优质早籼稻新品种的选育及推广第5O厦门大学(自然科学版)JournalofXiamenUniversity(NaturalScience)Vo1。5oNO。2Mar。2O1l优质早籼稻新品种的选育及推广(厦门大学生命科学学院,福建厦f-j361005)摘要:经过3o多年的研究,建立了以成熟花粉辐照诱变为主的水稻优质新种质技术;采用自创的优质早籼稻新品种选育新途径,积累了一大批长大粒低垩白为主要特点的优质籼稻新材料;应用SSR标记技术定位出多个籼稻品质性状的QTLs,并初步建立了实用的分子标记辅助育种技术;选育出优质,高产,抗病的早籼个水稻新品种,其品质符合部颁优质食用米三级以上标准。"佳辐占"等品种在福建省累计推广了66。6710hm。,为农民增收2O多亿元。这些优质品种的育成,基本解决了水稻育种中长期存在的大粒不优质,早籼稻难优质,优质不高产,优质不抗病等难题,为未来水稻优质高产育种积累有益的经验。关键词:早籼稻;优质;佳辐占中图分类号:S511。3+l文献标志码:A文章编号:0438—0479(2011)02—046506水稻是我国第一大粮食作物,产量占粮食总产40%以上。约65的中国人以大米为主食。
稻作生产对保障我国粮食供给安全和提高人民健康水平至关重要,持续提高水稻品种的单产水平一直是水稻育种工作者的重要任务。我国首创的半矮秆水稻和杂交水稻品种的育成与推广应用,为实现我国的粮食自给做出了巨大的贡献。随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,对粮食的品质要求日益提高。长江以南稻区主要以种植籼稻品种为主,长期以来,为了追求高产,形成以高产为主导目标的育种思路,导致现有大部分推广品种品质差,特别是早籼稻品种的品质更差,根本不能适应社会经济发展的需求。为改变这种现状,在1980收穑日期:2OlO—lI一23基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(20O7AA10Z179,2o02AA211091);农业部农业科技跨越计划项目(2006跨04);农业部农业成果转化资金(02EFNZ16900762);福建省科技重大专项(2004NZ01—3,2008NZ0001);福建省科技计划重点项目(2008N0122);福建省科技刨新平台建设计划(2007N2005);福建省自然科学基金项目(2007J0291);福建省农业科技跨越计划项目(2005—03);福建省水稻育种八五,九五,十五攻关项目;厦门市科技计划项目(35O2Z20083O03);厦门市农业局项目(2009年,2010年);厦门大学科技创新(重点)项目(XDKJCX20051001);厦门大学科技创新项目(XDKJCX20063004);厦门大学创新平台建设项目(2010)*通信作者:xd**hang@126。
corn我们确定了选育高产,优质,抗病的早籼稻新品种,即选育有自主知识产权的可以与进口优质米媲美的优质水稻品种[1的目标。经过3O多年的艰苦探索,终于育成了符合国家一级优质食用米标准的"佳辐占"等早籼稻品种,并培育一批优质新种质,形成一套行之有效的传统育种与现代生物技术相结合的育种技术体系。优质早籼稻新品种育种技术1。1应用辐照诱变技术培育新种质选育高产,优质,抗病虫的早籼稻品种最关键的是起始亲本的种质资源,通常必须采用高产,优质和抗病虫的种质作为亲本进行配组,有效整合亲本的优良性状,再从其后代分离的群体中选择符合育种目标的个体。因此,我们的起始亲本必须是适宜在福建省或南方地区种植的高产品种。2O世纪7O年代,福建省早籼稻的当家品种"红410",其产量高而外观品质极差,直链淀粉含量高。我们对"红410"进行系统选择,育成了产量更高,品质略号",并以此作为起始母本。我们引用国际水稻研究所(IRRI)的直链淀粉含量低的优良糯稻品种"IR29"为起始父本,与"凤选4号"进行配组,希望通过有性杂交导入"IR29"的优良性状并降低直链淀粉含量。随后又不断创造新的桥梁亲本和引进优秀的种质资源,1983年育成了外观品质较好而直链淀号"。
1986年我们筛选出最关键的外观品质优良的桥梁亲本"713",这标志着我们已拥有厦门大学(自然科学版)2O11自己的外观品质好的优质种质资源,以此为契机,随后连续选育出福建省第一个优质早籼稻品种"佳禾早占"等一系列优质早籼稻品种(图1)。为扩大水稻品种选育的遗传背景,争取育种工作突破性的进展,我们非常注重培育有益性状的新种质。人工诱变技术是培育新种质的有效方法,主要是改变以水稻干种子作为诱变对象的惯例,自创了水稻成熟花粉诱变技术口],培育了一大批有益性状新种质,如千粒重3O～50g,穗粒数300粒左右,优质,抗病及优质丛生多穗等。该项技术达到国际先进水平。这些有益种质为我们选育千粒重超过28g的优质水稻新品种奠定了坚实的基础。1。2创建水稻优质育种技术在优质稻新品种选育过程中,最重要的是外观品质性状的选择:即稻米的长宽比,垩自率,垩白度及透明度等性状。采用什么技术才能选择出符合育种目标的个体,这是长期困惑的问题。我们通过不断的技术改进与创新,创建了对组配的杂种后代进行连续室内外筛选相结合的育种技术:首先在田间选择综合性状优良的个体,并特别重视选择长粒形的个体,接着对人选个体进行"速干促变"技术处理,促使低直链淀粉含量的胚乳变成乳白色以及淀粉粒结构疏松的胚乳者产生裂纹,在室内淘汰这些不良性状的个体,解决了直链淀粉含量,透明度及整精米率的筛选技术难题。
为了提高稻米外观品质的垩白率和整精米率的筛选准确性和可靠性,我们自创一台直观,高效的"外观品质筛选器",结合"多世代整体大样脱壳"的取样方法,解决了室内筛选外观品质的难题。对杂种后代的连续筛选,并不断提高筛选指标,保证所有入选个体的外观品质都能符合国家一级优质食用米的标准。所育成的品种的外观品质性状的遗传稳定性很好而且不受不同生态环境的影响。自2003年至今,"佳辐占"在福建省及周边省份的早,晚季推广种植中,稻米的垩白率都保持在低的水平,解决了早籼稻品种难优质的难题。水稻品种的抗病性是保证高产稳产,减少环境污染,生产安全稻米的关键。大部分的优质水稻品种的抗稻瘟病性较差,是选育优质水稻品种长期存在的难题。通过多年的摸索和多点比较试验,确定了在病区进行连续多代选择是获得优质抗病相结合材料的最好选育方法,并且在福建省具有代表性的稻瘟病严重发生地区的上杭县茶地建立了长期稳定的抗稻瘟病鉴定基地,将杂种后代在病区进行连续多世代筛选,所育成的品种不仅抗稻瘟病性好且遗传稳定性也很好。所选育的优质稻品种"佳辐占"及"佳早1号"多年来在福建省大面积推广,都未发生灾害性的稻瘟病。1-3培育长粒型品种以获得优质高产品种产量低的优质品种不可能在生产上进行推广应用。
水稻品种的产量水平取决于群体的单位面积有效穗数,穗实粒数和千粒重。一般水稻育种者比较注意多穗数和多实粒数的选择,对千粒重重视不够。有些育种者在选育千粒重大的品种时,都因穗数和实粒数减少 而失败,所以大面积推广品种的千粒重都在28g 右,优质品种都低于26g。能在生产上推广的水稻品种,其有效穗数和实粒 数的结合都比较完美。千粒重具有提高品种产量水平 的潜力。即在相同的穗数和实粒数的情况下,千粒重每 增加1g,产量可增加225～3DOkg/hm。同时千粒重 受环境的影响比穗数和穗实粒数都小。因此,我们将增 大品种的千粒重作为提高优质稻品种产量的重要措施 之一。 水稻育种界普遍认为,水稻品种的千粒重超过 28g 就不可能是优质品种。我们进行粒型与优质之间 关系的研究,结果表明:粒宽与高垩白率呈正相关,粒 长与垩白呈负相关。我们认为,通过培育长粒型的品 优质早籼稻佳禾系列品种的系谱Fig。1PedigreeofgoodqualityearlyindicaricecultivarsoIJiaheseries 期王侯聪等:优质早籼稻新品种的选育及推广种,是可以部分解决高产与优质的矛盾, 要实现千粒重超过28g,穗数和穗实粒数协调于 个品种中,除了引进和培育大干粒重的亲本外,还在田间选择长宽比大的个体为主,在室内的筛选过程,只 入选垩白率小于5 的个体,以实现大干粒重与低垩 白率的完美结合。
如我们利用水稻成熟花粉诱变技术 获得的千粒重36g 的"佳辐148"为父本,与自创优质 早籼稻品种"佳禾早占"配组,育成了千粒重30g 质早籼稻新品种"佳辐占",终于实现了我们预定的优质,高产,抗病和适应性广的育种总体目标。 1。4 应用现代生物技术进行水稻分子育种 大部分水稻品质性状为数量性状,选择效率低,育 种时间长。应用分子标记技术提高选择效率,缩短育种 时间将大幅度提高水稻优质育种的成效。几年来我们 应用育成的优质早籼稻品种"佳辐占"与历史上主栽品 组亲本粒型与垩自多态性大的分离群体,采用分子标记技术构建了2 张水稻遗传图谱,检测到水稻粒型 性状相关数量性状基因座位(QTLs)46 个(其中控制 粒长的QTLs15 个,控制粒宽的QTLs13 个,长宽比 的QTLs18 个),垩白粒率性状的QTLs8 率性状的QTLs5个,千粒重性状的QTLs18 用主要品质性状的QTL标记检测选择亲本材料,进 行优质育种目标性状的分子聚合设计的探索,使我们 进一步认识水稻性状之间的相互关系,扩大亲本选择 视野,优化亲本配组。这些标记辅助我们在水稻苗期进 行品质性状选择,大大缩短选择时间,提高选择的准确 性,有效地提高了水稻品质育种的效率。
2"佳辐占''的特征特性及应用 经过20 多年的艰苦探索和研究,我们育成的优质 早籼稻新品种——"佳辐占"[4],完全实现了预定的育 种目标。"佳辐占"是我们采用"佳禾早占"/"佳辐418" ("佳辐418"是利用自创的成熟花粉诱变技术获得的 特大粒种质,千粒重36。4g)杂交,经系谱选育而成。 2003 月通过福建省农作物品种审定委员会审定。因米质好,高产稳产,抗性好,适应性强,在福建及周边 省区得到迅速推广,获得广大农民及消费者的好评。 2。1 特征特性 "佳辐占"全生育期127d 左右,属基本营养型,总 积温比较稳定。株高115cm左右,株型紧凑,剑叶短 直,叶色浓绿,茎秆粗壮坚韧,抗倒性好。单株有效穗9 个,穗长22cm,着粒密度5O 粒/lOcm,结实率9O, 千粒重30g 左右。稻米品质达到国家一级食用米标 准,其外观品质可与进口大米媲美,适口性好。抗病能 力强,能抵抗如稻瘟病,少纹枯病,无紫秆病,抗稻飞 虱。后期的根系和功能叶的活力强,熟色特别好,再生 能力强。 2。2 产量 福建省早稻新品种区域试验结果显示:20O1— 2002 年"佳辐占"参加福建省的早稻区域试验的平均 产量分别为6260。
7 和6275。55kg/hm。(表1)。2002 年"佳辐占"参加福建省早稻生产试验结果表现:"佳辐 占"在各试验点的产量幅度5700～7567。5kg/hm。, 平均产量为6515。4kg/hm。(表2)。2003--2005 6。67hm示范结果,"佳辐占"产量6069～7542kg/hm,年平均产量在6486～7042。5kg/hm。2008 月在福建省永安市小陶镇的13。33hm"佳辐占"的丰产示范片现场测产验收结果,平均产量8596。5kg/ hm。专家一致认为:"佳辐占"田间表现群体整齐,后 期转色好,结实率高,未发现稻瘟病,产量达到福建省
