您好, 访客   登录/注册

杂交水稻高效配组的方法研究

来源:用户上传      作者:

  摘要    测配组合是选育杂交水稻品种必需的环节。传统的方法以人工剪颖为主,效率低,种子易发霉,工作环境差。随着我国留守人口老龄化的加速,请工难、请工贵成了农业科研工作的一个难题。传统配组的方法已不再满足现代育种工作的需求。本文设计了一种新的配组方法,并对该方法开展了试验验证。结果表明,该方法极大地提高了配组的效率,降低了配组费用,是一种值得推广的配组方法。
  关键词    杂交水稻;配组;方法
  中图分类号    S511        文献标识码    A
  文章编号   1007-5739(2020)03-0031-02
  开放科学(资源服务)标识码(OSID)
  杂交水稻为保障全球粮食安全和农业可持续发展发挥了巨大作用[1]。杂交稻较常规稻一般能增产10%以上[2]。联合国粮农组织(FAO)将发展杂交水稻作为解决贫困地区饥饿问题的首选农业技术[3]。新环境下,农户对杂交稻提出了更高的要求,除了高产、稳产外,优质和高效将是农户选择杂交稻品种的重要依据[4]。这意味着杂交稻的门槛更高,配组出能够适应当前市场环境的品种变得更加困难。
  杂交稻的选育要经过大规模的配组测试,从中选出产量、抗性、米质、熟期能够达到审定标准的组合。一个好的杂交稻品种是从数千个组合中选出来的,测配组合是育种家选育杂交稻品种工作中任务量最大的一个环节。尽管功能基因组的发展为基因组功能的预测提供了可能,但是F1的田间表现依然是最直接、有效、可靠的唯一途径。杂交水稻的产量已经达到一个较高的水平,要打破这种瓶颈就要增加测配组合的基数。规模化、程序化、标准化和信息化是现代商业化育种的重要标志[5]。建立高效的育种程序是保障规模化生产、降低育种成本的重要途径,也是保障品种产出的基础。社会经济发展和水稻生产比较效益降低,促使水稻育种由过去追求高产为主,转向追求整个过程的高效。首先体现在水稻育种技术的高效性[6]。
  传统的配组试验,需要试验人员用剪刀将不育系的颖花逐个剪开,用杂交袋套上授粉。一个组合大概需要剪4~6个穗子的颖花(超过1 000个)才能获得足够的种子。遇到高温或阴雨天气结实率会较低,种子在杂交袋中生长18 d左右,极易发霉,影响种子质量。这种方法用工多、效果差,后期脱粒繁琐,需要在室外高温下作业,工作条件差。随着我国社会经济的快速发展和劳动力短缺,杂交水稻育种和种子生产技术需要不断地创新提高[7]。生活水平的提高和社会生产的多元化,使得广大劳动者不愿再从事报酬低、条件差的农事工作。劳动力尤其是青年劳动力匮乏为农业科学研究工作造成了一定困扰。
  本课题组为解决测配组合遇到的实际困难,尝试采取了一种高效的配组方法,极大减少了用工费用,提高了配组效率,是一种值得推广的高效配组方法。
  1    材料与方法
  1.1    试验材料
  恢复系:本研究团队选育的恢复系86份,编号为CR。
  不育系:本研究团队自选不育系33份,外单位引不育系13份,共计46份。其中两系不育系42份、三系不育系4份,编号为CA。配制抗稻瘟病中稻、晚稻组合2 000份,用于筛选优于对照丰两优4号、金优207的杂交稻组合,参加品种区试。
  1.2    试验方法
  1.2.1    播期调整。恢复系与不育系合计132份,播始历期不尽相同,但基本集中在73~92 d之间。不育系与恢复系相隔7 d抽穗可以收到足够的种子用于株系比产。将所有材料理论始穗期调整到8月15日(避开高温集中的天气),理论播期前后相隔3 d的可一起播种。将132份材料分4批播种,播种时间分别是5月14日、5月20日、5月26日、6月1日。
  1.2.2    播种与插秧。计算好播种量,正常播种,合理秧田管理。为减少工作量和繁琐程度,可将相隔6 d播种的材料一起插秧。因此,只需要插2次秧即可将所有材料移栽到大田。
  插秧按图1、2所示进行。株距较大,有利于水稻分蘖,可以拉长扬花时间,使父、母本相遇得更好。有利于扬花期相差较长的材料完成授粉。
  1.2.3    隔离与除杂。将不同恢复系间用不低于2 m宽的隔离布隔离,所有恢复系隔离时一侧间留40 cm过道,如图3、4所示;除杂很重要,一个恢复系周围安排了46个不育系,若个别材料不纯会污染多个组合。苗期观察叶鞘颜色除杂,分蘖期看株叶形态,抽穗期看抽穗时间、花粉败育情况。
  1.2.4    喷施九二○与赶粉。九二○可適当推迟喷施,待大部分不育系始穗了再一起喷施。测配组合对产量不做严格要求,满足翌年株系鉴定即可(50株),一般要求种子量有100粒。九二○喷施少于组合制种喷施标准;每天9:30—11:30用竹竿赶粉3次。2~3个人即可完成每天的赶粉工作。
  2    结果与分析
  试验用地1 066.67 m2,理论测配组合3 870个,实际测配组合2 900个(部分父、母本均不抗稻瘟病的材料未测),实际获得种子量大于100粒的组合>2 500个。极大地减少了用工量,提高了配组效率,结实率较高(图5),达到了试验的预期效果。
  3    结论与讨论
  试验结果表明,本方法降低了配组成本,提高了配组效率,很好地解决了用工难、用工多的问题。该方法前期插秧较繁琐,但后期操作简单高效,是实现规模化配组的有效途径。操作中应注意以下事项:一是适当稀植,拉长父、母本的扬花期,使花期相遇的更好。同时,避免早播种的材料长势过快影响相邻的材料。二是稀植使水稻分蘖变多,生育期变长,实际生育期与大田有一定出入。也可以播2期父本,间隔7 d左右,可一起插秧。本试验是课题组首次较大规模地使用该方法,也是为适应当前用工环境尝试的新方法。在有限的条件下,很好地解决了配组难、过程繁琐的问题。该方法还有很大的应用空间,单次配组数目可以达到1万个以上,视配组需要而定。实践证明,这是有效可行的配组方法,为科学化、规模化配组提供了新的思路。
  4    参考文献
  [1] 谢放鸣,彭少兵.杂交水稻在国外的发展历程与展望[J].科学通报,2016,61(35):3858-3868.
  [2] 袁隆平.杂交水稻学[M].北京:中国农业出版社,2002.
  [3] 赵梦熙.“一带一路”战略与杂交水稻推广的风险管理[J].湖南农业科学,2017(4):110-114.
  [4] 陈立云,雷东阳,唐文帮,等.中国杂交水稻发展面临的挑战与策略[J].杂交水稻,2015,30(5):1-4.
  [5] 黎仲冰.浅谈种子企业的商业化育种[J].农业与技术,2019,39(11):165-166.
  [6] 肖国樱,肖友伦,李锦江,等.高效是当前水稻育种的主导目标[J].中国水稻科学,2019,33(4):287-292.
  [7] QIAN QIAN.Smart super rice[J].Science China(Life Sciences),2017,60(12):1460-1462.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15143500.htm