优质稻核心种质育种的进展与研究重点精.docx

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优质稻核心种质育种的进展与研究重点精

优质稻核心种质育种的进展与研究重点

周少川李宏卢德城黄道强

（广东省农业科学院水稻研究所，广州510640）

摘要：

本文慨述了近年来水稻核心种质育种取得的研究进展，提出了未来几年水稻核心种质育种的研究重点。

关键词：

优质稻；核心种质；分子育种

AdvancesandFocusesonCoreGermplasmBreedinginGoodQualityRice

ZhouShao-chuan,LiHong,HuangDao-qiang,LuDe-cheng

（RiceResearchInstitute,GuangdongAcademyofAgriculturalSciences,Guangzhou510640,China）

Abstract:

Theadvancesinrecentyearsoncoregermplasmbreedingingoodqualityriceweresummarized,thefocusesontheresearchwerepointedoutinthefuture.

Keywords:

Goodqualityrice;Coregermplasm;Molecularbreeding

前言

1990年，周少川、柯苇等在总结国内外水稻育种历史经验和对现代科学发展深入思考的基础上，提出了水稻核心种质育种。

所谓核心种质是指具有某些优良性状的育种材料中，控制某些优良性状的特殊基因群体或基因系统，在品种改良过程中，它能够沿着育种目标置换和扩充基因群体，直至全面符合育种目标。

核心种质可用一级、二级、三级核心种质标志其动态变化，相应地携带核心种质的品系或材料可分别称为一级、二级、三级核心种质材料。

随着科学技术的发展，核心种质及其材料可逐步精确地量化，如青六矮—丰青矮—丰矮占系统，可分别称青六矮、丰青矮、丰矮占为一、二、三级核心种质材料，在同一条件下，可将它们的综合性状一一量化比较。

品种改良相当于一个围绕着或者沿着核心种质不断吐旧纳新的系统运动[1-3]。

近年来水稻核心种质育种稳步发展，已创建了六级核心种质材料，育成优质稻新品种20余个，成为广东省优质稻最重要的主栽品种群；创新了一级食味核心种质材料[7]；核心种质分子育种向纵深发展，呈现了喜人的前景。

现总结如下：

1．株型与品质理想模型研究

通过系统的表型研究，我们建立了青六矮1号—丰青矮—丰矮占—丰八

占衍生系统、青六矮1号—绿珍占8号—绿源占1号衍生系统和丰八占衍生系统的株型与品质理想模型，大大提高了育种成效。

1．1青六矮1号—丰青矮—丰矮占—丰八占衍生系统株型与品质理想模型[6]

研究表明：

青六矮1号→丰青矮→丰矮占→丰八占衍生系统产量与品质性状没有显著相关；重要农艺性状如有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、倒三叶长等针对高产性状的选择与品质性状如垩白率、垩白度、粒长、胶稠度、直链淀粉含量、整精米率等针对优良品质分值的选择是一致的。

该衍生系统高产与优质不仅是可以统一的，而且是相互促进的。

在广州地区选种圃早季对青六矮1号→丰青矮→丰矮占→丰八占衍生系统的产量和品质综合改良应注重单株有效穗数6.4穗以上，株高91.4cm以上，穗长22.4cm以上，每穗总粒数170粒以下，每穗实粒数147粒以下，着粒密度76粒/10cm以下，千粒重20克以上，倒三叶长51.6cm以上，粒长5.75mm以上，长宽比3.05以上，垩白率19.1%、垩白度5.5%以下，直链淀粉含量23.1%以下，胶稠度53.7mm以上，的单株的选择。

对于高代株系或品系，还应加强整精米率46.9%以上指标的筛选。

这样的系统选择有利于在高产的基础上，同时获得优良的碾米品质、外观品质和蒸煮品质。

1．2青六矮1号—绿珍占8号—绿源占1号衍生系统株型与品质理想模型[8]

研究表明：

青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统早季产量与所有农艺性状和品质性状不存在显著相关，该衍生系统产量和品质的选择没有矛盾；产量的改良可以是穗数型、穗重型，也可以是穗数穗重型，应注重具体材料的综合农艺性状。

在广州地区早季选种圃对青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统产量和品质的综合改良选择指标如下：

着粒密度81.8粒/10cm以上，株高106.9cm以下，穗长21.2cm以下，剑叶长25.0cm以上，剑叶宽1.88cm以下，倒二叶长39.0cm以下，垩白粒率24%以下，垩白度5%以下，直链淀粉含量19.6%以下，胶稠度50mm以上，千粒重21.5g以下，粒型3.09以上。

增加着粒密度是该衍生系统的早季最重要选择指标。

华南籼稻早晚兼用型品种分别在早季种植和晚季种植不仅大多数品质性状发生了显著变化，而且大多数农艺性状及其相互关系也发生了显著变化，因此同一套早晚兼用型育种材料早季的选择和晚季的选择应有所不同，即早季选种圃和晚季选种圃的育种指标有显著不同。

对于青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统而言，早季的品种改良应注重着粒密度较大，穗长较短，株高较矮，剑叶细长，倒二叶长较短的育种材料的筛选，晚季选种圃的主要选择指标是较高结实率、较长穗长和剑叶长，短阔的倒二叶和倒三叶，较矮的株高，较低的垩白率和垩白度。

在广州地区选种圃晚季对青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统产量和品质的综合改良指标如下：

结实率76.3%以上，穗长23.5cm以上，剑叶长30.6cm以上，倒二叶长42.3cm以下，倒二叶宽1.35cm以上，倒三叶长46.3cm以上，倒三叶宽1.09cm以上，株高95cm以下，有效穗数308穗/m2左右，每穗总粒数187.6，千粒重约21g，整精米率66.7%以上，垩白粒率24%以下，垩白度5%以下，胶稠度50mm以上，直链淀粉含量21%左右。

1．3丰八占衍生系统株型与品质理想模型[9]

研究表明：

与青六矮1号→丰青矮→丰矮占→丰八占衍生系统相近，倒三叶长和粒型是丰八占衍生系统的重要选择指标，选择长倒三叶、长粒型、低垩白粒率和垩白度有利于提高胶稠度和品质总分。

丰八占衍生系统的综合产量和品质选择在早季选种圃较有利。

丰八占衍生系统早季的理想模式如下：

株高102cm以上，穗长22.6cm以下，有效穗数307穗/米2，每穗总粒数146粒左右，每穗实粒数116粒左右，着粒密度64.5粒/10cm左右，千粒重21.31克左右，倒三叶长52.3cm以上，粒型3.3以上，剑叶长27.8cm以下,倒二叶长44.2m以下、垩白率9%、垩白度2.5%以下，直链淀粉含量15.0-17.0%，胶稠度71mm以上。

选择长倒三叶、长粒型、低垩白粒率和垩白度、适当提高株高、选择较短穗长和剑叶长有利于产量和品质的综合提高。

2．分子育种研究

重点针对白叶枯病广谱抗性基因和稻瘟病持久抗性基因，我们开展了核心种

质分子育种。

2.2白叶枯病广谱抗性基因Xa23分子育种[11]

由于可以鉴定白叶枯病广谱抗性基因Xa23的强致病菌系P6和P10引自国际水稻研究所,在我国只能在限定的地点和严格隔离控制的条件下用于人工接种,所以在实际育种计划中,Xa23基因的分子标记辅助选择很重要。

用Xa23的近等基因系CBB23及其感病轮回亲本JG30构建了包含2562个单株的F2作图群体。

通过分析571个感病单株,找到2个新的与Xa23基因连锁的SSR标记RM187和RM206,它们与Xa23之间的遗传图距分别为7.1cM和1.9cM。

通过筛选1200个RAPD引物,获得2个与Xa23基因连锁的RAPD标记RpdH5和RpdS1184,与Xa23之间的遗传图距分别为7.0cM和7.6cM。

利用丰八占衍生系统材料丰富占/CBB23、青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统四级核心种质材料绿油占/CBB23两个实际育种F2群体,结合抗病性人工接种鉴定,测算了RpdS1184、RM206和RpdH5用于分子标记辅助选择（MAS）的可能性。

结果表明,对于丰富23群体,RpdH5和RpdS1184的MAS准确率分别为91.0%和87.3%,如果同时使用这两个标记,可使MAS的准确率达99%。

对于绿油23群体,RpdH5、RpdS1184和RM206的MAS准确率分别为77.1%、81.1%和80.8%。

同时使用RpdH5、RpdS1184标记的MAS准确率为90.3%;同时使用RpdH5、RM206的准确率为91.3%;同时使用RpdH5、RM206、RpdS1184标记的准确率为90.8%。

在育种实践中我们在早期分离世代（F2～F4）利用MAS,到后期基本稳定世代,中选株系取少量种子（15～30粒）在控制的条件下进行人工接种鉴定抗病性,确保Xa23基因不被丢失。

目前我们已育成具有白叶枯病广谱抗性基因Xa23优质稻新品系。

2.2稻瘟病持久抗性基因的分子育种

稻瘟病持久抗性是育种家追求的目标，但遗传机制复杂，用一般的鉴定无法达标，所以我们应用分子标记辅助育种方法。

在国际水稻所资助下，经多学科合作，本研究团队将三黄占2号稻瘟病持久抗性基因聚合于青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统材料。

经多年研究，本研究团队将控制三黄占2号稻瘟病持久抗性的三个主效基因Pi-GD-1（t）、Pi-GD-2（t）和Pi-GD-3（t）14-3-3分别定位于第八、第十、第十二染色体上，找到距离三个主效基因分别为3.3cM、3.9cM、4.8cM的标记putativeoxalateoxidasemarker、NBS-LRRmarker和RM179；将控制三黄占2号稻瘟病持久抗性的五个微效基因14-3-3protein,chitinase,dehydrin,oxalateoxidase,PR-1分别定位于第二（14-3-3protein和chitinase）、第七、第八和第十染色体上；并将三个主效基因和五个微效基因聚合于BC10和BC116，进一步育成具有稻瘟病持久抗性和中等直链淀粉含量、比对照增产8%的优质稻新品系。

3．食味核心种质的创新[4.5,10]

通过对华南籼稻食味品质的系统研究，我们得出结论：

华南早季籼稻食味品质首先应注重优良食味品质资源筛选和利用。

对照国标优质籼稻标准，当前华南早季籼稻食味品质育种可从低世代开始对胶稠度50mm以上，直链淀粉含量15-17%，垩白度15%-17%，粒型2.9-3.3指标加强选择。

在改良蒸煮、外观品质的同时提高食味品质。

华南晚季籼稻食味品质育种应在注重优异食味品质和胶稠度资源的筛选利用基础上，从低世代开始加强选择具有胶稠度50mm以上，直链淀粉含量16-20%，垩白粒率30%以下，垩白度5%以下，粒型3.0-3.5的新品系，在改良蒸煮、外观品质的同时提高食味品质。

围绕着食味品质改良，我们以丰澳占（丰青矮/澳洲袋鼠丝苗）为轮回亲本，美国优良品种Lemont为非轮回亲本，经三次回交5次自交育成优质香稻美香占2号。

近年来食味核心种质创新取得初步成效，美香占2号衍生系统开始以优异的食味品质为主要特征在生产上试验试种。