CN108651269B - 一种杂交粳稻组合产量稳定性预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种杂交粳稻组合产量稳定性预测方法。该方法利用选育的粳稻恢复系与BT型粳稻不育系按不完全双列杂交遗传交配设计配制杂交组合，对配制的杂交组合进行田间种植和性状考察，成熟后进行小区测产；通过配合力分析，计算杂交组合的特殊配合力，利用特殊配合力相对效应对杂交粳稻组合的产量稳定性进行预测；结合产量、品质和农艺性状的综合表现筛选出高产、优质、稳产、综合农艺性状优良的杂交粳稻组合。该方法可以提高稳产性优异杂交粳稻组合的选育效率，缩短育种年限，加快了高产、优质、稳产性杂交粳稻新组合的推广进程。
Description
技术领域
本发明涉及作物育种技术领域，具体涉及一种杂交粳稻组合产量稳定性预测方法。
背景技术
水稻是我国主要的粮食作物，在保障国家粮食安全方面发挥了重要作用。杂交水稻的推广与应用为我国乃至世界粮食生产做出了巨大贡献。目前我国杂交水稻的种植面积占到了稻作总面积的53%，但是杂交粳稻种植面积只能占到粳稻种植面积的3%～5%。虽然杂交粳稻与杂交籼稻几乎同时实现三系配套，但是与杂交籼稻相比，杂交粳稻发展缓慢。杂种优势是生物界普遍存在的现象，杂交粳稻同杂交籼稻一样具有杂种优势，而且杂交粳稻米质优、口感好，日益受到消费者的欢迎。近年来随着城市化的不断推进，我国耕地面积在不断减少，杂交粳稻作为我国粮食生产的新增长点，尚具有极大的发展空间和应用潜力。
单个品种应用范围狭窄是影响杂交粳稻推广的重要因素之一，选育和应用稳产性好的杂交粳稻新组合是提高组合适应范围和推广价值的重要途径。一个优良的杂交粳稻组合，不仅要具有较好的丰产性，还要产量稳定性好。在丰产性好的前提下, 稳产性好的组合适应性广,可推广范围大；而稳产性不理想的组合只能在其适应的自然和生产条件下推广应用。杂交粳稻组合的产量稳定性一般通过多点鉴定试验来实现，通过多点鉴定试验来确定组合的平均表现及环境变化时该组合的产量稳定性，从而对该杂交粳稻组合的生态适应性做出评价。此过程费时费力，寻求杂交粳稻组合不同地点产量稳定性的预测方法，可以提高稳产性杂交粳稻组合的筛选效率，加速高产稳产优异杂交粳稻新组合的推广进程。然而，目前对杂交粳稻组合产量稳定性的预测方法尚未见报道。
发明内容
本发明针对杂交粳稻组合产量稳定性预测方法研究的空缺，开发了一种杂交粳稻组合产量稳定性预测方法。通过应用本发明，在进行杂交粳稻组合产量鉴定的同时，即可完成产量稳定性的评价，可以减少多点鉴定的工作，省时省力，显著提高育种效率，缩短育种年限，加快了高产、优质、稳产性杂交粳稻新组合的推广进程。此外，通过应用本发明创制的杂交粳稻组合，不仅产量稳定性好，而且产量高、品质优、综合农艺性状优良，具有大面积推广应用的潜力。
为了实现本发明的目的，本发明采取以下技术方案：
一种杂交粳稻组合产量稳定性预测方法，包括如下步骤：
a）用选育的粳稻恢复系与BT型粳稻不育系按NCⅡ遗传交配设计配制杂交组合，获得杂交组合F1种子；
b）对配制的杂交组合F1种子进行田间种植，调查抽穗期和抗性表现，成熟后取样考察株高、穗长、单株穗数、千粒重、每穗总粒数，以及结实率，并进行小区测产，根据产量表现筛选高产杂交粳稻组合；对筛选到的高产杂交粳稻组合进行品质检测，选育出高产、优质杂交粳稻组合；
c）根据步骤b所种植杂交组合F1的小区产量表现，进行配合力分析，计算杂交组合的特殊配合力效应；
d）根据杂交组合的特殊配合力效应计算特殊配合力相对效应；并利用杂交组合的特殊配合力相对效应进行产量稳定性预测，特殊配合力相对效应值越小，则组合产量稳定性越好；
e) 对步骤b入选的高产、优质杂交粳稻组合进行产量稳定性评价，筛选高产、优质、稳产杂交粳稻组合，并对入选组合进行农艺性状的综合评价，所述农艺性状包括抽穗期、株高、穗长、单株穗数、千粒重、每穗总粒数、结实率和抗性，最终筛选出高产、优质、稳产、综合农艺性状优良的杂交粳稻新组合，推荐参加品种区域试验。
优选地，步骤a）配制的杂交组合中包含一个已鉴定的稳产性杂交组合A，作为杂交粳稻组合产量稳定性评价的对照品种。
更优选地，步骤a）已鉴定的稳产性杂交组合A为申01A与申繁24的杂交品种，即申01A/申繁24，表现高产、优质、稳产，2015年通过了上海市品种审定，命名为申优24。
优选地，步骤a）所选用的不育系具有以下特征：植株农艺性状稳定、整齐、一致性好，不育性稳定，异交结实率高。
优选地，步骤b）中产量和品质的鉴定以当地大面积推广的高产优质杂交粳稻组合B为对照，小区产量大于对照品种B的为高产组合，品质得分不小于对照品种B的为优质组合。
更优选地，步骤b）对照品种B为高产优质杂交粳稻组合花优14。
优选地，步骤b）所述品质检测包括大米外观品质：垩白面积、垩白粒率、透明度、碎米率和黄米率，以及大米食用品质：适口性、香味、色泽、滋味和冷饭质地。
优选地，步骤d）特殊配合力相对效应的计算方法为：杂交组合小区产量性状特殊配合力效应值占所有组合小区产量总平均数的百分数。
优选地，步骤d）产量稳定性较优的组合为特殊配合力相对效应小于申优24的组合。
优选地，步骤e）综合农艺性状优良包括抽穗期适宜、株型紧凑、植株繁茂性好、穗大粒多、结实率高、抗倒伏、抗稻瘟病、抗条纹叶枯病，其中，抗稻瘟病调查按照国家标准GB/T 15790-2009《稻瘟病测报调查规范》执行，抗条纹叶枯病调查按照国家标准NY/T 2385-2013《水稻条纹叶枯病防治技术规程》执行。其余方面参照本领域常规选育标准。
本发明具有以下特点：
本发明利用选育的粳稻恢复系与BT型粳稻不育系按不完全双列杂交(Incompletediallel cross，NCⅡ)遗传交配设计配制杂交组合，对配制的杂交组合进行田间种植和性状考察，成熟后进行小区测产。通过配合力分析，计算杂交粳稻组合产量性状的特殊配合力效应，进而计算出特殊配合力相对效应，利用特殊配合力相对效应对杂交粳稻组合的产量稳定性进行预测，特殊配合力相对效应值越小，组合产量稳定性越好。结合产量、品质和农艺性状的综合表现筛选出高产、优质、稳产、综合农艺性状优良的杂交粳稻组合。利用该方法选育的杂交粳稻组合不仅产量稳定性好，而且产量高、品质优、综合农艺性状优良。此外，利用该方法可以提高稳产性优异杂交粳稻新组合的选育效率，缩短育种年限，加快了高产、优质、稳产性杂交粳稻新组合的推广进程。
附图说明
图1是本发明杂交粳稻组合产量稳定性预测方法的技术线路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
一种杂交粳稻新组合产量稳定性的预测方法及应用：
2014年冬在海南三亚利用6个新选育的粳稻恢复系与4个BT型粳稻不育系按NCⅡ遗传交配设计配制24个杂交组合。6个恢复系为：申繁24、申恢26、申恢415、C67、申繁17和申繁31。4个不育系为：申武1A 、申01A 、申9A和紫祥A。
2015年将2014年冬季海南配制的24个杂交组合种植在上海市农业科学院庄行综合试验站，5月20日播种，6月17日移栽，每小区种植14行，每行17株，株行距13.3 cm×20.0cm，小区面积5.45 m2，随机区组3次重复。四周设有保护行，保护行统一用常规粳稻宁5047，常规栽培管理。调查植株抽穗期和抗性表现，成熟后在小区中随机抽取5个典型植株，风干考查株高、穗长、单株穗数、千粒重、每穗总粒数和结实率，小区其余植株混收测产。测产时，首先称量小区稻谷湿重，取2.5Kg稻谷样品晒干，去杂，然后称样品干重，用谷物水分仪测定含水率，重复3次取平均值，计算标准水分下（14.5%）小区稻谷干重，计算公式：小区稻谷干重=小区稻谷湿重/2.5*样品干重*（1-样品含水率）/0.855。以花优14小区产量作为对照，筛选出了申武1A/申繁24、申01A/申繁24、申9A/申恢26、申9A/申恢415等21个高产杂交粳稻新组合（见表1）。
对15个表现高产的杂交粳稻新组合进行米质鉴定，每个组合取1000g稻谷样品用精米机碾米，针对垩白面积、垩白粒率、透明度、碎米率和黄米率等大米外观品质指标，以及适口性、香味、色泽、滋味和冷饭质地等大米食用品质指标，采用百分制形式进行大米品质的人工综合评定，其中，食用品质在整个品质评分中占70%，外观品质占30%。以花优14为对照，花优14米质得分计为90分，取5个人评分的平均值作为各组合大米的品质得分，综合得分达到90分的为品质优秀，87～90分为品质较好，低于87分为品质一般或较差。经过鉴定，21个高产杂交粳稻组合中品质优秀的有申9A/申恢415、申9A/申恢26、紫祥A/申恢26（见表1）。
表1 高产杂交粳稻新组合的产量和品质表现
根据配制的24个杂交粳稻新组合的小区产量表现，利用常规方法进行配合力分析，计算杂交组合的特殊配合力效应；根据特殊配合力效应计算杂交组合的特殊配合力相对效应，列于表2。利用特殊配合力相对效应进行杂交粳稻新组合的产量稳定性预测，杂交组合的特殊配合力相对效应值越小，则产量稳定性越好。特殊配合力相对效应小于对照申优24的为稳产性较优的杂交粳稻新组合。对高产优质杂交粳稻新组合申9A/申恢415、申9A/申恢26和紫祥A/申恢26的产量稳定性进行评价，发现申9A/申恢415、申9A/申恢26和紫祥A/申恢26的特殊配合力相对效应值均小于对照，产量稳定性较好。
对高产、优质、稳产杂交粳稻新组合申9A/申恢415、申9A/申恢26和紫祥A/申恢26的农艺性状进行综合评价，发现三者表现熟期早，穗数多、植株繁茂性好、穗大粒多、结实率高、抗倒性强，抗稻瘟病和条纹叶枯病，综合农艺性状表现优良。经过农业部稻米及制品质量监督检验测试中心检测，三者米质均达到了国标2级优质米标准。申9A/申恢415、申9A/申恢26和紫祥A/申恢26已提交参加上海市品种区域试验，三者表现优质、高产、产量稳定性好、综合农艺性状优良，在长三角地区具有重要的推广应用潜力。
表2 杂交粳稻新组合小区产量性状特殊配合力相对效应(%)
实施例2
为了验证该方法的准确性，2015年在进行杂交粳稻新组合产量稳定性预测试验的同时，选取7个杂交组合送往8个试验点进行了多点鉴定（表3）。7个杂交组合分别为：申武1A/申繁24、申9A/申恢26、申9A/申恢415、申9A/申繁31、申武1A/申繁17、申9A/申繁17、紫祥A/申繁17。8个试验点分别为：上海潘店、上海跃进、上海上实、上海庄行、上海祝桥、浙江衢州、江苏南京和安徽合肥。以高产、优质杂交粳稻组合花优14为对照。以杂交粳稻新组合在多点鉴定中的产量变异系数来衡量组合的产量稳定性。变异系数越小，说明该组合在不同环境条件下的变异较小，产量稳定性越高。对杂交粳稻新组合的特殊配合力相对效应与产量变异系数进行相关性分析发现，杂交粳稻组合特殊配合力相对效应与产量变异系数呈显著正相关，相关系数为0.780，说明杂交粳稻组合特殊配合力相对效应与产量稳定性呈显著负相关，可以用特殊配合力相对效应预测杂交粳稻新组合的产量稳定性。
表3杂交粳稻新组合多点鉴定产量及产量稳定性表现（吨/公顷）
最后应当说明的是，以上实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或者改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种杂交粳稻组合产量稳定性预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
a）用选育的粳稻恢复系与BT型粳稻不育系按不完全双列杂交（NCⅡ）遗传交配设计配制杂交组合，获得杂交组合F1种子；
b）对配制的杂交组合F1种子进行田间种植，调查抽穗期和抗性表现，成熟后取样考察株高、穗长、单株穗数、千粒重、每穗总粒数，以及结实率，并进行小区测产，根据产量表现筛选高产杂交粳稻组合；对筛选得到的高产杂交粳稻组合进行品质检测，选育出高产、优质杂交粳稻组合；
c）根据步骤b所种植杂交组合F1的小区产量表现，进行配合力分析，计算杂交组合的特殊配合力效应；
d）根据杂交组合的特殊配合力效应计算特殊配合力相对效应；并利用杂交组合的特殊配合力相对效应进行产量稳定性预测，特殊配合力相对效应值越小，则组合产量稳定性越好；
e) 对步骤b入选的高产、优质杂交粳稻组合进行产量稳定性评价，筛选高产、优质、稳产杂交粳稻组合，并对入选组合进行农艺性状的综合评价，所述农艺性状包括抽穗期、株高、穗长、单株穗数、千粒重、每穗总粒数、结实率和抗性，最终筛选出高产、优质、稳产、综合农艺性状优良的杂交粳稻组合，推荐参加品种区域试验。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a）配制的杂交组合中包含一个已鉴定的稳产性杂交组合A，作为杂交粳稻组合产量稳定性评价的对照品种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a）已鉴定的稳产性杂交组合A为申优24，即申01A与申繁24的杂交品种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a）所选用的不育系具有以下特征：植株农艺性状稳定、整齐、一致性好，不育性稳定，异交结实率高。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b）中产量和品质的鉴定以当地大面积推广的高产优质杂交粳稻组合B为对照，小区产量大于对照品种B的为高产组合，品质得分不小于对照品种B的为优质组合。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b）对照品种B为高产优质杂交粳稻组合花优14。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b）所述品质检测包括大米外观品质：垩白面积、垩白粒率、透明度、碎米率和黄米率，以及大米食用品质：适口性、香味、色泽、滋味和冷饭质地。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d）特殊配合力相对效应的计算方法为：杂交组合小区产量性状特殊配合力效应值占所有组合小区产量总平均数的百分数。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d）产量稳定性较优的组合为特殊配合力相对效应小于申优24的组合。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤e）综合农艺性状优良包括抽穗期适宜、株型紧凑、植株繁茂性好、穗大粒多、结实率高、抗倒伏、抗稻瘟病、抗条纹叶枯病；其中，抗稻瘟病评价按照国家标准GB/T 15790-2009《稻瘟病测报调查规范》执行，抗条纹叶枯病评价按照国家标准NY/T 2385-2013《水稻条纹叶枯病防治技术规程》执行；其余方面参照本领域常规选育标准。
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| 杂交水稻数量性状配合力、遗传力及其地点变异性分析;彭俊华;《西南农业学报》;19931231;第06卷(第02期);第12-20页,尤其是摘要，第2.5和3.3节 * |
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