北方粳稻區利用航天誘變進行水稻新品種選育研究

毛艇+李旭

摘要：于2005年選用遼寧省審定品種鹽粳188、鹽粳48及鹽粳98進行航天誘變處理，2010年得到表型存在差異的后代穩定品系各30個，共90份，對這90份材料主要產量因素及稻米品質指標進行測定，總結其航變后代變化規律，并選取材料參加區域試驗。結果表明：航變后代穗粒數、結實率、堊白性狀、透明度及崩解值變異幅度較大;鹽粳188誘變后代千粒質量顯著提高，其他材料產量因素均值無顯著變化;在品質方面，堊白米率、堊白度、透明度均值負向發展，而崩解值提高有利于改善稻米適口性。目前已從鹽粳188誘變后代中選擇出1份材料通過省級審定、1份材料報審。航天誘變作為常規育種輔助手段效果較好。

關鍵詞：粳稻;航天誘變;產量因素;稻米品質

中圖分類號： S511.2+20.352 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）04-0077-02

收稿日期：2014-05-19

基金項目：遼寧省科技項目（編號：2009201002）;中央財政農業科技推廣示范項目（編號：GCNT-LN-07）。

作者簡介：毛 艇（1985—），男，遼寧盤錦人，碩士研究生，助理研究員，主要從事水稻常規育種工作。E-mail：chinamaoting1985@163.com。

航天誘變又稱空間誘變，是利用太空特殊的環境條件使種子產生變異，結合人工選擇培育新種質、新品種的方法。前人研究表明，航天誘變具有變異幅度大、誘變頻率高等特點，目前已廣泛應用于水稻、玉米及各種蔬菜的育種工作中[1-7]。目前在我國北方粳稻區，開展水稻航天誘變育種單位較少，航天誘變后代變化規律研究欠缺[8]。本試驗選用3份北方粳稻材料進行航天誘變處理，旨在闡述北方粳稻航天誘變后代主要產量因素及稻米品質指標變化規律，為水稻航天育種材料篩選和品種選育提供參考。

1 材料與方法

試驗于2013年在遼寧省盤錦市進行，土壤是濱海鹽漬型水稻土，土壤情況為（0～15 cm）：全N 1.13 g/kg、速效N 109.65 mg/kg、速效K2O 157.84 mg/kg、速效P2O5 57.51 mg/kg、全鹽2.23 g/kg、有機質25.72 g/kg、土壤pH值7.6。

1.1 試驗材料

供試材料為3份北方粳稻品種鹽粳188、鹽粳48及鹽粳98，經過航天誘變處理，得到表型存在差異的后代穩定品系各30個，共90份。

1.2 試驗設計

隨機區組試驗設計，3次重復，小區面積15 m2，4月18日播種，5月25日移栽，行穴距為30 cm×13.3 cm。施肥量為：N 16～18 kg/667 m2，P2O5 6～7 kg/667 m2，K2O 5～6 kg/667 m2。

1.3 指標測定

1.3.1 產量相關因素測定 成熟期選取長勢中等植株10穴，風干后進行考種，進行千粒質量、穗數、穗粒數及結實率等主要產量因素測定。

1.3.2 主要稻米品質指標測定 稻米品質測定根據農業部頒布的NY 147—1988《食用稻米品質的測定》進行稻米加工品質外觀品質指標測定;營養理化指標采用食味分析儀 QS-400 測定[9]。

1.3.3 RVA譜特征值測定 RVA譜特征值選用Newport Scientific儀器公司生產的RVA（Rapid Visco Analyzer，Model3D）儀進行測定，TCW（Thermal Cycle for Windows）配套軟件分析[10]。黏滯值用“Rapid ViscoUnits”（RVU）作單位。RVA特征值主要用熱漿黏度（hotviscosity）、最高黏度（peak viscosity）、崩解值（breakdown）、冷膠黏度（cool viscosity）等表示。

2 結果與分析

2.1 原品種主要產量因素及稻米品質指標表現

表1、表2顯示了3個原品種主要產量因素及稻米品質指標表現，產量因素方面鹽粳188屬偏大穗品種，鹽粳48千粒質量較大，3品種產量結構存在較大差異;稻米品質綜合來看均為適口性中及以上品種，且3份品種食味值差異顯著，用作試驗研究其代表性較好。

表1 原品種主要產量因素表現

品種名 千粒質量

（g） 穗數

（個/穴） 穗粒數

（粒） 結實率

（%）

鹽粳48 27 13 98.0 92.0

鹽粳98 26 15 119.0 91.5

鹽粳188 25 16 121.3 90.7

2.2 誘變后代主要產量因素表現

表3顯示了3品種誘變后代主要產量因素表現，從變異系數來看，航天誘變主要對穗粒數及結實率影響較大，從平均值來看，鹽粳48及鹽粳98誘變后代各指標平均值與原品種相差不大， 鹽粳188千粒質量平均值顯著提高，達到27 g，其

表2 原品種主要稻米品質指標淀粉及RVA譜值表現

品種名 糙米率

（%） 精米率

（%） 整精米

率（%） 長寬比 堊白米

率（%） 堊白度

（%） 透明度

（級） 直鏈淀

粉（%） 蛋白質

（%） 食味值

（分） 崩解值

（cp） 消減值

（cp） 熱漿黏

度（cp） 冷漿黏

度（cp）

鹽粳48 84.0 77.6 71.0 1.7 14 1.0 1 19.0 7.3 80 1 223 50 1 765 2 058

鹽粳98 83.3 76.0 70.5 1.7 18 2.6 1 17.1 8.2 70 1 032 63 1 854 1 980

鹽粳188 83.1 74.6 67.4 1.7 8 0.6 1 19.0 7.9 75 1 150 59 1 832 2 122

表3 航變后代主要產量因素表現

材料名稱 測定

項目 千粒質量

（g） 穗數

（個/穴） 穗粒數

（粒） 結實率

（%）

鹽粳48誘變后代 最大值 29 15 120 95

最小值 26 8 70 69

平均值 28 12 95 91

變異系數 3.72% 6.61% 15.12% 18.12%

鹽粳98誘變后代 最大值 28 22 130 94

最小值 23 14 90 74

平均值 25 16 115 92.3

變異系數 5.32% 7.25% 16.17% 17.25%

鹽粳188誘變后代 最大值 30 21 158 93

最小值 25 14 108 75

平均值 27 17 125 91

變異系數 7.12% 6.58% 18.43% 17.31%

他指標平均值變化較小，鹽粳188誘變后代千粒質量顯著提高，對產量提高意義重大。

2.3 誘變后代主要稻米品質指標表現

表4列出了各誘變品系主要稻米品質指標表現及RVA譜值表現。從平均值來看，堊白米率、堊白度、透明度及崩解值各品種均變化較大;堊白米率、堊白度、透明度平均值相比原品種負向發展，而崩解值提高有利于改善稻米適口性;其各項指標變異幅度3個品種后代較一致;其他指標平均值變化較小。

2.3 通過航天誘變選育出的新品種（系）

2.3.1 橋科951 該品種由遼寧省鹽堿地利用研究所于2005年對鹽粳188進行航天誘變，后代按系譜法選育而成。全生育期154 d左右，屬中熟品種。苗期葉色較綠、葉片寬厚，株高105 cm， 株型緊湊， 分蘗力較強，主莖15片葉，半緊

表4 航變后代主要稻米品質指標及RVA譜值表現

材料名稱 測定

項目 糙米率

（%） 精米率

（%） 整精米

率（%） 長寬比 堊白米

率（%） 堊白度

（%） 透明度

（級） 直鏈淀

粉（%） 蛋白質

（%） 食味值

（分） 崩解值

（cp） 消減值

（cp） 熱漿黏

度（cp） 冷漿黏

度（cp）

鹽粳48誘變后代 最大值 86 78.1 72.5 1.72 22 10 2 18.5 7.5 85 1 550 52 1 789 2 065

最小值 82 76.5 70 1.69 5 0.6 1 17.8 7.0 70 780 48 1744 2 051

平均值 84.06 77.5 71 1.7 18 5 1.4 18.1 7.3 79.2 1 300 49.8 1 766 2 055

變異系數 1.72% 1.68% 1.52% 0.52% 22.1% 27.2% 6.61% 3.68% 2.62% 6.61% 37.2% 1.41% 1.39% 1.21%

鹽粳98誘變后代 最大值 84.5 78.1 71.8 1.72 28 12 3 18.9 8.5 79 1 320 68 1 898 2 012

最小值 82.1 74.2 69.2 1.68 10 1.8 1 16.5 7.8 62 988 59 1 800 1 954

平均值 83.2 75.9 70.6 1.7 22 5.3 1.8 17 8.1 71 1 220 62 1 859 1 983

變異系數 1.32% 1.43% 1.58% 0.43% 24.1% 28.5% 8.51% 4.52% 3.66% 8.64% 28.2% 1.39% 1.42% 1.31%

鹽粳188誘變后代 最大值 85 75.2 68.2 1.73 18 8 2 19.8 8.2 80 1 360 62 1 856 2 219

最小值 81.2 73.5 66.5 1.68 5 0.3 1 17.5 7.6 69 985 56 1 798 1 879

平均值 83.2 74.5 67.2 1.7 14 3.9 1.6 18.9 7.8 74 1 232 58 1 830 2 119

變異系數 1.28% 1.58% 1.43% 0.38% 23.4% 25.5% 7.53% 2.98% 2.65% 5.85% 32.1% 1.41% 2.21% 1.51%

穗型，穗長15.4 cm，穗粒數130.9粒，著粒密度0.85粒/mm，千粒質量26.5 g。穎殼色黃，無芒。2010—2011年參加遼寧省水稻中熟組區域試驗，9個點次增產，1個點次減產。2年平均產量為9 937.7 kg/hm2，比對照沈稻6號增產12.2%;2011年參加同組生產試驗，平均產量為9 801 kg/hm2，比對照沈稻6號增產9.4%。經農業部稻米品質及制品監督檢驗測試中心（杭州）測定：糙米率82.6%，精米率73.6%，整精米率68.4%，粒長5.2 mm，長寬比1.9，堊白米率34%，堊白度3.9%，透明度1級，堿消值6.7級，膠稠度82 mm，直鏈淀粉17.9%，蛋白質9.2%，米質中等。

2.3.2 鹽1103 該品系由遼寧省鹽堿地利用研究所于2005年對鹽粳188進行航天誘變，后代按系譜法選育而成。鹽1103生育期159 d，株高108 cm，莖稈粗壯，分蘗力強，有效穗數多，葉片寬厚，葉色深綠，劍葉長23 cm，半緊穗型、半直立穗，平均每穗134.8粒，結實率92%，千粒質量26.7 g，谷粒黃色，橢圓形，無芒。2012—2013年參加遼寧省水稻中晚熟組區域試驗，2年平均產量為9 522 kg/hm2，比對照遼粳9號增產7.9%;2013年參加同組生產試驗，平均產量為 10 405.5 kg/hm2，比對照遼粳9號增產18.2%。稻米品質為國標優3等級，已完成所有試驗程序，待報審。

3 結論與討論

通過航天誘變進行水稻新品種選育在我國已進行多年，目前已有多個水稻品種通過審定，但在我國東北稻區未見相關報道。本試驗選用我國北方稻區常規粳稻為試驗試材，對航天誘變后代產量相關因素及稻米品質指標進行調查，結果表明，航天誘變可以創造豐富變異。由本試驗來看，產量相關因素中鹽粳188誘變后代千粒質量顯著提高，對產量提高意義重大，品質方面，堊白性狀及透明度性狀與原品種相比負向變化，而崩解值提高則有利于改善稻米適口性。

本試驗共選用3個品種進行航天誘變處理，變異幅度來看，航天誘變對3個品種穗粒數、結實率、堊白性狀、透明度及

崩解值影響較大，其他性狀變異幅度較小;正向突變表現在鹽粳188誘變后代千粒質量顯著提高，各品種崩解值提高有利于改善稻米適口性;堊白性狀及透明度則負向發展。后期將繼續選取不同類型多個水稻品種，對航天誘變變化規律進行系統研究。變異的產生是育種工作的基礎，航天誘變處理可以產生豐富變異，且有正向變異產生，航天誘變作為常規育種輔助手段效果較好。

參考文獻：

[1]龐伯良，彭選明，朱校奇，等. 航天誘變與輻射誘變相結合選育水稻新品種[J]. 核農學報，2004，18（4）：284-285.

[2]趙一洲，李正茂，劉福才，等. 粳稻鹽粳188航天誘變SP2代的性狀變異與選擇[J]. 江蘇農業科學，2013，41（6）：58-61.

[3]Maluszynski M K，NichterleinL. Officially released mutant varieties[J]. The FAOPIAEA Database Mutation Breeding Review，2000，12：1-12.

[4]陳子元. 從輻射育種的發展來展望航天育種的前景[J]. 核農學報，2002，16（5）：261-263.

[5]劉永柱，許立超，郭 濤，等. 2個三系雜交稻保持系航天誘變效應的研究[J]. 華南農業大學學報，2013，34（3）：292-299.

[6]王曉玲，余傳元，雷建國，等. 航天誘變改良水稻不育系研究新進展[C]//2011年航天工程育種論壇論文集. 北京：中國空間技術研究院，2011：82-86.

[7]李源祥，李金國，楊新喜，等. 贛早秈47號親本空間誘變的性狀變異研究[J]. 航天醫學與醫學工程，2002，15（2）：127-131.

[8]布哈麗且木，魏玉波，王奉斌，等. 粳稻材料空間誘變的研究[J]. 新疆農業科學，2010，47（2）：316-319.

[9]張巧鳳，吉健安，張亞東，等. 粳稻食味儀測定值與食味品嘗綜合值的相關性分析[J]. 江蘇農業學報，2007，23（3）：161-165.

[10]American Association of Cereal Chemistry（AACC）. Methods 61-02 for RVA[R]. 9th ed. St. Paul，MN：AACC，1995.