C 815 S衍生水稻两用核不育系食味品质性状配合力分析

邓秋雨， 肖 丰， 刘玮琦， 曾 盖， 罗丽华， 肖应辉,

(1.湖南农业大学农学院， 长沙 410128；2.北大荒垦丰种业股份有限公司， 黑龙江 哈尔滨 150090)

食味品质是稻米品质的关键指标，是指对米饭气味、色泽、粘性、硬度和弹性等感官指标的综合评价[1-2]。直链淀粉含量、胶稠度和碱消值最早被认为是衡量稻米食味品质的三大理化指标[3]。近年来，越来越多的检测技术和仪器运用于稻米品质的检测，如米饭食味计测定米饭的食味值和综合评分，米饭硬度粘度计测定稻米煮熟后硬度、粘度和弹性等指标，相较于人类感官的官能检验，这些技术更客观、准确、便捷[4]。

前人对直链淀粉含量、胶稠度和碱消值三项稻米食味品质性状的配合力进行了大量研究，但研究结果差异甚大。廖伏明等[5]研究发现,胶稠度受不育系的影响比恢复系大，碱消值和直链淀粉含量不育系和恢复系效应相当。蒋利和等[6]则认为,直链淀粉含量、胶稠度和碱消值受不育系影响大，而受恢复系影响较小。郑轶等[7]研究表明,碱消值和胶稠度受不育系影响较大，而直链淀粉含量受恢复系影响较大。这些研究结论的不一致，暗示稻米食味品质性状遗传非常复杂。这些研究大多针对传统的稻米理化性状，而对使用米饭食味计和硬度粘度计检测的稻米品质性状方面的研究报道不多见。

C 815 S是湖南农业大学培育的水稻籼型两用核不育系[8]，该不育系配合力高[9]、异交特性优良[10]，已配制通过省级以上审定的杂交组合超过60个[11]。笔者以该不育系为受体，改良育成了遗传背景相似、包含不同稻瘟病抗性基因的系列新不育系[12-16]。本研究以C 815 S衍生的系列不育系与25个恢复系按NCⅡ设计配制成200个杂交组合，分别采用仪器检测和传统理化指标测定鉴定了所有杂交组合的8个食味品质性状，旨在探究这些不育系在食味品质方面的配组潜力，为加速这些不育系在优质稻育种中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

杂交组合配制于2018年夏季在长沙完成。将田间编号718 S、715 S、714 S、712 S、711 S、706 S、614 S、505 S的8个水稻两用核不育系分别与25个籼型恢复系(正茂香占、19香、粤王丝苗、粤黄广占、粤禾丝苗、粤丰丝苗、R 30356、R 711、R 801、Y 18测38、Y 18测43、Y 18测57、Y 18测65、Y 18测70、Y 18测71、Y 18测83、星光一号、辰星占、象牙3-3-2、广西常规、香秀占、黄花占、黄丝占、金农丝苗、莉香占)按NCⅡ试验设计配制成200个杂交组合。所有材料由北大荒垦丰种业有限公司湖南育种站提供。

1.2 材料种植

2019年5月22日，在北大荒垦丰种业股份有限公司湖南育种站试验基地播种所有试验材料，6月24日移栽。每个小区种48株，株行距为20 cm×20 cm，田间种植2次重复。常规田间管理。成熟后各杂交组合分别收获1 kg种子，自然晒干，室内贮藏3个月后测定食味品质性状。

1.3 测定项目与方法

用米饭食味计测定食味综合评分；米饭硬度黏度计测定饭样的硬度、黏度、平衡度和弹性；直链淀粉含量测定参照国家标准GB/T 15683-2008；胶稠度测定参照国家标准GB/T 2294-2008；碱消值测定参照行业标准 NY 147-88。

1.4 数据分析

参照莫惠栋[17]的方法，采用DPS 7.55软件计算一般配合力效应值和特殊配合力效应方差。

2 结果与分析

2.1 供试组合食味品质表现

在检测的8个食味品质性状中，杂交组合间变异系数最大的性状是平衡度，其次是胶稠度和碱消值；弹性和食味综合评分的变异系数小于6%(表1)。在本试验的参试材料中，弹性和食味综合评分两个性状相对稳定，这些不育系均可配制出弹性好、食味综合评分高的杂交组合。米饭硬度、黏度、平衡度、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值，不同组合间的变异较大，要针对具体的育种目标选择不同类型的不育系进行杂交配组。

表1 200个组合8个食味品质性状表现Table 1 Traits performance of 8 eating quality in 200 combinations

以NY/T 593-2013食用稻品种品质为衡量标准，200个组合中直链淀粉含量达到一级标准的占76.5%，二级标准的占78%，三级标准的占79%；胶稠度达到一、二级标准的占60.5%，三级标准的占75%；碱消值达到一、二级标准的占2%，三级标准的占11.5%。

2.2 供试组合食味品质性状的配合力

2.2.1配合力方差

检测的8个食味品质性状组合间的遗传差异都达到显著或极显著水平(表2)。除弹性外的其余7个食味品质性状不育系和恢复系的一般配合力、组合特殊配合力方差差异都达到极显著水平，说明这7个食味品质性状受亲本基因加性效应和非加性效应共同影响，并且这7个性状的一般配合力方差明显大于特殊配合力方差，显示这些性状主要由基因加性效应决定。

表2 供试组合8个食味品质性状配合力的方差Table 2 Variance of combining ability of 8 eating quality traits in tested combinations

米饭弹性、硬度、黏度、平衡度、食味综合评分、直链淀粉含量和胶稠度的恢复系一般配合力方差显著大于不育系，表明这7个性状受恢复系的影响更大。碱消值的不育系一般配合力方差显著大于恢复系，表明不育系对碱消值的作用大于恢复系。

2.2.2不育系食味品质性状的一般配合力效应值和特殊配合力效应方差

在本研究中，米饭弹性、黏度和平衡度等3个性状的一般配合力效应值(GCA)与特殊配合力效应方差(VSCA)都很小，因此重点研究米饭硬度和食味综合评分2个性状的遗传效应。不育系硬度的一般配合力效应较大的是711 S和712 S，其中712 S效应值为负值，且该不育系特殊配合力效应方差较小，可见其具有使配制的杂交组合米饭硬度变小的效应(表3)。此外，505 S的硬度一般配合力也表现为负值，但其特殊配合力效应方差较大，因此该不育系通过与合适的恢复系配组也有可能培育硬度小的杂交水稻品种。

表3 食味品质性状的一般配合力效应值和特殊配合力效应方差Table 3 Effect value of GCA and effect variance of SCA of eating quality traits

食味综合评分是仪器对米饭食味综合评价，分值越高，稻米食味品质越好。不育系505 S和712 S食味综合评分一般配合力正效应较大，都有望配制出食味综合评分较高的组合，而505 S食味综合评分特殊配合力效应方差较大，选择合适的恢复系有望配制出稻米食味特别优良的杂交组合。值得注意的是，一些不育系如614 S、714 S、715 S和718 S，食味综合评分的一般配合力表现为微弱的正效应或者负效应，但其特殊配合力效应方差远大于一般配合力，这些不育系通过大量配组有望筛选出食味优良的杂交组合。

2.2.3不育系稻米理化性状的一般配合力效应值和特殊配合力效应方差

籼稻品种往往直链淀粉含量偏高，适当降低直链淀粉含量有利于改善稻米食味品质。供试不育系中，614 S和712 S直链淀粉含量的一般配合力负效应较大，具有降低杂交组合直链淀粉含量的功能(表4)。对于碱消值，505 S和712 S两个不育系具有较大的一般配合力，能显著提高所配组合的碱消值。对于胶稠度性状，706 S、711 S和718 S的一般配合力效应值较大，相反地，614 S、712 S和714 S表现出较大的降低胶稠度的一般配合力。值得注意的是，胶稠度的特殊配合力效应方差，远大于其相应的一般配合力效应值，至少为50倍，同时也远大于其他性状的相应值。因此，对于胶稠度性状，要针对具体的杂交组合进行选择。

表4 理化性状的一般配合力效应值和特殊配合力效应方差Table 4 Effect value of GCA and effect variance of SCA of physical and chemical characteristics

2.2.4广义遗传力和狭义遗传力

8个食味品质性状中，除弹性性状广义遗传力仅有13.25%(表5)外，其余性状广义遗传力都在58%以上，食味综合评分、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值的广义遗传力达89%以上，数据显示，除弹性外的其他食味相关品质性状，受遗传因素的影响程度大于环境因素。

表5 食味品质性状的群体遗传力分析 Table 5 Population heritability analysis of eating quality traits 单位：%

在检测的食味性状中，不育系米饭食味综合评分和直链淀粉含量的狭义遗传力相对较高，硬度、黏度和平衡度居中，而弹性、胶稠度和碱消值相对较低。食味综合评分是对米饭食味品质性状的综合评价，直链淀粉含量是决定稻米食味品质性状的最重要理化因子，本研究结果表明，遗传因素在杂交组合食味品质方面起决定作用。

3 结论与讨论

75-1-127[18]、谷梅2号[19]、谷梅4号[20]、魔王谷[21]、天津野生稻[22]和湘资3150[23]等水稻品种携带有Pi9、Pi25、Pigm、Pi49、Pi51+Pi2-1、Pi47+Pi48等稻瘟病抗性基因。本研究中供试水稻不育系均是采用C 815 S(或者以C 815 S为亲本转育的创5 S)为背景亲本，以上述稻瘟病抗性种质为供体，采用分子标记辅助回交育成的水稻两用核不育系。生产实践结果表明，这些不育系及配制的杂交组合均表现出较强的稻瘟病抗性。稻米食味品质分析结果表明，这些不育系配制的杂交组合间表现出较大的变异(表1)，且已有研究表明不育系对水稻食味值起主导作用[24]，揭示了在这些稻瘟病抗性种质中可能蕴含有稻米品质相关的优质基因，在改良不育系稻瘟病抗性的同时改善其食味品质性状是可能的。

在稻米食味相关的8个性状中，一些关键性状如直链淀粉含量、胶稠度和碱消值不育系一般配合力方差均达到极显著水平，且与恢复系一般配合力方差的值相当(表2)，可见不育系在决定稻米食味品质方面发挥了重要作用。米饭食味综合评分和直链淀粉含量的广义遗传力分别为89.57%和94.25%，狭义遗传力分别为55.54%和66.34%(表5)。考虑到米饭食味综合评分和直链淀粉含量等关键品质性状的狭义遗传力较高，在不育系改良过程中的低中世代即可对稻米食味品质性状进行检测分析，以加快育种进程。

712 S、505 S和614 S直链淀粉含量、米饭硬度等性状一般配合力表现为较大的负效应或微弱的正效应，食味综合评分一般配合力表现出较大的正效应，这些不育系有望培育出硬度较小、直链淀粉较低、食味综合评分高的杂交组合。在对这些不育系外观品质性状的研究中，发现614 S和712 S可配制出整精米率高、长宽比较大、垩白度低的杂交组合[25]。综上表明，614 S和712 S有望配制出外观品质和食味品质性状均优的杂交稻组合，在生产实践中有较大的应用价值。