杂交水稻高效配组的方法研究
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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.
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