杂交水稻新组合选育若干问题的初步探讨

选育优势更强,产量更高的杂交水稻组合,首先必须对产生杂种优势的遗传基础理论以及抗性等问题有个正确的认识。为此笔者结合几年来的工作实践并参照前人的试验结果,对杂交水稻强优势组合选育的若干问题进行初步探讨。一、扩大遗传差异与杂种优势问题。杂种优势与双亲性状遗传距离的大小有密切关系,双亲遗传距离大,杂种优势强;双亲遗传距离小杂种优势不强[1]。在杂交水稻新组合的选育中,我们需要采用恢×恢、恢×保选育新的恢复系,配组的杂交水     

水稻籼粳杂种一代生育期的表现

 采用生育期不同的籼型野败恢复系和保持系与典型粳稻和籼粳中间型亲本配制成80份籼粳杂种一代组合，用亚种肉品种间杂交为对照，研究了籼粳稻杂种一代生育期的表现。结果表明，以籼粳亚种间杂种一代生育期优势最强，一般都超过双亲平均值；品种间杂种一代生育期优势最弱，接近中亲值；籼或使型亲本配籼粳中间型亲本，杂种一代生育期优势介于上述两类型组合之间。籼粳杂交由于双亲的不同，组合间F₁生育期优势差异很大，有的组合甚至出现负向优势．这种生育期优势差异既受双亲本身生育期的迟早所支配，如杂种一代生育期长短排列顺序为中籼／晚粳＞中籼／早或中粳＞早籼或早熟中籼／晚粳＞早籼或早熟中籼／早或中粳；又受籼型亲本所含的野败恢、保遗传基因所制约，凡用籼型野败恢复系配制的籼粳杂种一代其生育期优势明显减弱，并与双亲籼、粳遗传距离的大小有关，杂种一代生育期优势随双亲籼、便遗传距离的扩大而增强。     

水稻亚种间杂种一代的源库特性

用具有不同遗传背景的5个母本(3个籼型恢复系绵恢725、蜀恢527和蜀恢881,1个美国粳稻 Lemont 及1个爪哇稻香大粒),与1个日本特早熟粳稻Kitaake杂交,得到不同类型的 F1。 5个 F1 及其亲本的光合特性和农艺性状的分析结果表明,在高光通量密度条件下,5个 F1 的叶片净光合速率明显高于双亲或其中之一;在表观量子效率、羧化效率、CO2 补偿点3个叶片光合指标上,杂种的表现也优于亲本;5个 F1 因亲本之间具有不同的遗传背景而表现出不同的叶片光合能力,典型籼粳亚种间杂交组合蜀恢527／Kitaake、绵恢725／Kitaake要优于其他组合;5个 F1 在农艺性状上也表现出不同程度的杂种优势,库容表现为蜀恢881/Kitaake＞绵恢725/Kitaake＞蜀恢527/Kitaake ＞Lemont/Kitaake＝香大粒/Kitaake,表明籼粳亚种间杂种的增产潜力也优于另外两个杂种,这与杂种在净光合速率方面的表现一致。但籼粳交的不正常结实阻碍了库容优势的正常发挥,所以要实现水稻超高产必须注意基因组间的协调性,即遗传距离适度。     

晚粳不育系甬粳2号A及其籼粳杂交晚稻组合的选育及应用

采用粳不/籼恢三系法途径,以优良晚粳型核质互作雄性不育系选育和对粳型不育系强恢的中籼型恢复系选育为突破口,育成综合性状优、易被籼稻恢复系恢复的晚粳型不育系甬粳2号A和多个强恢中籼恢复系,并以甬粳2号A为母本、中籼恢复系为父本育成了4个籼粳杂交晚稻组合通过国家和多省审定或认定,在浙江、福建、广西、江西等省大面积推广应用。甬粳2号A及其籼粳杂交晚稻组合的选育及大面积推广应用,表明三系法粳不/籼恢是籼粳杂种优势利用的重要途径。     

早熟晚粳不育系甬粳43A的选育

甬粳43A是早熟晚粳不育系,育性稳定,综合性状优良,与籼稻恢复系配组可恢性好,F1代杂种优势强,于2014年通过浙江省农作物品种审定委员会鉴定。以"粳不籼恢"模式配组育成的籼粳杂交水稻新组合甬优4350已于2015年通过浙江省品种审定。     

杂交水稻亲本遗传差异及其与杂种优势关系

 以目前生产上大面积应用和新育成的16个籼型三系杂交水稻亲本为材料,根据11个主要农艺和经济性状进行主成分分析和聚类分析,以马氏距离为指标,研究了杂交水稻亲本间遗传差异的状况及其与杂种优势的关系。在16个亲本的120个遗传距离中,80%以上小于2;9个恢复系间的平均遗传距离仅为0.4793, 7个保持系间,除湘香2号B外,平均遗传距离为0.7723。说明现有杂交稻亲本间遗传差异较小,尤其是保持系内和恢复系内遗传差异更小。对亲本间遗传距离与杂种优势的相关分析表明,现有籼型三系杂交稻亲本间遗传差异与杂种优势关系不密切,而杂交稻产量的高低与双亲产量尤其是双亲产量平均值的高低密切相关。说明亲本改良在提高杂交稻产量中极为重要。此外,还对亲本改良与杂种优势的关系、杂交稻亲本改良的方法和途径以及杂交稻组合亲本选配原则进行了讨论。     

粳型杂交水稻育种的进展

辽宁省农科院稻作所利用“籼粳架桥”人工制恢技术，于１９７５年首次育成粳型强恢复复系Ｃ５７，为ＢＴ型，滇型粳三系应用于北方奠定了基础。黎优５７是我国生产上第一个推广的粳型杂交组合。１９８０年后，南方也开始了粳型杂交稻的应用，近年利用广亲和基因。杂交粳稻又进入到粳爪交次亚种间和粳籼交亚种间杂种优势利用的新阶段。     

水稻广亲和系的选育

水稻广亲和基因的发现及其遗传研究 ,揭开了籼粳稻亚种间杂种一代半不育现象的遗传本质 ,为利用水稻亚种间杂种优势指明了方向。但是 ,已知的广亲和材料 ,绝大多数为古老的农家品种 ,农艺性状不良 ,如植株太高 ,株叶形披散和生育期很长等 ;不能直接作为选配优良组合的亲本加以利用。因此 ,培育具有优良农艺性状和经济性状、可供实用的水稻广亲和系就显得非常重要 ,这是开展亚种间杂种优势育种的首要任务之一。普通栽培稻有籼稻、粳稻和爪哇稻三个亚种 ,所以亚种间的杂交可分为籼粳交、籼爪交和粳爪交三种形式。初步研究表明 ,水稻杂种优势强弱的程度 ,具有籼粳交 >籼爪交 >粳爪交 >籼籼交 >粳粳交的一般趋势。也就是说 ,亚种间的杂种优势一般要强于品种间的。为了能充分利用各种形式的亚种间杂种优势 ,提高育成强优组合的几率 ,就有必要建立籼、粳、爪三个亚种类型的优良广亲和系。我们在以前工作的基础上 ,近年来开展了水稻广亲和系选育的研究 ,已取得一些进展和结果 ,育成了粳型广亲和系培C3 11,爪哇型广亲和系轮回 4 2 2 ,籼型广亲和系培矮 64以及广亲和光敏核不育系培矮 64S。     

抗病优质高配合力中籼型两用核不育系晶4155S的选育及应用

湖南亚华种业科学研究院利用传统系谱法与分子标记辅助选择技术相结合,成功培育出株型理想、不育转换起点温度低于23.5℃、育性稳定、异交性好、配合力强的两用核不育系晶4155S,2014年该不育系通过湖南省品种审定。全基因组重测序分析结果表明,晶4155S含有51.0%的早籼遗传背景和8.7%的粳稻遗传背景,为充分利用"早晚生态型间和籼粳亚种间"双重杂种优势奠定了遗传基础。依据分子设计和杂种优势群理论,按"双亲抗性基因互补"和"双亲品质基因一致性"配组原则,高效培育出集抗病、优质、广适与高产协调的晶两优系列杂交组合,该系列组合也迅速成为中国南方稻区的杂交稻主要种植品种,推动了长江流域杂交中籼品种的更新换代。     

利用有效积温差确定647系列组合春制播差期初探

６４７是湖南杂交水稻研究中心从籼粳复式杂交组合Ｇ７３３（粳）×矮黄米×测６４－７Ｂ１Ｆ１×ＩＲ２０３５中多代系选育成的优良恢复系，用其配制的威优６４７、汕优６４７等组合具有抗性强、生育期适中和高产等特点，深受农户欢迎，目前是我县晚稻当家组合。但用该恢...     

我国粳不籼恢亚种间杂交稻的研究进展与展望

目前籼粳亚种间杂交稻绝大多数为粳不籼恢亚种间杂交稻。自第1个粳不籼恢亚种间杂交稻甬优6号在浙江省通过品种审定以来,利用粳型不育系与籼粳中间型广亲和恢复系配组,已选育出了一批有影响力的籼粳杂交稻,表现出超高产的产量潜力,在生产上广受欢迎。本文对我国籼粳亚种间杂交稻的发展历史、粳不籼恢亚种间杂种优势利用研究的现状进行回顾与展望,以期为我国今后籼粳亚种间杂种优势利用研究和籼粳亚种间杂交稻培育提供有益的借鉴与参考。     

籼粳杂交培育模型强优势恢复系

六十年代日本新城长友以籼稻钦苏拉包罗11为母本,以台中65为轮回亲本,通过杂交,回交,选育包台型不育系、保持系和恢复系,实现了粳型三系配套,为利用粳型杂种优势提供了方法。但由于包台型三系遗传背景类同,杂种优势不明显,不能用于生产。七十年代以来,中国北方粳型三系进行了广泛测恢,结果证明,粳稻恢复资源非常贫乏。因此,选育强优势粳稻恢复系便成了粳型水稻杂种优势利用的关键。鉴于当前粳稻杂交育种亲缘狭窄而限制了粳稻增产潜力,所以我们从1971年开展粳型三系育种以来,就着重注意了遗传资源的丰富与利用。已知世界稻属资源丰富,且籼粳…     

中籼迟熟恢复系泸恢1345的选育与应用

泸恢1345是四川省农科院水稻高粱研究所利用具有高配合力、强恢复力的恢复系明恢63作主体亲本与广亲和粳稻材料02428杂交,再与来自IRRI的高抗稻瘟病大粒型材料I-RAT144复交,采用＂籼粳杂交,选用偏籼型材料,生物技术加速稳定,南繁北育,穿梭选择＂的育种方法和途径。在籼型高配合力恢复系遗传背景中渗入部分粳稻血缘,以扩大遗传差异,提高杂种优势水平为基础;在保证有效穗和每穗着粒数的前提下,以提高杂交稻组合结实率和千粒重为突破口;选育而成的高配合力大粒重穗型中籼迟熟恢复系泸恢1345。配组育成的2个杂交稻新组合泰优99于2006年通过重庆审定,2009年通过全国审定;K优1345于2008年通过重庆审定     

D297A的选育及其配组鉴定

四川农业大学水稻研究室,于1972年运用地理远缘材料开展籼稻品种间杂交培育水稻雄性不育系的研究。1974、1975年相继实现三系配套,1977年利用籼粳中间材料从事人工制保。在此之前,我们分析了直接利用籼不粳恢或粳不籼恢不易突破杂种结实率低等难题,同时考虑到四川人们喜爱吃籼米的传统,设想通过籼粳交再用籼稻回交培育偏籼型不育系,以组配强优偏籼型杂交水稻。运用上述技术路线,于1985年冬繁时初步培育了一个带粳稻血缘的不育材料。用该不育材料与明恢63组配的杂种,在雅安作中稻种植表现优势强,米质好,抗稻瘟病等优点。1988年该组合在全国示…     

滇型籼粳杂交水稻育种实践与策略

水稻籼、粳亚种杂交,杂种优势强。为了选育出竞争优势很强的籼粳杂交稻,首先应用籼、粳亚种的品种或材料进行杂交,以选育出籼粳交的保持系、恢复系或材料;其次用籼粳交的保持系或材料转育成不育系或材料;第三用籼、粳稻不育系或材料与籼粳交的恢复系或材料测交;第四用籼粳交的不育系或材料与籼、粳稻品种或材料测交;第五用籼粳交的不育系或材料与籼粳交的恢复系或材料进行广泛测交,再从中选出竞争优势强的籼粳杂交组合;第六,经过试种、鉴定,选出竞争优势极强的籼粳杂交稻。     

水稻广亲和广谱恢复系T136的选育及其利用

利用同质恢逐步增加恢复系粳性成份来扩大与籼型不育系遗传差异的方法，选育出偏籼型广亲和广谱强恢复系Ｔ１３６。经与籼型三系不育系配组鉴定，其组合杂种优势强、丰产性好，穗大粒多，结实率高，抗倒性强。配制的汕优１３６已通过省区试，在１９９６年生产示范中，出现了许多高产田块，最高产量达１１．０２５ｔ／ｈｍ２。     

亚种间杂种优势利用的设想与实践

l亚种间杂种优势利用的提出 30年代日本加藤茂苞等为品种分类进行了籼粳杂交研究。50年代初杨守仁等为将籼稻中的有利基因导入粳稻开始了籼粳杂交育种研究。这些研究指出,籼粳杂种F;具有明显的植株高大、穗大粒多、苗期生长快、分蘖力强、茎粗抗倒、根系发达、再生力和抗逆性好等优势。但籼粳杂交F1的结实率低,长期成为杂种优势直接利用的最大障碍。由于广亲和基因与光敏核不育基因的发现,1986年袁隆平提出亚种间杂种优势直接利用的战略设想,接着全国掀起二系法、三系法亚种间杂交组合选育的热潮。2广亲和材料在籼粳亚种间杂交上的应用 冈…     

粳不籼恢亚种间杂交水稻新组合春优59的选育

春优59是用早花时矮秆晚粳不育系春江16A与偏籼型广亲和恢复系CH59配组育成的粳不籼恢亚种间杂交稻组合,具有杂种优势强、茎秆粗壮、抗倒性好、穗形大、耐寒性好、产量高、适应性广等特点,2009年3月通过江西省农作物品种审定委员会审定。介绍了该组合的选育过程、特征特性、栽培及制种技术要点。     

优质抗病高配合力中籼两用核不育系隆科638S的选育及应用

利用传统育种技术与分子标记辅助选择技术有机结合,成功培育出了株型理想、不育转换起点温度低于23.5℃、育性稳定、异交性好、配合力强的两用核不育系隆科638S,于2014年通过湖南省品种审定。全基因组重测序分析结果表明,隆科638S含有约56.0%的早籼稻遗传背景,以及约8.7%的粳稻遗传背景,为充分利用“早晚生态型间和籼粳亚种间”双重杂种优势奠定了遗传基础。依据分子设计和杂种优势群理论,按“双亲抗性基因互补”和“双亲品质基因一致性”配组原则,高效培育出一批绿色、优质、广适、高产的隆两优系列品种,迅速成为我国南方杂交水稻主栽品种,推动了长江流域杂交中籼品种的更新换代。     

籼粳“媒介材料”筛选与研究初报

籼稻和粳稻在分类学上属于不同的亚种,籼粳杂种一代具有比品种间杂种一代更强大的杂种优势,但因籼、粳不亲和,杂种一代结实率很低,致使籼粳杂种优势至今未能在生产上利用。为了探讨籼粳杂种优势利用的途径,1980年我们开展了筛选籼粳“媒介材料”,以期在杂交水稻上利用的研究。现将初步研究结果报告如下: 粳灿“媒介材料”筛选情况 1980年冬在海南岛配制了许多籼粳杂交组合。1981年秋在三明地区农科所种植杂种F1。大部分杂种一代结实率很低,仅藤野与五个不同来源的粳稻(台湾、华北、云南、日本等地品种)和籼稻杂种F1正常结实。结实率分别为76.5％～90.4％和76.9％～92.7％。接着,又以藤野为母本或父本与籼、粳品种杂交了22个组合,于81年冬和82年秋在海南岛和本所种植杂种F1进行验证。二年中,用20个粳稻品种和5个籼稻品种与藤野杂交了27个组合,除了与菲律宾