优质品种，亲本选择是关键，最好双亲均达优质标准，或者至少母本达优质标准。