長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合特性分析

鄧飛 陸愛國 周建霞 王孔儉

（金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 金華 321051；第一作者：df0209@163.com；*通訊作者：wangkongjian@163.com）

水稻是我國主要糧食作物之一。長江中下游稻區(qū)是我國水稻主產(chǎn)區(qū)及秈型雜交稻的主栽區(qū)[1]，水稻種植面積和總產(chǎn)量占全國的45%～50%。其中，該稻區(qū)的雙季早秈稻常年播種面積約340 萬hm2，占該稻區(qū)水稻播種面積的28%[2]。自1973 年發(fā)現(xiàn)并育成首個粳型光敏兩用核不育系農(nóng)墾58S 及1987 年發(fā)現(xiàn)并育成首個秈型溫敏兩用核不育系安農(nóng)S-1 以來，長江中下游稻區(qū)兩系雜交早稻育種取得較大進展[3-8]，為保障國家糧食安全作出了卓越貢獻。筆者對2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性以及推廣面積等進行分析，以期為育種工作者提供有益借鑒。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于國家水稻數(shù)據(jù)中心“中國水稻品種及其系譜數(shù)據(jù)庫”（http://www.ricedata.cn/variety/）[9]。

1.2 分析方法

在數(shù)據(jù)庫中收集2003—2022 年通過國家審定的長江中下游稻區(qū)兩系雜交早稻組合的全生育期、株高、產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、推廣面積等相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行統(tǒng)計分析。根據(jù)審定公告，長江中下游稻區(qū)早稻分為早中熟類型區(qū)和遲熟類型區(qū)，早中熟類型區(qū)包括江西省、湖南省、湖北省、安徽省和浙江省的雙季稻區(qū)，遲熟類型區(qū)包括江西省中南部、湖南省中南部、廣西桂北、福建省北部和浙江省中南部的雙季稻區(qū)[10]。產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成分析時以類型區(qū)內(nèi)對照品種的更迭進行分組；稻米主要品質(zhì)指標(biāo)評價參照GB/T 17891-2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》和NY/T 593-2021《食用稻品種品質(zhì)》，將整精米率、堊白度、膠稠度和直鏈淀粉含量等主要品質(zhì)指標(biāo)均達3 級以上（含3 級）標(biāo)準(zhǔn)的組合數(shù)占通過審定組合總數(shù)的百分率作為優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007 和DPS7.05 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合基本情況

由表1 可見，截至2022 年底，長江中下游稻區(qū)通過國家審定兩系雜交早稻組合共46 個，其中，早中熟類型26 個、遲熟類型20 個。早中熟類型2003—2010年審定組合10 個，2012—2014 年審定組合7 個，2016—2021 年審定組合9 個。遲熟類型2004—2014 年審定組合11 個，2016—2022 年審定組合9 個。從審定渠道來看，南方稻區(qū)國家區(qū)試審定組合37 個，綠色通道審定組合6 個，聯(lián)合體試驗渠道審定組合3 個。其中，早中熟類型2019—2022 年審定組合均為綠色通道和聯(lián)合體試驗渠道審定。表明綠色通道和聯(lián)合體試驗渠道已逐步成為長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合的主要審定渠道。審定組合陸兩優(yōu)819、陵兩優(yōu)268和兩優(yōu)6 號分別于2009、2011 和2014 年被原農(nóng)業(yè)部認(rèn)定為超級稻品種。

表1 2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合

2.2 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合系譜分析

由表2 可知，46 個組合由15 個不育系配組育成，其中1 個不育系來源不詳。由株1S 及其衍生不育系配組育成的組合29 個，占比63.04%。其中，株1S 配組育成的組合11 個，衍生不育系湘陵628S 配組育成的組合7 個，衍生不育系湘陵750S 配組育成的組合4 個，衍生不育系華煜4127S 和錦4128S 配組育成的組合均為2 個，衍生不育系潭農(nóng)S、惠S 和啟元S 配組育成的組合均為1 個。由HD9802S 配組育成的組合6 個，占比13.04%。由陸18S 及其衍生不育系配組育成的組合6 個，占比13.04%。由安農(nóng)S-1 衍生不育系810S 和準(zhǔn)S 配組育成的組合均為1 個。由株1S 和安農(nóng)S-1 衍生不育系KT27S 配組育成的組合2 個，占比4.35%。由KT72S 配組育成的組合1 個。

表2 2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合不育系系譜分析

審定組合恢復(fù)系系譜分析表明，46 個組合由40個恢復(fù)系配組育成。其中，由中早22 配組的組合5 個。

2.3 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合選育主體分析

從組合選育主體統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，企業(yè)是長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合選育的主要力量。由企業(yè)參與育成的組合36 個，占比78.26%。其中，由企業(yè)單獨育成的組合19 個，企業(yè)與科研單位聯(lián)合育成的組合11 個，企業(yè)聯(lián)合育成的組合4 個，企業(yè)與教學(xué)單位聯(lián)合育成的組合2 個。由科研單位單獨育成的組合7個?？蒲袉挝宦?lián)合育成的組合2 個，科研與教學(xué)單位聯(lián)合育成的組合1 個。

2.4 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合特征特性分析

2.4.1 全生育期及產(chǎn)量

2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合早中熟類型平均全生育期109.92 d，平均比對照短0.02 d；平均株高86.39 cm；區(qū)域試驗平均產(chǎn)量508.91 kg/667 m2，平均比對照增產(chǎn)6.20%；生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量492.60 kg/667 m2，平均比對照增產(chǎn)5.57%。由表3 可以看出，近年通過審定的早中熟類型組合的平均全生育期有所延長，2012—2014 年和2016—2021 年審定組合的平均全生育期均極顯著長于2003—2010 年審定組合；有效穗數(shù)呈減少趨勢，2012—2014 年和2016—2021 年審定組合的有效穗數(shù)均極顯著少于2003—2010 年審定組合；每穗總粒數(shù)呈增加趨勢，2016—2021 年審定組合的每穗總粒數(shù)極顯著高于2003—2010 年和2012—2014 年審定組合；結(jié)實率、千粒重呈先增加后降低，但組間差異未達顯著水平；區(qū)域試驗平均產(chǎn)量先降后增，生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量呈顯著增加趨勢，且均表現(xiàn)為2016—2021 年審定組合最高，并極顯著高于2003—2010 年和2012—2014 年審定組合。

表3 2003—2021 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合全生育期、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

遲熟類型組合平均全生育期112.88 d，平均比對照短0.82 d，平均株高89.89 cm；區(qū)域試驗平均產(chǎn)量515.89 kg/667 m2，平均比對照增產(chǎn)5.05%；生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量518.49 kg/667 m2，平均比對照增產(chǎn)5.12%。由表3 可以看出，隨著年份推進，審定組合的平均全生育期、有效穗數(shù)、結(jié)實率、千粒重呈縮短或降低趨勢，每穗總粒數(shù)、區(qū)域試驗平均產(chǎn)量、生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量呈增加趨勢，但平均全生育期、有效穗數(shù)、千粒重和生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量組間差異未達顯著水平。2016—2022 年審定組合的每穗總粒數(shù)、區(qū)域試驗平均產(chǎn)量均顯著高于2004—2014 年審定組合，結(jié)實率極顯著低于2004—2014 年審定組合（表3）。

2.4.2 稻米品質(zhì)

2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率僅為10.87%，兩優(yōu)42 和H 兩優(yōu)30主要稻米品質(zhì)指標(biāo)達國家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)2 級，兩優(yōu)3917、兩優(yōu)6 號和兩優(yōu)27 主要稻米品質(zhì)指標(biāo)達國家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)3 級。審定組合平均整精米率52.62%，優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率78.26%；平均膠稠度61.46 mm，優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率80.43%；平均直鏈淀粉含量21.05%，優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率71.74%；平均堊白度16.41%，優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率僅為23.91%?？梢?，堊白度是影響長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合稻米品質(zhì)評價的主要因素。

從表4 可知，早中熟類型組合整精米率、膠稠度和直鏈淀粉含量優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率均達到75.00%以上，堊白度優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率23.08%；遲熟類型組合整精米率、直鏈淀粉含量優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率較膠稠度偏低，但均達到65.00%以上，堊白度優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率25.00%。

表4 2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合稻米主要品質(zhì)指標(biāo)優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率情況

2.4.3 抗性

2003—2022 年審定的46 個組合中僅7 個組合對稻瘟病抗性達中抗及以上水平，占比僅為15.22%。這7個組合中早中熟類型3 個，遲熟類型4 個，分別占早中熟和遲熟類型審定組合數(shù)11.54%和20.00%。審定46個組合中，僅2 個遲熟類型組合對白葉枯病抗性達到中抗及以上水平，占比4.35%。審定組合中，僅陸兩優(yōu)28 對稻瘟病和白葉枯病均表現(xiàn)為中抗。

2007 年全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心啟動長江中下游稻區(qū)國家區(qū)試早稻品種對褐飛虱和白背飛虱的抗性鑒定。從長江中下游稻區(qū)2007 年后通過國審的37個兩系雜交早稻組合對褐飛虱和白背飛虱的抗性結(jié)果分析，早中熟類型組合對褐飛虱和白背飛虱均表現(xiàn)為中感及以下；遲熟類型組合陵兩優(yōu)104 對白背飛虱表現(xiàn)中抗，陵兩優(yōu)268 對褐飛虱和白背飛虱均表現(xiàn)為中抗。

總體而言，長江中下游稻區(qū)2003—2022 年國審兩系雜交早稻組合對稻瘟病、白葉枯病、褐飛虱、白背飛虱抗性普遍較差，多抗的組合少，尚未發(fā)現(xiàn)抗病兼抗稻飛虱組合。

2.5 長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合推廣應(yīng)用情況

根據(jù)全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心1982—2019 年匯編數(shù)據(jù)，共有29 個長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合列入全國農(nóng)作物主要品種推廣情況統(tǒng)計（僅統(tǒng)計年推廣面積達到或超過0.67 萬hm2的品種），其中早中熟類型組合14 個，遲熟類型組合15 個。截至2019年，累計推廣面積0.67～6.67 萬hm2的組合11 個（早中熟類型3 個，遲熟類型8 個），累計推廣面積6.67～13.34 萬hm2的組合3 個（早中熟類型1 個，遲熟類型2個），累計推廣面積13.34～20.00 萬hm2的組合4 個（均為早中熟類型），累計推廣面積20.00～26.67 萬hm2的組合4 個（早中熟類型3 個，遲熟類型1 個），累計推廣面積26.67～33.34 萬hm2的組合3 個（早中熟類型2 個，遲熟類型1 個），累計推廣面積33.34～40.00 萬hm2的組合1 個（遲熟類型），累計推廣面積46.67～53.34 萬hm2的組合1 個（早中熟類型）；遲熟類型組合株兩優(yōu)02 和陸兩優(yōu)996 的累計推廣面積均超過66.67 萬hm2[9]。

3 結(jié)論與討論

3.1 產(chǎn)量有所提升，優(yōu)質(zhì)達標(biāo)率低，抗性組合少

截至2022 年底，長江中下游稻區(qū)通過國審兩系雜交早稻組合46 個，其中早中熟類型26 個，遲熟類型20個。早中熟和遲熟類型審定組合平均全生育期分別為109.92 d 和112.88 d；區(qū)域試驗平均產(chǎn)量分別為508.91 kg/667 m2和515.89 kg/667 m2。隨著年份的推進，早中熟類型組合平均全生育期有所延長、區(qū)域試驗平均產(chǎn)量先降后增，遲熟類型組合平均全生育期則小幅縮短、區(qū)域試驗平均產(chǎn)量顯著增加。審定組合區(qū)試產(chǎn)量的提升可能源于每穗總粒數(shù)的增多。審定組合的品質(zhì)和抗性表現(xiàn)較差。

3.2 兩系雜交早稻育種機遇與挑戰(zhàn)并存

2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合中，以株1S 及其衍生不育系、陸18S 及其衍生不育系配組育成的組合占比76.09%，且株1S 和陸18S來源于同一組合，遺傳基礎(chǔ)狹窄，難以育成突破性組合。育種工作者可加強早粳種質(zhì)資源的挖掘，以現(xiàn)有骨干兩系不育系與早粳資源通過秈粳滲透等方式進一步拓寬遺傳基礎(chǔ)，培育可利用亞種間雜種優(yōu)勢的兩系不育系。

堊白度是影響長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合稻米品質(zhì)評價的主要因素。該稻區(qū)早稻抽穗灌漿期處于晴熱高溫天氣，晝夜溫差小，高溫強光逼熟[8]。對育種工作者而言，選育適宜該稻區(qū)的優(yōu)質(zhì)兩系雜交早稻組合難度較大，在保持優(yōu)質(zhì)稻組合選育的同時，育種目標(biāo)可向耐儲藏、高直鏈淀粉含量、高蛋白質(zhì)含量等專用稻方向延伸，提升早稻多元化生產(chǎn)效益。

審定組合整體抗性表現(xiàn)較差。對于育種工作者來說，必須加強分子育種與常規(guī)育種手段的結(jié)合，采用分子標(biāo)記輔助選擇、多基因聚合和基因編輯等技術(shù)，培育高抗性或多抗性兩系雜交早稻組合。

3.3 品種推廣尚需綠色通道、聯(lián)合體企業(yè)發(fā)揮主導(dǎo)作用

2003—2022 年長江中下游稻區(qū)國審兩系雜交早稻組合中，由企業(yè)參與育成的組合占比78.26%。近5年來，75.00%的組合由綠色通道和聯(lián)合體試驗渠道審定。綠色通道和聯(lián)合體試驗渠道已成為長江中下游稻區(qū)兩系雜交早稻組合的主要審定渠道。列入全國農(nóng)作物主要品種推廣情況統(tǒng)計的組合29 個，均為南方稻區(qū)國家區(qū)試審定組合，綠色通道、聯(lián)合體企業(yè)尚需充分發(fā)揮兩系雜交早稻組合市場推廣的主導(dǎo)作用。