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我國粳不秈恢亞種間雜交稻的研究進展與展望

2022-10-11 03:30施勇烽劉鑫華宇峰宋昕蔚鄂志國吳明國林建榮
中國稻米 2022年5期
關鍵詞:雜種優勢亞種雜交稻

施勇烽劉鑫華宇峰宋昕蔚鄂志國吳明國林建榮*

(1中國水稻研究所/水稻生物學國家重點實驗室,杭州310006;2浙江省種子管理總站,杭州310018;#共同第一作者:shiyongfeng@caas.cn;*通訊作者:linjianrong@caas.cn)

粳不秈恢亞種間雜交稻是指利用粳稻不育系與偏秈型或秈粳中間型廣親和恢復系配制的一類秈粳亞種間雜交稻。秈稻和粳稻是亞洲栽培稻的兩個亞種,一般秈稻莖稈偏軟、分蘗力較強、谷粒細長、較耐熱不耐寒,而粳稻一般株型緊湊、葉片短直、谷粒短圓、較耐肥耐寒。育種實踐表明,秈粳亞種間雜種優勢比傳統的秈秈交、粳粳交更為明顯[1]。但由于兩者間遺傳差異較大、親緣關系較遠,秈粳雜種一代結實率往往較低。20世紀80年代,IKEHASHI等[2]研究揭示了秈粳不親和性的機理,提出秈粳親和性是由一組復等位基因控制,為解決秈粳雜種F1結實率低的問題指明了方向。20世紀末,國內育種機構陸續利用“秈粳架橋”的策略培育了協優9308、兩優培九等一批具有部分秈粳亞種間雜種優勢的雜交稻組合[3-4]。2005年,我國第1個粳不秈恢亞種間雜交稻甬優6號在浙江省通過品種審定,2006年被農業農村部認定為超級稻品種,并在生產上推廣應用。21世紀以來,浙江省的一些育種單位利用粳型不育系與秈粳中間型廣親和恢復系配組,相繼選育出了一批在全國有影響力的粳不秈恢亞種間雜交稻。

本文對我國秈粳亞種間雜交稻的發展歷史、粳不秈恢亞種間雜種優勢利用研究現狀進行了回顧與展望,以期為今后我國秈粳亞種間雜種優勢利用研究和秈粳亞種間雜交稻培育提供有益的借鑒與參考。

1 秈粳亞種間雜種優勢利用研究的歷史

1926年,美國學者JONES首次提出水稻具有雜種優勢,1930年中國科學家丁穎用早銀黏與印度野生稻雜交,培育出每穗達1 400粒的巨型水稻[5]。而后,印度、日本、美國等國家的科學家也開展了水稻雜種優勢利用研究,但均未能應用于生產。袁隆平先生在1964年開始開展水稻雄性不育系選育,提出通過不育系、保持系和恢復系三系配套法利用水稻雜種優勢,并于1973年真正實現三系配套。

1987年,袁隆平根據水稻雜種優勢的利用水平,戰略性的提出雜交水稻育種分為三系法為主的品種間雜種優勢利用、兩系法為主的亞種間雜種優勢利用和一系法遠緣雜種優勢利用三個發展階段[6]。在此之前,亞種間雜種優勢尤其是秈粳雜種的巨大產量潛力已經引起育種家的關注。秈粳雜交種表現較強的生長優勢,具有植株高大、穗大粒多、苗期生長快、分蘗力強、莖粗抗倒、根系發達和抗逆力強等特點[7]。20世紀50年代,楊守仁系統地闡述秈粳雜交后代結實率低、性狀不易穩定、秈粳稻優點能否結合及雜種優勢能否保持利用等秈粳雜交育種的核心問題[8]。20世紀70年代,楊守仁將秈稻中的有利基因導入粳稻,提出了部分秈粳有利性狀的穩定優勢利用[9]。楊振玉等[10]通過“秈粳架橋”制恢技術培育出了具有秈稻血緣的粳型強恢復系C57,并提出了“秈粳架橋”親和、有利基因交換、差異適度的協調發展觀點[11]。

20世紀80年代,IKEHASHI等[12]研究發現,爪哇稻及秈粳中間類型品種中存在一些與秈粳雜交F1育性均正常的品種,IKEHASHI稱之為廣親和品種。同時期,石明松[13]從農墾58天然雄性敗育株中選育了光溫敏雄性不育系農墾58S。隨著水稻廣親和性的利用和兩系不育系材料的創制,我國秈粳亞種間雜種優勢利用開始擺脫恢保關系及秈粳雜種F1不育的制約,秈粳雜種優勢利用開始從間接利用走向直接利用。經過多年努力,湖南雜交水稻研究中心采用廣親和基因與光溫敏不育基因相結合的方法,成功培育帶有1/4爪哇稻血緣的廣親和兩系不育系培矮64S[14]。1996年我國提出了實施水稻超高產育種的設想,即采用理想株型塑造與秈粳雜種優勢利用相結合的技術路線大幅提高水稻單產。江蘇省農業科學院用培矮64S與9311配組培育出了兩系雜交稻標志性品種兩優培九,兩優培九成功利用了部分亞種間雜種優勢,通過理想株型與強生理功能相結合,協調了秈粳交的諸多矛盾,將優質、超高產、多抗性狀聚集于一體[4]。中國水稻研究所利用秈中摻粳恢復系中恢9308配制出具有較強高產優勢的組合協優9308[3]。

李振宇等[15]曾指出“粳不/秈恢”配組方式在水稻亞種間雜種優勢利用中的重要性,但其存在花時不遇制種難等問題。21世紀初,浙江省部分科研機構在三系法粳不秈恢亞種間雜種優勢利用研究方面取得重要突破。如寧波市農業科學研究院以特殊配合力晚粳型不育系甬粳2號A和多個強恢中秈型恢復系配組,育成了甬優6號、甬優12等多個秈粳亞種間雜交稻組合。中國水稻研究所利用早花時晚粳不育系春江12A、春江16A與多個秈粳中間型廣親和恢復系配組育成了春優58、春優84等強優勢秈粳亞種間雜交稻組合。甬優系列等秈粳亞種間雜交稻組合具有長勢旺盛、莖稈粗壯、豐產性好等特點,它們的大面積推廣標志著我國秈粳亞種間雜種優勢利用的育種實踐已經進入到一個新的階段。

2 粳不秈恢亞種間雜種優勢利用研究的現狀

2.1 秈粳亞種間雜種優勢利用理論研究進展

1986年,IKEHASHI和ARAKI[2]通過不同生態型水稻品種間的雜交研究,發現了位于第6染色體上控制秈粳亞種間雜種不育的S5位點。該位點在秈稻、粳稻和廣親和品種中的等位基因分別是S5i、S5j和S5n,秈粳交雜種F1由于攜帶S5j的雌配子敗育而產生半不育小穗,而廣親和品種與秈粳稻雜交均產生可育小穗[16]。通過圖位克隆和功能研究發現S5位點包含ORF3、ORF4和ORF5等3個開放閱讀框,分別編碼熱激蛋白Hsp70、膜蛋白和天冬氨酰蛋白酶,形成killer-protector系統[17]。S5i等位基因有ORF3+/ORF4+/ORF5+和ORF3+/ORF4-/ORF5+兩種類型,S5j等位基因為ORF3-/ORF4+/ORF5-,而S5n等位基因為ORF3+/ORF4+/ORF5n,ORF5+和ORF5-僅在第2外顯子上有2個SNP的差異,ORF5n則由于缺失了N端信號肽不能定位到細胞壁上而喪失了功能。在S5i/S5j的雜合子中,ORF5+與ORF4+結合殺死雌配子,而帶有保護基因ORF3+的雌配子則免于敗育[17-18]。

除了S5位點外,還有一些控制秈粳亞種雜交F1代育性的基因位點報道,如Sa[19]、Sb[20]、Sc[21]、Sd[22]和Se[23],均為控制雄配子育性的基因座位。目前粳不秈恢雜種優勢利用過程,尤其是秈粳中間型恢復系選育中主要利用了S5n基因型的廣親和性。楊杰等[24]根據S5位點的序列差異,設計InDel標記S5136,篩選到13份具有廣親和基因S5n的材料,該InDel標記可用于廣親和基因資源篩選和分子標記輔助選擇育種。林建榮等[25]通過S5n位點篩選獲得了帶有廣親和基因的秈粳中間型恢復系CH58、C84和C927,這些恢復系與粳型和秈型廣親和測驗種測交F1的平均結實率均超過80.0%,而對照粳稻恢復系與秈型測驗種的平均結實率僅為16.9%。

在利用廣親和材料的基礎上,袁隆平[26]曾提出“矮中求高、遠中求近、顯超兼顧、穗求中大、高粒葉比、以飽攻飽、爪中求質和生態適應”等8條亞種間雜交組合選育策略。sd-1半矮稈基因的廣泛利用基本解決了亞種間雜交品種植株過高的問題,而發掘新矮稈基因并應用于亞種間雜交育種,可為解決秈粳雜種F1株高偏高尋到新的解決途徑。如顯性半矮稈基因Dwarf53,可使雜種F1植株的株高基本介于雙親之間,該基因參與獨腳金內酯的生理生化途徑[27]。目前生產中利用的粳型不育系多為半矮稈株型,如甬粳2號A、春江16A。秈粳中間型恢復系與粳稻保持系相比,在株高、劍葉長、每穗粒數等主要農藝性狀方面存在較明顯的差異,這也有利于通過性狀互補配置出強優勢的粳不秈恢亞種間雜交稻組合[25]。袁隆平[26]認為,在不倒伏的前提下,適當增加雜交稻株高,使源庫關系更加平衡,可提高亞種雜交組合產量。

秈粳亞種間雜種F1抽穗期具有明顯的超親優勢,成為秈粳亞種間雜種優勢利用的主要障礙。近年來,浙江省秈粳亞種間雜交稻育種實踐表明,“粳不秈恢”這一配組方式的雜種優勢非常明顯,但也存在生育期偏長的問題。研究表明,秈粳雜交F1的抽穗期主要取決于親本的一般配合力大小,與親本自身熟期基本一致[28]。雙親是否帶有互補的顯性感光基因是決定秈粳交F1抽穗期是否超親晚熟的主要因素[29],選用無感光性,或感光性基因相同,或感光性基因非互補的秈粳品種作為親本,可能是獲得秈粳交雜種熟期適中的關鍵[27]。利用感溫型中粳不育系春江99A、春江23A與秈粳中間型廣親和恢復系配組,其F1的播始歷期明顯縮短[30],表明通過篩選均帶有隱性感光抑制基因的不育系和恢復系,可避免秈粳交F1生育期超親晚熟。

2.2 粳不秈恢亞種間雜交稻品種選育情況

2005年,以粳型不育系甬粳2號A為母本,秈型恢復系K4806為父本雜交育成的秈粳雜交稻組合甬優6號通過浙江省審定,粳不秈恢亞種間雜交稻組合開始在生產上大面積推廣和應用。根據國家水稻數據中心(http://www.ricedata.cn)的數據,對符合粳不秈恢亞種間類型的雜交組合進行分類統計,2005—2021年我國通過省級以上審定的粳不秈恢亞種間雜交水稻品種(組合)共217個次,其中有37個品種至少通過2個省級以上審定。217個次審定品種區試平均產量為664.8 kg/667 m2,平均比對照品種增產9.6%,增產極其顯著。2005—2012年,我國粳不秈恢亞種間雜交組合年審定數均未超過5個次,2017—2021年我國粳不秈恢亞種間雜交組合審定呈爆發式發展,年均審定數約為31個,其中2021年審定數達到59個次(圖1)。

圖1 2005—2021年通過省級以上審定的粳不秈恢亞種間雜交組合數

2005—2017年浙江省審定的粳不秈恢雜交水稻品種達69個次,國家審定的為47個次,江蘇省審定的為21個次,審定數超過10個次以上的還有湖北、廣西、江西、安徽和福建。2017—2021年國家和浙江省審定的粳不秈恢雜交稻數量仍為最多,但廣西、江蘇等省份審定的粳不秈恢雜交稻品種數量呈逐年增多趨勢(圖2)。2019年浙江省沒有秈粳雜交稻獲得審定,這可能與2018年浙江省提高了水稻新品種審定標準,且將單季秈粳雜交稻組的對照品種改為綜合性狀突出的甬優1540有關。此外,從配組方式來看,我國2005—2021年通過省級以上品種審定的217個次粳不秈恢亞種間雜交稻中,兩系法組合只有2個次,占比僅0.92%,絕大多數為三系法秈粳亞種間雜交稻組合,說明在兩系法秈粳亞種間雜交稻組合選育方面還有較大的努力和發展空間。

圖2 2017—2021年主要區試通道審定粳不秈恢亞種間雜交稻組合情況

根據審定品種米質數據統計,2014—2021年達到NY/T593-2013《食用稻品種品質》優質稻標準的粳不秈恢雜交稻品種在增多,2020年和2021年分別有14和37個次達到優質稻標準,分別占審定粳不秈恢雜交稻品種數的48.3%和62.7%。按此標準,2014—2021通過審定的粳不秈恢雜交稻品種整精米率優質達標率為86.6%,堊白度優質達標率為72.4%,堿消值優質達標率為78.0%。

對浙江省2014—2021年通過審定的粳不秈恢雜交稻品種中整精米率、堊白度和堿消值3個指標變化(2019年由于沒有品種通過審定,無法統計)進行分析,整精米率指標均值2014年為70.1%,2021年為65.8%,呈下降趨勢(圖3A),這可能與近年來長粒型秈粳雜交稻品種審定逐年增多有關;品種間堊白度值差異大,變異系數也較大,2014年、2015年和2020年變異系數均超過60.0%,但堊白度均值呈下降趨勢,說明堊白度這一單項外觀品質明顯改善(圖4 B);堿消值年均值在6.1~6.9之間波動,其中2018年的均值最大達6.9(圖4C)。在米質單項指標中,整精米率、堊白度和堿消值被認為是制約浙江省秈粳雜交稻品質的主要因素[31],目前這3項指標總體趨于穩定向好,優質率穩中有升,是這兩年浙江省優質粳不秈恢雜交稻品種數量增多的主要原因。

圖3 2014—2021年浙江省審定粳不秈恢亞種間雜交稻品種整精米率、堊白度和堿消值變化趨勢

圖4 2005—2020年粳不秈恢亞種間雜交稻推廣面積

2.3 粳不秈恢亞種間雜交稻品種推廣情況

對我國2005—2020年年推廣面積在0.67萬hm2(10萬畝)以上的粳不秈恢亞種間雜交稻品種推廣面積進行統計,粳不秈恢亞種間雜交稻累計推廣約239.9萬hm2,并呈逐年擴大趨勢;2009年粳不秈恢亞種間雜交稻組合推廣面積已超6.7萬hm2,2014年推廣面積超過13.4萬hm2,2017年推廣面積超過26.7萬hm2,2020年推廣面積達到39.7萬hm2(圖4)。

對2005—2020各省粳不秈恢亞種間雜交稻品種累計推廣面積進行統計,累計推廣面積超過3.4萬hm2的僅浙江、福建、江西、江蘇和廣西等5個省份。其中,浙江省累計推廣面積最大,達147.6萬hm2,推廣面積明顯呈逐年快速增長的趨勢;福建省累計推廣44.2萬hm2,呈逐年緩慢增長態勢;江西省累計推廣35.6萬hm2,2017年 其 推 廣 面 積 超 過6.7萬hm2,2018年 和2019年則出現明顯下滑,2020年重拾升勢,推廣面積達8.3萬hm2(圖5)。

圖5 2005—2020年粳不秈恢亞種間雜交稻在浙江、福建和江西的推廣情況

對2005—2020年全國粳不秈恢亞種間雜交稻品種推廣情況進行統計,累計推廣面積超過6.7萬hm2的品種有甬優9號、甬優1540、甬優6號、甬優538、甬優1538和春優59。其中,甬優9號累計推廣88.7萬hm2,甬優1540累計推廣36.5萬hm2,甬優6號累計推廣28.9萬hm2,甬優538累計推廣22.2萬hm2,甬優1538累計推廣15.8萬hm2,春優59累計推廣10.7萬hm2。推廣面積較大的品種還有甬優2640、春優84、甬優15、浙優18和甬優4949等。

截至2021年,經農業農村部確認,冠名超級稻的水稻品種135個,其中粳不秈恢亞種間雜交品種9個,占比約為6.7%。根據這些品種在區試中的表現,發現粳不秈恢亞種間雜交稻品種具有株型較高大、穗型特大、全生育期較長、結實率較高和超高產特性明顯等特征(表1)。甬優系列和春優系列粳不秈恢亞種間雜交稻在浙江省水稻生產上屢創高產記錄,超級稻品種甬優12于2012年在浙江省寧波市鄞州區的百畝示范方平均單產達到963.7 kg/667 m2,最高田塊單產1 014.3 kg/667 m2,分別創下當年我國水稻百畝示范方和我國水稻主產區高產記錄。2015年春優927在浙江省寧波市寧??h的百畝示范方取得平均單產1 015.5 kg/667 m2成績,創造了浙江省水稻百畝示范片產量紀錄。

表1 粳不秈恢超級稻品種的區試表現

2.4 粳不秈恢亞種間雜交稻配套栽培技術研究

粳不秈恢亞種間雜交稻作為秈粳雜交稻的最主要類型,其配套栽培技術研究主要圍繞超高產栽培展開。張洪程等[32]提出,水稻超高產栽培的根本在于“強支撐、擴庫容、促充實”,具體栽培模式為“精苗穩前、控蘗優中、大穗強后”,要求移栽時基本保持葉蘗同伸,有效分蘗臨界葉齡期準時夠苗,及早控制無效分蘗、育壯稈、攻大穗,增強后期物質生產力。粳不秈恢雜交稻品種穗型大,穗粒數多,非常適合走強壯莖稈支撐大穗的擴庫途徑。韋還和等[33]通過對甬優系列秈粳雜交稻的生理形態特征進行分析后進一步提出了“稀植化栽插、合理施用氮肥”等配套高產栽培關鍵措施。

此外,粳不秈恢亞種間雜交稻稻米品質的形成與播期、氮肥用量及其運籌等措施密切相關。徐棟等[34]研究發現,灌漿結實期溫度與秈粳雜交稻的加工品質、外觀品質和蒸煮食味品質負相關,而通過合理調整播期或栽培管理,使灌漿結實期處于相對較低的溫度有利于提高秈粳雜交稻的外觀品質和蒸煮食味品質。在輕簡化、機械化栽培模式方面,秈粳雜交稻機插技術研究表明,精準條播機插能提高秈粳雜交稻植株均勻度,促進干物質積累和氮素吸收,有效減少氮肥減施下的產量損失[35]。

3 粳不秈恢亞種間雜種優勢利用研究的建議與展望

3.1 提高育種效率,挖掘粳不秈恢亞種間雜交稻高產潛力

我國人口眾多,解決好“吃飯”問題,始終是治國理政的頭等大事。而在耕地資源有限的情況下,提高水稻單產水平就顯得尤為重要。粳不秈恢亞種間雜交稻與品種間雜交稻相比,其營養生長旺盛、生物學產量高、抗倒性強、豐產性更好。2005—2017年浙江省通過品種審定的44個次粳不秈恢亞種間雜交稻,區試產量平均比對照品種增產13.9%。而2018—2021年浙江省以超級稻甬優1540作為對照品種后,通過審定的粳不秈恢雜交稻為13個次,平均產量比對照品種減產0.2%,表明目前粳不秈恢亞種間雜交稻品種的產量可能處在了高位瓶頸期。WANG等[36]利用甬優4953、甬優4949和甬優4149構建3個F2群體,通過雜種測序和基因型解析發現,帶有株型、產量相關的優良等位基因(sd1、NAL1、Ghd7和Ghd8)的約25%的雜種基因組是純合的,而其他一些與產量相關的基因(Gn1a、IPA1、DTH2、Hd1和Tb1)則為雜合態,且大部分表現為正顯性效應,正是這些累加正顯性效應和雜種可育共同解釋了甬優粳不秈恢雜交稻組合的高產表現。這也表明,利用現有粳不秈恢雜交稻親本資源,通過與產量相關基因的單倍性分析,結合S5n、Sd、Sc等育性基因檢測,預測雜種優勢特性,或可快速篩選到具有高產潛力的雜交稻組合,從而進一步發揮粳不秈恢亞種間雜交稻產量潛力,提高育種效率。

3.2 優化親本特性,提高粳不秈恢雜交稻制種產量

受到粳稻不育系柱頭不外露或外露率較低、粳稻不育系與秈粳中間型廣親和恢復系花時差明顯等多方面影響,與雜交秈稻相比,目前生產上利用的粳不秈恢亞種間雜交稻組合制種產量總體仍偏低,種子成本較高,影響了其在生產上大面積推廣應用。顯然,改造粳稻不育系柱頭外露率特性,提早粳稻不育系花時或延后秈粳中間型廣親和恢復系花時,縮短兩者開花時差可明顯提高制種產量。育種實踐中,將早花時高柱頭外露率秈稻資源作為供體,通過回交將目標性狀轉入粳稻保持系,可轉育成具有高柱頭外露率的早花時粳型不育系。宋昕蔚等[37]將培矮64S的高柱頭外露率、早花時特性定向導入普通粳稻,選育出農藝性狀好、柱頭外露率高、花時早的粳稻保持系材料春江95B,進而轉育出高柱頭外露率的早花時粳稻不育系春江95A。在恢復系選育中則要選擇秈稻成分適當、花時相對較遲、花藥大、花粉量足、花粉抗風性好的秈粳中間型廣親和恢復系,以縮小父母本花時差、提高異交結實率[30]。

兩系法粳不秈恢亞種間雜交稻擺脫了恢保關系限制,具有配組自由、種子繁育程序更簡單、成本更低等優勢,但目前通過品種審定的兩系法粳不秈恢亞種間雜交稻組合還很少,主要是缺乏育性轉換起點溫度低、柱頭外露率高、花時集中的粳型兩系不育系。通過聚合光溫敏核不育基因pms1、pms3和tms5獲得育性穩定的低起點溫度的粳型不育系,并進一步改良不育系柱頭外露率、花時集中度等特性,通過優良型兩系不育系與秈粳中間型廣親和恢復系配組,選育雜種優勢強、制種產量高的兩系法秈粳亞種間雜交稻,可以解決目前粳不秈恢亞種間雜交稻制種產量偏低的問題。

除粳不秈恢亞種間雜交稻以外,利用高柱頭外露率的秈型、摻粳偏秈型三系或兩系不育系與現有的秈粳中間型廣親和恢復系配組,選育制種產量高的三系法或兩系法“秈不粳恢”亞種間雜交稻,可能會比三系法、兩系法“粳不秈恢”亞種間雜交稻取得更好的效果[30]。如中國水稻研究所利用超級稻春優84的父本C84與秈型三系不育系五豐A配組,選育出五優84通過廣東省品種審定;利用秈型三系不育系華浙2A與秈粳中間型廣親和恢復系鈺禾配組,選育出華優鈺禾通過廣西、福建品種審定;利用秈型兩系不育系廣湘24S與秈粳中間型廣親和恢復系R998配組,選育出湘兩優998通過國家品種審定等。

2019年,WANG等[38]利用基因編輯技術在粳不秈恢雜交稻春優84中同時敲除4個基因(OsPAIR1、Os-REC8、OsOSD1和OsMTL),將無融合生殖特性引入到雜交稻中,獲得了雜種優勢固定的種子。盡管該技術單倍體誘導率仍較低,種子育性也明顯下降,但相信經過技術的不斷改進,有望突破雜交制種限制而在生產上直接應用。

3.3 協調綜合性狀,擴大粳不秈恢亞種間雜交稻適應區域

隨著我國經濟的發展和人們生活水平的提高,稻米消費從以往追求數量向追求質量轉變。稻米品質除了堊白、直鏈淀粉含量、堿消值等性狀以外,受各地稻農品種種植習慣和居民稻米消費習慣的影響,稻米長寬比改良將是今后我國秈粳亞種間雜交稻發展必須考慮的一個重要問題。稻米長寬比是一個直接影響稻米外觀品質的主要性狀,也間接影響到稻米的整精米率。從近年來浙江省秈粳雜交稻區試及審定的發展趨勢來看,粳不秈恢亞種間雜交稻的長寬比性狀兩極化改良值得關注。從2021年開始,浙江省單季秈粳雜交稻區試以稻米粒型為標準,分設團粒組和長粒組,明確要求品種粒長≥6.0 mm或長寬比≥2.5的品種可參加長粒組,其余參加團粒組。長寬比2.0以下的團粒型秈粳雜交稻和長寬比2.5甚至3.0以上的長粒型秈粳雜交稻將是今后秈粳雜交稻改良的發展方向。秈粳雜交稻粒型以及株葉形態的定向改良,即團粒型秈粳雜交稻面向傳統團粒粳稻區,長粒型秈粳雜交稻面向傳統長粒秈稻區,有利于秈粳亞種間雜交稻不斷擴大適應種植區域,分類滿足我國水稻主產區居民對稻米品質的更高要求。

由稻綠核菌引起的稻曲病是水稻生產面臨的主要病害之一,往往造成水稻減產,并影響稻米品質,威脅食用安全。稻曲病的發生與流行與品種特性、氣候條件及栽培措施密切相關,粳不秈恢雜交稻由于其大穗多粒的穗部特征而更易感稻曲病。目前尚未發現具有抗稻曲病的粳不秈恢雜交稻品種,化學防治仍是當前防治稻曲病最有效的方法,但從稻田綠色生產和節本增效等角度考慮,提高品種抗性是最經濟、安全的方法。稻曲病侵染機制及與水稻互作機理的研究表明,稻曲菌分泌枯草桿菌蛋白酶UvPr1a靶向降解水稻免疫調控因子OsSGT1從而抑制寄主抗性,而過表達OsSGT1可顯著提高稻曲病的抗性[39],這為進一步遺傳改良稻曲病抗性提供了方向。

2021年國家農作物品種審定委員會對國家級稻品種審定標準進行了修訂,修訂后的審定標準不但提高了品種產量指標,與已知品種DNA指紋差異位點及抗性等指標也明顯提高。因此,未來粳不秈恢亞種間雜交稻品種要集合高產、優質、多抗、廣適等優良特性,才能在稻米生產和消費領域占據主導優勢。中國水稻研究所2022年有2個“T27”系列優質強優勢秈粳雜交稻春優167和春優83通過浙江省品種審定,春優83區試比對照甬優1540增產6.8%、部標2級優質米,春優167區試對照甬優1540增產3.3%、部標1級優質米,這2個品種株葉形態優良,后期轉色好,綜合性狀突出。未來要實現綜合性狀優異的粳不秈恢雜交稻品種的突破,仍需加大粳不秈恢雜交稻雜種優勢機理、有利基因挖掘利用、親本資源創制等基礎領域的研究工作。此外,傳統育種技術對秈粳雜交稻香味、粒型、堿消值、抗病性等性狀進行遺傳改良往往耗時費力、效率低下,隨著基因編輯技術的興起和安全評價管理體系的進一步規范,基因編輯技術或將帶動秈粳亞種間雜交稻育種進入精準調控時代。

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