全 文 ：文章编号 :100028551 (2007) 042323205
采用空间诱变技术选育特早熟晚粳新品种航天 36
王俊敏1 　骆荣挺1 　鲍根良1 　张铭铣1 　徐建龙2 　吴　伟3
(11 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所 , 浙江 杭州　310021 ;
21 中国农业科学院作物科学研究所 , 北京　100081 ;
31 浙江省种子总站 ,浙江 杭州　310020)
摘 　要 :利用返回式卫星搭载晚粳品种丙 1067 进行空间诱变处理 ,诱变后代结合抗性鉴定和糙米外观品
质鉴定 ,育成优质特早熟晚粳新品种航天 36。航天 36 在熟期、米质和抗病性上比原始对照品种丙 1067
有明显改良 ,耐迟播性强 ,从正常的单季播期可以一直持续到 7 月底 ,是理想的救灾备灾品种。2006 年
该品种通过浙江省品种审定委员会审定 ,适用于浙江省及长江中下游稻区。航天 36 的选育成功表明空
间诱变为同步改良晚粳稻多个性状提供了新的有效途径。
关键词 :水稻 ;航天育种 ;特早熟 ;航天 36
BREEDING OF HANGTIAN 362AN EARLY2MATURING VARIETY OF
J APONICA RICE BY SPACE MUTATION TECHNIQUE
WANGJun2min1 　LUO Rong2ting1 　BAO Gen2liang1 　ZHANG Ming2xian1 　XU Jian2long2 　WU Wei3
(11 Insitute of Crop and Nuclear Technology Utilization , Zhejiang Academy of Agricultural Sciences , Hangzhou , Zhejiang , 310021 ;
21 Institute of Crop Science , Chinese Academy of Agricultural Sciences , Beijing , 100081 ;
31 Zhejiang Station of Seed Administration , Hangzhou , Zhejiang , 310020)
Abstract : Hangtian 36 ; an early2maturing late Japonica rice variety with high grain quality and disease resistance was
developed from the mutagenesis progeny of Bing 1067 carried by the recoverable satellite. Hangtian 36 has advantages over the
original variety Bing 1067 in mature duration , grain quality and blast resistance. It has strong tolerant ability to late sow ,
varying from sowing date of single cropping to the end of July. So it is an ideal variety suitable for the use of emergency
situation , such as in the natural disaster year resulting from typhoon. This variety was officially registered by Zhejiang
Committee on Variety Registration in 2006 , and is adaptable in the region of Zhejiang province and the Yangtze River delta.
The successful breeding of Hangtian 36 showed that space mutation is an effective method of simultaneous improvement for
multiple traits of rice.
Key words : Japonica rice ; space mutation breeding ; early maturing ; Hangtian 36
收稿日期 :2007203209
基金项目 :浙江省水稻攻关“0406”项目和国家航天育种工程项目“水稻航天育种技术创新及新品种选育”
作者简介 :王俊敏 (19702) ,男 ,浙江温州人 ,助理研究员 ,从事水稻诱变育种工作。
通讯作者 :徐建龙 (19642) ,男 ,浙江建德人 ,研究员 ,博士生导师 ,专业方向为水稻分子育种。E2mail : xujl @caas. net . cn　　空间诱变育种又称为航天育种或太空育种 ,是指利用返回式卫星将农作物种子带到太空 ,利用太空的特殊环境 (高能宇宙射线、微重力、高真空、弱地磁等因素)使农作物种子产生遗传性变异 ,经返地种植观察和筛选 ,创制突变新种质和培育作物新品种的育种新技术[1～3 ] 。我国开展自主航天育种研究已有近 20 年的历史 ,科技工作者对 9 次返回式卫星和神舟飞船搭载 的农作物种子 ,经多年地面种植筛选 ,先后育成 60 多个优异新种质、新品系并进入省级以上品种区域试验 ,有 20 个新品种或新组合通过国家或省级审定[4～12 ] ,并从中获得了一些有可能对产量、品质和抗病性改良有突破性影响的突变体[13～20] 。近年来 ,中国农业科学院空间技术育种中心等单位通过多学科合作 ,开始着手空间环境诱变单因素如弱地磁[21] 、高能粒子辐射[22 ,23]和微重
323　核 农 学 报　2007 ,21 (4) :323～327Journal of Nuclear Agricultural Sciences
力[24]等生物学效应的模拟研究 ,并取得了进展 ,为将来
在地面开展空间诱变处理迈出了可喜的一步。
浙江省农业科学院是国内较早开展水稻航天育种
研究的单位之一 ,1992 年利用水稻 ZR9 干种子搭载高
空气球 ,经后代选育 ,培育出国内第一个水稻空间诱变
新品种 ———航育 1 号[4 ] 。之后 ,又进行了多次搭载选
育 ,同步开展了水稻空间诱变效应及新品种的选育研
究 ,取得了较好的进展[18 ,25～27 ] 。本研究以浙江省优质
晚粳品种丙 1067 为材料 ,经返回式卫星搭载空间诱变
处理 ,对突变体进行多代系谱选育 ,结合人工接种抗性
鉴定 ,育成特早熟、优质、抗病晚粳新品种 ———航天
36。现将航天 36 的选育过程、主要农艺性状及产量、
米质和抗性表现报道如下。
1 　材料与方法
111 　搭载材料及诱变处理
诱变材料为晚粳品种丙 1067。精选来源于同一
单株经套袋自交的干种子 (含水量控制在 13 %左右) ,
分为 2 份 ,1 份进行返回式卫星搭载 ,另 1 份留地作对
照。返回卫星于 1996 年 10 月 20 日发射升空 ,11 月 4
日回收 ,在轨飞行 15d ,卫星轨道倾角 63°,远地点
354km ,近地点 175km ,微重力 5 ×10 - 5 g ,高能粒子密度
136 个Πcm2 ,飞行期间舱内温度为 25 ℃左右。
112 　诱变后代的田间种植与突变体筛选
SP1 代处理和留地面对照种子于 1996 年冬季在海
南播种于水槽 ,成活秧苗全部单本移栽大田 ,对照种
300 株 ,搭载处理种 800 株。成熟后从处理群体中逐株
混收数粒主穗种子 ,于 1997 年秋季在杭州单本种植
2550 株 SP2 代群体 ,对照种植 400 株。按 IRRI 制定的
性状调查方法[28 ] ,观察性状分离和筛选突变体。对
SP2 代出现性状明显不同于对照的突变体收获自交种
子 ,以后各世代按照育种程序进行系谱法选育 ,直至育
成遗传稳定的新品系。
113 　育成新品种的农艺性状鉴定
11311 　形态性状鉴定 　以原始对照品种丙 1067 为对
照 ,同时参照浙江省审定的特早熟对照品种秀水 390
的表现 ,鉴定育成新品系的形态性状及产量表现。上
述材料于 2001 年秋在杭州正季分别进行单、双季品比
试验 ,3 次重复 ,随机区组设计 ,小区面积 10m2 。单季
试验 5 月 20 日播种 ,6 月 21 日移栽 ,连晚试验 6 月 25
日播种 ,7 月 25 日移栽。田间调查抽穗期和株高等性
状 ,成熟时随机取样 10 株考种穗部性状。
11312 　品种抗性鉴定 　在稻苗三叶一心期 ,采用供试
稻瘟病菌菌株的孢子悬浮液在隔离接种箱内进行混合
菌株喷雾接种 ,接种后 7～8d 按 IRRI 制定的标准考查
病情[28 ] 。穗茎瘟采用混合菌株离体接种的方法 ,于抽
穗后 2～5d 取穗茎节进行培养接种 ,接种后 10～12d
考查病情。同时 ,在浙江省抗病基地进行自然诱发鉴
定稻瘟病抗性。采用浙江省白叶枯病优势致病型 W
型菌中致病性较强的菌株 ,培养 72h 后于分蘖末期剪
叶接种 ,接种 20d 按 IRRI标准考查病情[28 ] 。
11313 　稻米品质测定 　2004 年在承担区域试验的 2
个试点田块 ,以单季 (5 月 20 日播种)和特早熟 (7 月 10
日播种)单独种植育成新品系 ,分别以丙 1067 和秀水
390 为对照 ,成熟后取样进行米质测定 ,每品种一个小
区 ,小区面积 5m2 。米质测定田块栽培管理要求 :中等
偏下肥力 ,防治病虫害 ,去杂保纯 ,适时收获 ,确保样品
黄熟饱满 ,无病虫害 ,无穗发芽 ,无霉变 ,样品收获后适
温晾晒。每个材料 015kg ,各 2 份 ,保存 2 个月后由农
业部稻米及制品质量监督检验测试中心统一测定。
2 　结果与分析
211 　航天 36 的选育
卫星搭载的 SP1 植株 ,在抽穗期和株高性状上稍
有不整齐 ,但无明显的分离现象 ,未出现不育株。而对
照生长整齐 ,抽穗一致 ,无分离现象。SP2 单株在许多
性状上均有了较大的分离 ,出现高秆、矮秆、早熟和迟
熟等突变体。SP2平均株高显著低于对照 ,变异系数为
1016 % ,为对照丙 1067 的 313 倍 ,株高出现从半矮秆到
高秆的类型 ,其中 90cm 以下的半矮秆株占 319 %。SP2
的平均生育期 (播种至抽穗天数) 与对照相仿 ,但生育
期变幅为 65～105d ,出现了生育期比对照缩短 10 多天
的早熟突变株。除株高和抽穗期的变异外 ,SP2 群体
在株型、叶色和粒型方面也出现明显的分离。
从 SP2 群体中筛选早熟的半矮秆突变体 15 株 ,收
获自交种子于 1997 冬在海南种成 F3 株系 ,结合苗期
接种稻瘟病菌进行抗性鉴定和收获后糙米外观米质鉴
定 ,按系谱法从优系中选优株。1998 年冬季在海南重
定型了 5 个丰产性较好的半矮秆株系 R5009、R5011、
R5021、R5036 和 R5055。1999 和 2000 年连续两年参加
院品比鉴定试验 ,其中 R5036 株系表现早熟高产。随
后 R5036 参加各地试种和浙江省区试、生产和示范试
验 ,均表现出早熟 ,并具有一定的增产潜力 ,2006 年通
过浙江省品种审定委员会审定 ,命名为航天 36。
212 　航天 36 的农艺性状表现
423 核　农　学　报 21 卷
21211 　形态特征 　该品种茎秆粗细适中 ,茎节半包 ,
茎壁厚 ,有弹性 ,抗倒性强 ;叶片小而挺 ,叶角适中 ;株
型紧凑 ,主茎穗与分蘖穗大小一致 ,穗层整齐度好 ;耐
寒性强 ,后期青秆黄熟。用作单季稻种植 ,株高 90cm
左右 ,比对照丙 1067 矮 14cm ; 作特早熟种植 ,株高
87cm 左右 (表 1) 。
航天 36 的最大特点是生育期较短 ,作单季种植 ,
比对照丙 1067 早抽穗 10d ;作特早熟晚粳种植 ,7 月 10
日播种 ,7 月 30 日移栽 ,从播种至抽穗历时 71d ,与特
早熟对照品种秀水 390 相仿 (表 1) 。作连晚种植 ,6 月
20 日播种 ,10 月 25 日成熟 ,全生育期 127d ,比连晚对
照品种秀水 63 早 10d。
航天 36 穗型较大 ,分蘖较多 ,作单季栽培 ,有效穗
数和每穗粒数显著多于对照丙 1067 ,着粒更密 ,但千
粒重降低 ;作特早熟栽培 ,单株有效穗为 2211 ,结实率
为 8617 % ,与对照秀水 390 相仿 ;每穗总粒数 9519 粒 ,
比对照秀水 390 多 514 粒 (表 1) 。该品种谷色黄亮 ,无
芒 ,谷粒呈卵型 ,叶片转色和籽粒熟色俱佳。
表 1 　特早熟晚粳航天 36 的特征特性
Table 1 　Characteristics of the early2maturing late japonica Hangtian 36
品种　　
variety 　　
播期
sowing
date
(monthΠday) 播种至抽穗天数days from sowingto heading (d) 株高plant height(cm) 单株有效穗数productive paniclenumber per plant 每穗总粒数spikelet numberper panicle 结实率fertility( %) 千粒重10002grainweight (g)
航天 36
Hangtian 36 5Π20 79 90 2715 10613 9216 2515
丙 1067
Bing 1067 (CK) 5Π20 89 104 2215 9811 9111 2811
航天 36
Hangtian 36 7Π10 7016 87 2211 9519 8617 2514
秀水 390
Xiushui 390 (CK) 7Π10 69 7812 2414 9015 8711 2511
21212 　产量表现 　2003 和 2004 年航天 36 参加浙江
省特早熟组区域性试验 ,7 月 10 日左右播种 ,产量分
别为 640315kgΠhm2 和 7092kgΠhm2 , 两 年 平 均 为
674815kgΠhm2 ,与对照品种秀水 390 持平。
2000 年在本院作连作稻栽种 ,6 月 20 日播种 ,产
量 762918kgΠhm2 。2001 - 2002 年在浙江省余杭、长兴
等县市作单季稻种植 ,产量在 9000kgΠhm2 左右 ,与大
面积种植的单季晚粳对照品种秀水 63 相仿。
21213 　稻米品质 　航天 36 籽粒饱满 ,出糙率高。经 农业部稻米及制品质量监督检验测试中心米质检验 ,作单季种植 ,其米质优于原始对照品种丙 1067 ,特别是在垩白粒率、垩白度和胶稠度等指标上 ,比野生型有较大的提高 (表 2) 。作特早熟种植 ,航天 36 的外观及加工品质比生产对照品种秀水 390 略差 ,但理化指标两者相仿。无论作单季还是特早熟栽培 ,航天 36 的糙米率、整精米率、胶稠度、直链淀粉含量等指标均符合农业部优质食用稻米一级标准 ,其米饭软 ,弹性好 ,适口性佳。
表 2 　特早熟晚粳航天 36 稻米品质分析
Table 2 　Analysis of grain quality of the early - maturing late japonica Hangtian 36
品种　　　
variety 　　　
播期
sowing
date
(monthΠday) 糙米率percentageof brown rice( %) 整精米率percentageof head rice( %) 粒长grainlength(mm) 长宽比ratio oflength towidth 垩白粒率percentage ofchalky grains( %) 垩白度degree ofchalkiness( %) 透明度(级)degree oftranslucency 胶稠度gelconsistency(mm) 直链淀粉含量amylosecontent ( %)
航天 36
Hangtian 36 5Π20 8312 7112 5 118 1113 212 1 88 1612
丙 1067
Bing 1067 (CK) 5Π20 8116 6813 418 117 3218 519 2 68 1715
航天 36
Hangtian 36 7Π10 8211 68 5 118 38 515 2 86 1718
秀水 390
Xiushui 390 (CK) 7Π10 8314 7014 418 117 3115 217 115 67 1613
523　4 期 采用空间诱变技术选育特早熟晚粳新品种航天 36
21214 　稻瘟病和白叶枯病抗性 　经稻瘟病人工接种
和病区鉴定 ,航天 36 叶瘟 0 级 ,穗瘟 1 级 ,稻瘟病抗性
属抗级 ,显著优于原品种对照丙 1067 和生产对照种秀
水 390。白叶枯病抗性 416 级 ,与对照品种相仿 ,属中
抗水平 (表 3) 。
表 3 　特早熟晚粳航天 36 的稻瘟病和白叶枯病抗性表现
Table 3 　Resistance to blast and bacterial blight of the early2maturing late japonica Hangtian 36
品种
variety
稻病瘟 Blast
叶瘟
leaf blast
穗瘟
panicle blast
平均病级
average
score
最高病级
maximum
score
平均病级
average
score
损失率 ( %)
percentage
of damage
抗性评价
evaluation of
resistance
白叶枯病
bacterial blight
平均病级
average
score
最高病级
maximum
score
抗性评价
evaluation of
resistance
航天 36
Hangtian 36 0 0 1 216 R 416 7 MR
秀水 390
Xiushui 390 (CK1) 119 5 3 718 MR 5 5 MR
丙 1067
Bing 1067 (CK2) 5 7 7 2315 MS 5 5 MR
注 :R - 抗 ;MR - 中抗 ;MS - 中易感。Note : R2resistance ; MR2moderate resistance ; MS2moderate susceptible.
213 　航天 36 的耐迟播特性
为了解航天 36 品种的耐迟播特性 ,2003 年在杭州
本院农场设立了正常单季、正常连晚及自 7 月 10 日开
始每隔 5d 播 1 次的递度播期试验。从表 4 可见 ,在正
表 4 　航天 36 不同播期的生育期及产量表现
Table 4 　Performance of growth duration and grain yield of Hangtian 36 under different sowing dates
品种
variety
播期
sowing date
(monthΠday) 抽穗期heading date(monthΠday) 全生育期growth duration(d) 株高plant height(cm) 每穗粒数spikelet numberper panicle 结实率fertility( %) 实际产量actual grainyield (tΠh)
航天 36
Hangtian 36
5Π25 8Π27 151 10612 13212 8917 8185
秀水 390(CK)
Xiushui 390 5Π25 8Π29 153 9513 12513 8913 8198
航天 36
Hangtian 36 6Π22 9Π4 128 9613 10916 9214 7172
秀水 390(CK)
Xiushui 390
6Π22 9Π7 131 8815 10116 9015 7188
航天 36
Hangtian 36
7Π10 9Π14 114 87 9519 8715 7109
秀水 390(CK)
Xiushui 390 7Π10 9Π19 119 7812 9015 8711 7113
航天 36
Hangtian 36 7Π15 9Π17 112 8312 8916 8614 6183
秀水 390(CK)
Xiushui 390 7Π15 9Π23 118 7413 8114 8514 5164
航天 36
Hangtian 36
7Π20 9Π21 110 8012 8417 8516 6138
秀水 390(CK)
Xiushui 390 7Π20 9Π28 117 7016 7718 8016 3195
航天 36
Hangtian 36 7Π25 9Π25 109 7615 8118 8211 5123
秀水 390(CK)
Xiushui 390 7Π25 10Π2 116 6715 7216 7514 2183
航天 36
Hangtian 36 7Π30 9Π30 108 7312 7911 8115 4117
秀水 390(CK)
Xiushui 390 7Π30 10Π5 113 6613 6914 7018 2119
623 核　农　学　报 21 卷
常单季和连晚及 7 月 10 日播种的条件下 ,航天 36 的
全生育期、结实粒和实际产量与对照秀水 390 相仿 ,但
从 7 月 15 日至 7 月 30 日的 4 个播期 ,航天 36 全生育
期明显短于秀水 390 ,每穗粒数和结实率明显高于秀
水 390 ,而且随着播期的推迟 ,两者的差距变得越来越
大 , 4 个播期航天 36 的实际产量分别比秀水 390 增产
2111 %、6115 %、8418 %和 9014 %。由此可见 ,航天 36
的耐迟播特性明显强于秀水 390 ,具有较强的感温性
和一定的感光性 ,属早种早成熟并具有较强耐迟播特
性的特早熟晚粳类型。
4 　讨论
空间环境可以诱变农作物种子的后代发生广幅的
遗传变异 ,如熟期[17 ] 、品质[20 ] 、抗性[18 ,19 ] 、粒型[14 ] 、高蛋
白[8 ] 、育性[13 ]等性状的变异 ,为各种育种目标提供了
丰富的材料基础。本研究首次在晚粳品种的诱变后
代 ,筛选到温光特性发生突变的特早熟晚粳类型 ,而且
稻瘟病抗性大幅度增强 ,加工和外观品质明显提高 ,表
明空间环境能有效地诱发多性状突变 ,从而增加了诱
变后代新品种的选育机会。
航天 36 耐迟播 ,从长江流域的单季播期一直可以
持续到 7 月底 ,而且在迟播的条件下仍能维持较高的
产量水平。这一特性一方面有利于推广迟熟高产早籼
品种 , 提高早稻产量和米质 ,另一方面有利于长江流
域 7 月份前后因台风暴雨造成连晚秧苗毁灭性破坏后
的生产自救。因此 ,航天 36 的应用价值不仅体现在早
稻生产上 ,更适宜在浙江省及长江中下游稻区作单季、
连晚和备灾救灾应用。此外 ,该品种可以早种早收 ,对
抢占当年的新米市场是极其有利的。尽管本试验中该
品种的最迟播期可以延至 7 月 30 号 ,考虑到不同年份
的气候变化 ,一般在 7 月 25 日之前播种具有较好的安
全性。
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