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张礼霞, 王建军, 王林友, 范宏环, 祁永斌, 宋建. 晚粳稻不育系浙08A的选育与应用[J]. 浙江农业科学, 2017,(7):1120-1122 122  
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晚粳稻不育系浙08A的选育与应用
张礼霞, 王建军*, 王林友, 范宏环, 祁永斌, 宋建
浙江省农业科学院 作物与核技术利用研究所,浙江 杭州 310021
通讯作者：王建军,男,研究员,E-mail:wangjj4197@163.com。

作者简介:张礼霞(1978—),女,助理研究员,硕士,从事水稻遗传育种研究工作,E-mail:go263@163.com。

基金项目: 转基因专项(2015ZX08009-003-001); 浙江省粮食新品种选育重大科技专项(2016C02050); 国家其他部委课题(XDA08030104); 浙江省公益性项目(2017C32007)
摘要

为改良晚粳稻不育系浙04A(B)的稻瘟病抗性,以携稻瘟病广谱抗性基因 Pigm的MP3为抗瘟基因供体,通过连续多代回交核置换并结合分子标记辅助选择的方法,育成了抗稻瘟病、早花时的BT型晚粳稻不育系浙08A(B),2015年9月通过浙江省农作物品种审定委员会鉴定(浙育审2015007)。浙08A育性稳定,群体不育株率100%,花粉败育率99.993%,不育花粉以染败为主,染败率88.427%。经人工接种和病圃自然诱发鉴定,浙08A稻瘟病抗性较浙04A有明显改善。浙08A具有花时较早且开花集中,与籼粳型恢复系花时相遇良好、制种异交率高等优点。利用浙08A配制的杂交组合表现出较强的杂种优势及良好的稻瘟病抗性。

关键词: 晚粳稻不育系; 浙08A; Pigm基因; 抗稻瘟病; 早花时
中图分类号:S664 文献标志码:B 文章编号:0528-9017(2017)07-1120-03 doi: 10.16178/j.issn.0528-9017.20170707

籼粳亚种间杂交稻通常表现出杂种优势强、增产潜力大等优点。近几年, 以甬优系列、浙优系列、春优系列为代表的籼粳杂交稻在生产上凸现出良好的发展势头[1, 2, 3], 推广与应用优异的籼粳杂交稻品种对确保粮食安全有重要意义。

浙04A[4]系浙江省农业科学院选育的晚粳稻三系不育系, 其与中间-偏籼型恢复系配制的浙优18、浙优19、浙优21等多个籼粳杂交稻品种已通过审定, 该不育系已成为浙江省籼粳亚种间杂交育种的主配不育系之一。近年来, 其所配组合稻瘟病抗性偏弱、米质较差、制种产量低等问题日益突出, 成为其生产应用的制约因素。

针对浙04A 的缺陷, 本项目组对其进行了稻瘟病抗性和开花习性的改良。Pigm 基因是邓一文等[5]从籼稻品种谷梅4号中鉴定出的广谱持久抗瘟性基因, 该基因包含多个NBS-LRR类抗病基因的基因簇, 2个功能蛋白PigmR 和PigmS 通过不同时空和组织表达、竞争性结合来平衡水稻产量与抗瘟性的关系, 因此Pigm 基因介导的抗病性持久又不影响产量[6]。Pigm 基因已被多个育种单位应用于水稻抗病分子育种。携Pigm 基因 的MP3 系由谷梅4号与意大利粳稻品种Maratelli杂交及多次回交转育而成, 该材料对多种稻瘟病强致病菌株具有广谱持久抗性且花时较早。

1 选育过程

本研究以MP3为抗瘟基因供体亲本, 浙04A的保持系浙04B为改良亲本, 通过杂交、回交并结合分子标记辅助选择, 改良浙04B的抗瘟性和开花习性, 并同步与浙04A杂交和连续多代回交核置换, 育成新的不育系浙08A, 以期为籼粳杂交稻育种提供优质抗病的不育系。

2009年秋在杭州以浙04B为母本与抗瘟基因供体亲本MP3杂交, 同年冬在海南陵水种植F1, 再以浙04B为母本与F1回交。翌年春杭州种植B1F1, 自本季始进行苗期Pigm基因跟踪鉴定, 入选19个携Pigm基因的单株, 经短日处理, 始穗后与浙04B再次回交。2010年秋在杭州种植B2F1, 为鉴定不育性保持能力, 以浙04A为母本与入选的20个携Pigm基因的B2F1单株测交。2010年冬在陵水种植B2F2和浙04A/B2F1的测交F1, 测交F1花粉和小穗均表现为完全不育, 选择携有Pigm基因的F1单株与携有Pigm基因的B2F2回交。2011年夏在杭州种植回交BC1F1和回交父本B2F3, 并结合Pigm基因检测、花药镜检和农艺性状筛选继续回交。2012年春在陵水对携Pigm基因的BC2F1和回交父本B2F4进行稻瘟病抗性筛选并继续回交获得BC3F1和回交父本B2F5。2012年夏在杭州继续回交获得不育系BC4F1和回交父本B2F6。2012年秋将收获的回交父本B2F6种子发芽, 检测Pigm基因是否纯合, 入选30个Pigm基因纯合型的回交父本进入B2F6。2013年春在陵水种植入选的不育系BC4F1和回交父本B2F6并继续回交, 同时选择不育系BC4F1与浙恢818、浙恢414等恢复系测交以考察配合力。2013年夏在杭州种植不育系BC5F1、回交父本BC2F7以及测交组合F1并综合考察, 从BC5F1中选择Pigm基因已纯合且花时较早的41093定名为浙08并继续回交。经2014春和夏2季继续回交, 至2015年春已获得不育系BC8F1和回交父本BC2F10, 此时, 农艺性状已稳定一致, 不育系命名为浙08A, 相应的保持系为浙08B。2015年夏在杭州开展浙08A的分期播种、抗性检测、米质分析和开花习性观察, 2015年9月通过浙江省农作物品种审定委员会组织的专家鉴定。

2 主要特征特性
2.1 形态特征

浙08A在杭州作单季稻栽培株高约93 cm, 作连作晚稻栽培株高约88 cm, 茎秆粗壮, 分蘖力较强, 穗大而直立, 上3叶直挺, 叶色较深且熟期脱色较好, 叶鞘、叶耳、颖尖及柱头无色, 千粒重25 g左右, 每穗总粒数约160粒, 平均穗长约16.7 cm, 为密穗型中熟晚粳稻不育系。

2.2 生育特性

浙08A为感光性较强的中熟晚粳稻不育系。杭州5月上旬至7月上旬分期播种, 播种期相差51 d, 始穗期相差仅约17 d。在杭州6月初播种, 播始历期一般为95 d, 比同期播种的浙04A晚3~4 d始穗。

2.3 育性

浙08A为BT型配子体细胞质不育系, 群体整齐一致, 不育株率100%, 套袋自交不育度100%, 花药呈淡黄色, 花粉败育率99.993%, 败育花粉以染败为主, 染败率88.427%。

2.4 开花习性

浙08A稻穗露出叶鞘即开始开花, 单穗开花历期4~5 d, 单株开花历期6~8 d, 群体开花历期9~11 d, 花期集中整齐。浙08A花时较早, 晴天上午约10:30始花, 11:00— 11:30盛花, 开花历时约100 min, 午前花率为89.93%, 花时较集中; 浙08A的盛花时间较浙04A早约20 min, 与籼粳型恢复系如浙恢F1015、浙恢F1121等花时相遇较好(表1), 因此浙08A能够提高籼粳交组合的制种产量。浙08A开花时柱头可见, 但无明显外露。

表1 浙08A与浙04A、浙08B、广亲和恢复系的开花习性比较
2.5 异交特性

浙08A花时较早且开花集中, 午前花率较高, 因此, 浙08A同粳型恢复系和籼粳型恢复系花时均相遇较好, 2014年春在陵水进行籼粳杂交稻组合浙08A/浙恢F1015制种, 异交率高达33.0%, 制种产量约1.8 t· hm-2, 较浙04A的制种产量有明显提高。

2.6 稻米品质

经农业部稻米及制品质量监督检验测试中心分析, 浙08A的垩白度、胶稠度和直链淀粉含量3项指标达部颁NY/T 593— 2002《食用稻品种品质》1级标准, 优于浙04A; 糙米率、透明度2项指标达部颁2级标准; 其他品质性状与浙04A基本相仿。浙08A在外观品质上较浙04A有明显改良。

2.7 抗病性

据2014年浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所人工接种鉴定, 浙08A表现为抗稻瘟病和中感白叶枯病, 其稻瘟病抗性(叶瘟)优于浙04A, 白叶枯病抗性与浙04A相仿(表2)。本项目组在桐庐东辉对浙08A和浙04A进行病圃自然诱发鉴定, 调查分析显示, 浙08A的穗瘟发病率为3.0%、病级1级; 浙04A的穗瘟发病率为16.0%、病级5级, 浙08A的穗瘟抗性明显优于浙04A(图1)。浙08A所配组合如浙优2315、浙优8121均表现为中抗稻瘟病, 而用浙04A与相同恢复系配的组合均中感稻瘟病。可见, 浙08A可以明显改善组合的稻瘟病抗性。

表2 浙08A的抗性鉴定结果

图1 浙08A和浙04A稻瘟病田间自然诱发表现A为浙08A几乎未发穗颈瘟; B和C为浙04A穗瘟表现, 白色箭头表示穗瘟发生

2.8 配合力

利用浙08A配制的杂交稻新组合都表现出较强的杂种优势, 普遍具有长势繁茂、茎秆粗壮、剑叶挺直、穗大、抗倒伏及稻瘟病抗性较好等特点。

浙优2315(浙08A/浙恢F1015)。浙优2315系由浙08A与籼粳中间偏籼型恢复系浙恢F1015配组而成的籼粳交组合。该组合2014和2015年参加浙江省单季杂交粳稻区域试验, 产量分别为9.716和9.332 t· hm-2, 比对照甬优9号分别增产15.4%(达极显著水平)和4.6%(未达显著水平), 2年平均9.524 t· hm-2, 比对照增产9.8%, 全生育期平均为162.8 d, 比对照甬优9号长1.0 d, 中抗稻瘟病, 中感白叶枯, 感稻飞虱, 米质部颁优质3等。

浙优8121(浙08A/浙恢F1121)。浙优8121由浙08A与籼粳中间偏籼型恢复系F1121配组而成。该组合2014年在本项目组单季籼粳交组合品比试验中, 产量11.674 t· hm-2, 比浙优21(浙04A/浙恢F1121)增产3.1%。全生育期167.0 d, 与浙优21相仿, 有效穗208万· hm-2, 株高125.3 cm, 每穗总粒数298.9粒, 实粒数232.5粒, 结实率77.8%, 千粒重24.38 g, 中抗稻瘟病, 感白叶枯病, 感褐稻虱, 米质部颁优质3等, 表现须根发达, 茎秆粗壮, 叶鞘厚重、抱握力强; 叶色翠绿, 转色顺畅, 熟相清秀。

3 利用前景
3.1 改良杂交粳稻及籼粳杂交稻的稻瘟病抗性

据浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所人工接种鉴定和本项目组病圃自然诱发鉴定结果, 浙08A稻瘟病能力明显优于浙04A, 其所配组合抗性尤其是穗瘟抗性有明显改善。因此, 浙08A 在改良配制稻瘟病抗性组合方面前景广阔。

3.2 提高籼粳杂交稻组合制种产量

现有的籼粳杂交稻组合多为粳型不育系配籼粳中间偏籼型恢复系类型, 由于父本花时偏早而粳型母本花时较晚且柱头多不外露, 制种产量多仅在0.75~1.5 t· hm-2, 低制种产量、高成本很难适应大面积生产的要求。相比于浙04A, 浙08A花时较早, 一般晴朗天10:30始花, 11:00— 11:30盛花, 花时与籼粳型恢复系相遇较好, 且由于浙08A开花更集中, 与籼粳型恢复系制种, 异交率很高, 更适合籼粳交组合的高产制种, 有利于推动高产籼粳交组合的推广。

3.3 米质外观好, 适宜配制优质米组合

低垩白粒率和垩白度使得浙08A米质在外观品质上比浙04A有很大改良。浙08A所配组合米质外观优良, 如浙08A所配的2个组合浙优2315和浙优8121, 经检测米质均达部颁3等优质食用稻品种标准, 2个组合的垩白粒率、垩白度、透明度3个外观品质指标分别为25%、4.5%、1级和20%、4.0%、2级。因此浙08A适宜配制优质米组合。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献:
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