节水抗旱细胞质雄性不育系沪旱5 A的选育与应用

余新桥 刘国兰 张安宁 潘忠权 罗星星 罗利军

（上海市农业生物基因中心，上海201106；#共同第一作者；*通讯作者:lijun@sagc.org.cn）

在我国水稻田生产中，干旱是最主要的限制因子之一[1]，而发展节水抗旱稻（water-saving and droughtresistance rice，WDR）是解决这一问题的最经济有效方法之一[2-3]。节水抗旱稻是指既具有水稻的高产优质特性，又具有旱稻节水抗旱特性的一种新的栽培稻品种类型。在灌溉条件下，其产量、米质与水稻基本持平，但可节水50%以上；在没有灌溉条件的中低产田种植，具有较好的抵御干旱的能力，可实现旱直播旱管，增产稳产。在栽培上，简单易行，既可在水田节水栽培，又可在旱地直播种植，生产过程中节能低碳环保。近年来，作为一种新的水稻品种类型，节水抗旱稻的研究取得了重要进展[4-5]。

笔者长期致力于节水抗旱稻新品种培育，于2003年育成节水抗旱不育系沪旱1A，与旱恢2号和旱恢3号配制的沪优2号、旱优3号分别通过国家和上海市、广西壮族自治区品种审定。但沪旱1A异交结实差、制繁种产量低，严重限制了杂交组合的商业化推广。为改良沪旱1A的异交结实率，笔者引进开花习性好的水稻雄性不育保持系川香29B作亲本，2015年育成新不育系沪旱5A，（植物新品种保护权号：CNA20110866.6），配制的杂交节水抗旱稻组合沪优549（审定编号：鄂审稻2019026）、沪优540（审定编号：沪审稻2019012）分别通过湖北省和上海市品种审定，已在生产上大面积推广应用。

1 选育流程

2008年夏，在上海以沪旱1B为母本、川香29B为父本杂交获得F1代种子50粒，同年冬季在海南种植F1，收种3 000粒以上；2009年夏季在浙江安吉节水抗旱稻选种基地旱直播旱管条件下种植F2代，选择优良株系混收种3 000粒以上，同年冬季在海南旱季旱种旱管加代，选择综合性状好，柱头外露率高的株系48个；2010年夏季在上海抗性鉴定基地对选择的优良单株进行抗旱性评价，同时对应株系在江西井冈山稻瘟病鉴定区进行稻瘟病抗性鉴定，综合抗旱性、抗稻瘟病鉴定结果入选对应的株系与沪旱1A测交，获得92个成对系，同年冬季在海南种植测交F1代，抽穗后经严格目测、镜检，选择保持不育且性状优异的不育单株继续与对应保持系成对回交，后经过多代回交至BC5F1，稳定单株与不同恢复系测交，经杂交优势考察，编号为13S3005不育株系配制的组合表现出较强的杂种优势，且不育性、农艺性状稳定，定名为沪旱5A，对应的保持系株系13S3006定名为沪旱5B（图1）。

2 主要技术性能指标

2.1 植物学特征

沪旱5A植株较矮，株型较紧凑，茎秆粗壮，繁茂性好，叶片挺直，剑叶内卷，叶色淡绿色，叶毛较疏。分蘖力中等，茎秆、叶鞘为绿色，基部茎节不外露。穗大，着粒较密，包颈度约为1/3。柱头外露率高，颖尖、柱头无色，花药乳白色。谷粒细长，无芒，浮毛稀疏。

2.2 主要农艺性状

在上海市5月15日播种，沪旱5A播始历期79 d，同期播种的沪旱5B比不育系抽穗早3 d，主茎叶片数14±0.5叶，株高78.21 cm；单株有效穗数10.23个，平均穗长26.26 cm，每穗颖花172.37朵。与对照沪旱1A相比，主要差异表现在株高降低5.22 cm，单株穗数增加2.10个，颖花数增加了27.11朵，结实率、千粒重基本没有变化（表1）。

图1 沪旱5A不育系选育过程

2.3 育性

沪旱5A细胞质来源于沪旱1A，属于野败类型细胞质。田间种植1 000株以上群体表现整齐一致，不育株率100%；在1 000株群体中随机取100穗镜检，每穗取上、中、下颖花各2朵混合制片，以1%碘-碘化钾染色进行花粉镜检，花粉败育率100%，花粉败育主要表现为典败，极少数圆败；随机取100个自交套袋考种，自交不实率100%。分期播种进行育性观察，沪旱5A育性稳定，不受外界环境影响，各项指标达到国家规定的籼型水稻三系雄性不育系标准。

2.4 开花习性

在自然条件下，随机调查50个主穗，沪旱5A包颈颖花率13.27%，与对照沪旱1A相当。柱头总外露率74.50%，双边外露率62.38%，总外露率比沪旱1A提高53.61%；沪旱5A开颖角度大，时间长，异交结实率高，在沪旱5A繁殖田随机选取50穗考种，平均结实率达65.27%（表2）。

2.5 稻瘟病抗性和抗旱性鉴定

据湖南省植物保护研究所鉴定，沪旱5A对应的保持系沪旱5B稻瘟病抗性综合指数2.8，中抗白叶枯病。据节水抗旱稻抗旱性鉴定中心（CMA）鉴定，其抗旱指数为1.13，抗旱级别为2级，综合评价为抗（表3）。

2.6 稻米品质

据农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心（杭州）检测，糙米率82.7%，精米率74.1%，整精米率48.2%，粒长7.0 mm，长宽比3.3，垩白粒率41.0%，垩白度4.4%，透明度1级，碱消值4.5级，胶稠度81 mm，直链淀粉含量13.3%，蛋白质含量11.3%。指标达到国家优质米3级标准。

3 杂交组合表现

3.1 沪优549

沪优549是用沪旱5A与恢复系旱恢49配组育成的高产籼型节水抗旱稻，2019年通过湖北省品种审定。在长江中下游作中稻种植，全生育期138 d，株高130 cm，株型适中，茎秆粗壮，生长势强，分蘖力较强，穗层整齐，穗长25.8 cm；叶色绿，剑叶宽长、直立；稃尖无色、极少短顶芒。有效穗数260.50万/hm2，每穗粒数224.9粒，每穗实粒数178.5粒，千粒重23.52 g。2016年、2017年参加湖北省杂交稻中稻区试，产量分别为9.49 t/hm2和9.42 t/hm2，与丰两优4号（CK）相当。稻瘟病抗性综合指数3.5，中抗纹枯病，抗旱综合指数1.17，鉴定结果为2级（抗）。据农业农村部稻米及制品质量监督检验检测中心（武汉）检测，出糙率79.1%，精米率71.4%，整精米率59.8%，垩白粒率36.0%，垩白度10.4%，直链淀粉含量18.5%，胶稠度61 mm，粒长6.2 mm，长宽比3.1，透明度2级，碱消值5.0级。

3.2 旱优540

沪优540是以沪旱5A作母本、旱恢840作父本配组育成的高产优质籼型节水抗旱杂交稻，2019年通过上海市品种审定。在长江中下游作中稻种植，全生育期124 d，株高117 cm，株型适中，茎秆粗壮，抗倒性强，生长势旺盛，分蘖力强，穗层整齐，穗长24.6 cm，有效穗数285.00万/hm2，每穗粒数182.0粒，结实率86.0%，千粒重26.0 g。2017年、2018年两年区试平均产量9.25 t/hm2，比旱优73（CK）增产3.45%。2018年生产试验，水种旱管条件下平均产量9.04 t/hm2，比旱优73（CK）增产1.90%。据节水抗旱稻抗旱性鉴定中心（CMA）鉴定，其抗旱指数为0.95，抗旱级别为2级，综合评价为抗，中感稻瘟病，中抗白叶枯病。据农业农村部稻米及制品质量监督检验检测中心（武汉）检测，出糙率77.7%，精米率69.3%，整精米率62.2%，垩白度2.6%，透明度1级，碱消值5.5级，胶稠度86 mm，直链淀粉含量14.0%，综合评级为部标优质3级。

表1 沪旱5A和沪旱1A主要农艺性状表现（2018年夏，上海）

表2 沪旱5A、沪旱1A柱头外露情况（2018年夏，上海） （单位：%）

表3 沪旱5B抗旱性鉴定结果

4 讨论

本研究通过杂交改良的方法，利用抗旱性鉴定、稻瘟病鉴定等筛选平台进行交叉选择，培育出抗旱性与沪旱1A相当，稻米品质保持不变，柱头外露率、柱头活力显著提升的节水抗旱新不育系沪旱5A。柱头外露率的提高有利于制、繁种产量的增加，能有效降低生产成本，为组合的推广奠定了基础，同时沪旱5A在株高、分蘖等方面与沪旱1A也有显著差别，株高较沪旱1A降低5.22 cm，抗倒性显著提升，有利于选配出抗倒性强的优势组合。分蘖力的加强和有效穗数、颖花数的增加，有利于选配出广适性强、产量高的杂交稻组合。