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摘要：迟熟中粳品种武育粳3号由江苏（武进）水稻研究所育成，其食味品质优良，已在生产上应用20多年。该品种由于不抗条纹叶枯病以及产量潜力不如新育成的品种，进一步推广应用受到限制。此前，扬州大学利用分子标记辅助选择技术成功改良了武育粳3号的条纹叶枯病抗性，育成抗条武育粳3号。在此基础上，2009年开始以优质籼稻品种黄华占为非轮回亲本与抗条武育粳3号杂交和回交，以期通过籼粳杂交改良武育粳3号的丰产性，选育新品种。2013年对以上籼粳杂交、回交后代在扬州和武进两地进行系统鉴定。
关键词：籼粳杂交；粳稻；产量性状改良；优良株系
中图分类号：S511.2 20.4文献标志码：A
文章编号：1002-1302（2017）09-0046-07
水稻是我国最重要的粮食作物，我国以稻米为主食的人口约占总人口的65%[1]。2010 年，我国水稻面积和总产分别占全国粮食面积和总产的27.2%和35.8%[2]。水稻生产在我国粮食生产中占据非常重要的地位。武育粳3号是常州武进稻麦育种场于20世纪80年代中期育成的迟熟中粳品种，1992年通过品种审定。大面积推广以来，常年推广面积超过33.3万hm2，是全球单品种推广面积最大的粳稻品种，也是国内大面积推广时间最长的粳稻品种，日本将其列为世界十大粳稻品种之一。1990—2007年累计种植面积超过666.7万hm2，1997年种植面积最大，为50.028万hm2。该品种主要分布在江苏省淮北南部、苏中及沿江地区种植，安徽省、湖北省也有一定的种植面积。该品种曾获国家科技进步二等奖，农业部“八五”攻关一级后补助奖励，江苏省首届农业科技重大成果转化一等奖。
武育粳3号在生产上应用20多年仍然经久不衰，被誉为江苏的“老秀才”品种[3]，其主要原因是，武育粳3号食味品质好且稳定性高，是江苏省公认的适口性优良的水稻品种[4]。但是随着国内育种水平不断提升，品种更新更替速度加快，武育粳3号的产量水平和抗病性已经远远不能满足目前大面积生产要求，如何在保留该品种适口性好的基础上提高抗性和产量，已成为目前育种科研单位的主要研究方向之一。
扬州大学通过回交结合分子标记辅助选择将印度秋稻品种的条纹叶枯病抗性基因QTL qSTV-11b、qSTV-11c导入武运粳3号，改良武育粳3号的条纹叶枯病抗性获得了成功[5]。本研究以期通过籼粳杂交和回交，选育保持武运粳3号良好品质但丰产性有所改进的新品种，以适应当前水稻生产的需要。为了尽可能减小籼稻血缘导入对粳稻品质的影响，本研究选择优质、高产籼稻品种黄华占为非轮回亲本[6]。在对淀粉品质效应最大的Wx位点上，黄华占携有与一般粳稻品种一样的等位基因Wxb。
1材料与方法
1.1供试品种
轮回亲本为扬州大学以分子标记辅助选择改良武育粳3号条纹叶枯病抗性育成的抗条武育粳3号（回交6代），非轮回亲本为广东省农业科学院育成的优质中籼品种黄华占，以及一批以抗条武育粳3号为轮回亲本、黄华占为非轮回亲本的杂交、回交育成的稳定品系。
鉴定对照亲本为江苏省原武进县滆湖育种场育成的优质迟熟中粳品种武育粳3号，扬州大学选育的抗条武育粳3号，以及籼稻品种黄华占。
1.2选育过程
除2009年正季在扬州用武育粳3号与黄华占杂交，至2011年冬季F5代时才选株改用抗条武育粳3号回交选育外，2009年海南冬季以后杂交构建的其余材料均以抗条武育粳3号为轮回亲本。
为加快育种进程，每年正季在扬州、冬季在海南种植2季，选育的技术线路如图1所示。
1.3试验方法
2012年冬季在海南目测选种材料的稳定情况及综合表现选择各世代单株种子292份，2013年正季在扬州市北郊槐泗镇酒甸村（简称扬州试点）、常州市武进区前黄镇运村（简称武进试点）分别种植292个株系以及对照品种武育粳3号、抗条武育粳3号、黄华占。
两试点均5月17日播种，扬州试点6月16日移栽，武进试点6月14日移栽。每株系栽8行，每行10株，单苗栽插，株行距13.3 cm×25.0 cm，不设重复。
抽穗后记载各株系的抽穗情况，并根据两地各株系的性状分离情况，在成熟后选择与武育粳3号同熟期、综合性状和丰产性较好且基本稳定的40个株系进行性状调查和产量测定，包括BC4F2株系13个，BC3F3株系14个，BC2F4、BC2F3、BC2F2株系计10个，BC1F5株系2个，F7株系1个。
1.4性状鉴定
1.4.1农艺性状测定抽穗后记载各小区的始穗期，并折算成播种至始穗的天数（播始天数）。成熟后，每小区齐地面割取5个主茎，测定株高、穗长等农艺性状
1.4.2产量性状测定
1.4.3品质性状测定
1.5统计分析
以上农艺性状、产量性状为扬州、武进两地调查数据，品质性状仅为扬州试点测定数据。
农艺性状、产量性状以株系和地点进行无重复双因素试验的方差分析。品质性状因只有扬州试点结果，以不同回交世代为因素、株系为重复观察值进行单因素试验的方差分析，以分析不同回交世代的选育效果。
2结果与分析
2.1回交后代的农艺性状
图2为亲本及部分代表型株系的植株形態。
从图2可以看出，抗条武育粳3号与武育粳3号在所有农艺性状上没有明显差异（图2-B），但黄华占与武育粳3号在株高、穗叶形态上均存在籼、粳稻间的明显差异（图2-A），目测差异表现在黄华占熟期较早、叶色较淡、植株较高、叶片较长、穗型较大、穗弯曲度大。由于籼、粳亚种间性状差异较大，因此杂交后代变异丰富，可以选育出不同株叶形态的材料，如株系1373较武育粳3号株系更加紧凑，穗型更加直立，呈叶上禾姿态（图2-C）；株系1470则叶片长而挺拔，稻穗长而弯曲下垂，呈叶下禾姿态（图2-D）。 2.1.1回交后代的穗部农艺性状
选择与武育粳3号熟期相近的40个株系调查穗部农艺性状，各性状以株系和地点进行无重复双因素试验的方差分析，结果见表1。
表1方差分析结果表明，除穗叶差外，株系间在穗长、着粒密度、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗颖花百分比、穗颈伸出长度、穗弯曲度、穗颈粗等性状上差异显著；地点间除一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗颖花3个性状差异不显著，其余性状上差异均显著。40个株系与亲本各穗部农艺性状及差异显著性测定结果见表2。
从表2可以看出，抗条武育粳3号与武育粳3号在穗部性状上也没有显著差异；黄华占与轮回亲本抗武育粳3号相比，穗长、着粒密度、一次枝梗数、二次枝梗数、穗弯曲度均显著增加，由于二次枝梗数和二次枝梗数颖花增加，一次枝梗颖花百分比显著降低。回交后代穗部农艺性状多介于两亲本之间，受黄华占血缘的影响，部分株系也表现穗长、着粒密度、一次枝梗数、二次枝梗数、穗弯曲度显著增加，一次枝梗颖花百分比显著降低的特点（如1470，图2-D）；但1373、1553、1394等3个株系穗弯曲度显著减小，稻穗更加直立（如1373，图2-C）。
比较表2不同回交世代穗部农艺性状的平均数，不同回交世代间不表现明显差异。
比较扬州、武进两地的性状差异，扬州试点各株系整体较武进试点穗长、穗弯曲度、穗颈粗增加，着粒密度、穗叶差、穗颈伸出长度减小。
2.2回交后代的产量性状
选择与武育粳3号熟期相近的40个株系调查单株产量及产量构成因素，各产量性状以株系和地点进行无重复双因素试验的方差分析，结果见表3。
表3方差分析结果表明，单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒质量及单株颖花量等各产量构成因素株系间[CM（25]的差异均显著，但单株产量及单株产量潜力株系间的差异 不显著。除结实率外，各单株产量及各产量构成因素地点间的差异均显著。40个株系与亲本各产量性状及差异显著性测定结果见表4。
从表4可以看出，黄华占每穗总粒数、每穗实粒数及单株颖花量均显著高于抗条武育粳3号，表现明显的大穗特征，但单株穗数、结实率、千粒质量则显著低于抗条武育粳3号，两者相抵，黄华占与抗条武育粳3号、武育粳3号的单株产量及单株产量潜力无显著差异。
回交后代的产量性状多介于2个亲本之间，受黄华占血缘影响，部分回交后代株系不同地表现出穗型较大、穗数较少、千粒质量和结实率较低的特点。40个株系中有20个株系单株产量超过抗条武育粳3号（30.3 g），株系1346的单株产量最高，为35.2 g，较抗条武育粳3号增产16.2%。
比较表2不同回交世代产量性状的平均数，不同回交世代间不表现明显差异。
比较扬州、武进两地的性状差异，两地结实率没有明显差异，但各产量构成因素武进试点均高于扬州试点，武进试点产量显著高于扬州试点，并且差异较大，平均单株产量相差10 g以上。
2.3回交后代的品质性状
统计各株系主要品质性状于表5。
就亲本而言，表5结果表明，黄华占为典型的长粒型品种，具有外观品质优良的鲜明特點，垩白粒率和垩白度均达到国家优质稻谷1级标准，但食味品质明显不如武育粳3号，直链淀粉含量（采用RLTA10A食味计测定精米的直链淀粉含量较人工化学方法测定的结果偏高）和蛋白质含量高，食味值低，整精米率也较低。抗条武育粳3号在回交改良条纹叶枯抗病性的选育过程中，每世代都十分注意对外观品质的选择和食味品质的测定，垩白粒率和垩白度较武育粳3号明显降低，并保持其优良的食味。
通过回交后代的平均值与轮回亲本抗条武育粳3号比较，整体品质测定结果不尽如人意，除粒长有所增长、长宽比保持原品种特征外，加工品质、外观品质、食味品质均较轮回亲本有所降低，但也有部分株系保持了较好的品质。加工品质方面，株系1870的整精米率66%，达到国家优质稻谷1级标准（≥66%）；与武育粳3号一样整精米率达到国家优质稻谷2级标准（≥64%）的有3个株系，整精米率达到国家优质稻谷3级标准（≥62%）的有19个株系，有17个株系达不到优质稻谷标准，其中株系1588最差。外观品质方面，垩白粒率达到国家优质稻谷2级标准（≤20%）的有2个株系，达到国家优质稻谷3级标准（≤30%）的有13个株系，达到或超过抗条武育粳3号（≤22.3%）的有5个株系，达到或超过武育粳3号（≤43%）的有31个株系；垩白度达到国家优质稻谷3级标准的只有1个株系（株系1436，2项指标均达标），达到或超过抗条武育粳3号（≤7.3%）的有4个株系，达到或超过武育粳3号（≤14.6%）的有28个株系。整体而言，外观品质达到抗条武育粳3号的品系不多，但多数品系达到或超过武育粳3号的品质。食味品质方面，只有株系1392与武育粳3号相仿，另有21个株系食味值在50以上，较轮回亲本略有下降。改良系食味值降低，推测是受供体亲本黄华占的影响，蛋白质含量和直链淀粉含量有所提高的缘故。
本研究的重点是丰产性改良，在确定鉴定株系时未对垩白性状及食味品质进行测定。另外，一些粒型偏长的株系外观品质虽好，但千粒质量太低，丰产性差，在选育时被淘汰。根据本研究结果，粒长宽比与垩白粒率呈极显著负相关（r=-0.413），粒长宽比与垩白度呈显著负相关（r=-0.306），说明改变粒型，对提高外观品质是有利的。在后续的选育中将进一步加强对品质的鉴定工作。
以13个BC4株系、14个BC3株系和10个BC2株系进行不同回交世代间的方差分析，整精米率、粒长、长/宽、垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量、食味值8个性状回交世代间的差异均不显著。品质性状各回交世代平均数及组内株系间的方差列于表6。
就各回交世代的平均值及变异度（方差）来看，不同回交世代加工品质（整精米率）、外观品质（垩白粒率和垩白度）、食味品质（食味值和蛋白质含量）的差异不大。 2.4高产优质品系评述
由于本研究品系种子量少，未设置重复，方差分析差异又不显著，因此很难明确判断丰产性改良效果，尚需对其作进一步系统鉴定。本试验武育粳3号（31.7 g）的产量高于抗条武育粳3号（30.3 g），仅就单株产量平均值来看，被鉴定的40个株系中，单株产量超过武育粳3号的有9个株系，分别为株系1314、1318、1325、1346、1386、1387、1404、1436、1526，其中1346单株产量最高，为35.2 g。
就外观品质而言，所有株系均与黄华占有较大差异，有15个株系的垩白粒率达到国家优质稻谷3级标准（≤30%），其中1340、1417、1436、1466、1520等5个株系优于抗条武育粳3号（23.3%）；只有1436一个株系垩白度达到国家优质稻谷1级标准（≤5%），另有1368、1470、1520等3个株系达到或优于抗条武育粳3号（7.3%）。由于试验田断水较早，且2013年气温较高，整体的外观品质较常年有所下降。
食味品质方面，所有株系的食味值均低于抗条武育粳3号（54），只有1392株系食味值与武育粳3号（53）相当。
从综合丰产性和品质2个方面考虑，株系1314、1436、1526综合表现较好（表7）：株系1526（BC2F3）较轮回亲本抗条武育粳3号增产11.2%，外观与食味品质与抗条武育粳3号相近，且熟期较早；株系1314（BC4F2）较抗条武育粳3号增产10.2%，外观与食味品质与抗条武育粳3号相近；株系1436（BC3F3）较抗条武育粳3号增产7.3%，外观品质达到国家优质稻谷3级以上，食味品质与抗条武育粳3号相近，但熟期较迟。
3小结与讨论
籼、粳亚种间具有许多可以互补的优良性状，籼粳稻杂交常规育种和籼粳亚种间杂种优势利用已成为当今水稻高产育种研究的重要手段和方法。籼稻和粳稻虽都属栽培稻，不存在两亲本间的不可交配性，但性状差异较大，普遍存在后代结实偏低和性状不易稳定等两大困难。关于籼粳稻杂交育种所遇到的两大困难，是可以克服的，克服的方法是采取复交或回交[7]。本研究在前期改良武育粳3号条纹叶枯病抗性的基础上，以期通过籼、粳杂交和回交聚合籼稻的有利性状，改良武育粳3号的丰产性，选育优质、高产、抗病的新品种。
3.1选育思路
本研究采用了2条选育思路：（1）在亲本选择上，为了保持武育粳3号的优良食味品质，本研究选择携有粳稻品种一般携有的Wxb基因的优质中籼品种黄华占为非轮回亲本。
直链淀粉含量的高低与稻米蒸煮品质密切相关。一般认为不同水稻品种的直链淀粉含量产生差异的主要原因是不同的Wx基因序列差异[8]。该位点的复等位基因wx、Wxb、Wxa分别存在于极低直链淀粉含量品种（糯稻品种）、中等直链淀粉含量品种（多数粳稻品种）、高直链淀粉含量品种（多数籼稻品种）[9]。黃华占（2005年审定）是早中晚稻兼用型优质稻核心种质，产量高于杂交稻汕优63，米质达国标1级，抗稻瘟病和白叶枯病，具有较好的耐热性。由黄华占衍生出黄丝占、黄粤占、黄粳占、黄莉占等4个品种通过了广东省品种审定[10]。黄华占的育成与利用也证明了该品种是一个较完美的籼稻骨干亲本。经扬州大学植物功能基因组学教育部重点实验室检测，黄华占携有多数粳稻品种所携有的Wxb基因，具有较好的食味品质。
（2）在杂交方式上，采用单交及回交1～4次，构建多个世代群体，并通过对不同回交世代材料的鉴定，以期比较改良的效果，为今后籼粳杂交育种提供经验与参考。
3.2效果评价
籼粳杂交特别是回交的后代，多数株系的农艺性状介于双亲之间，株型类型丰富，差异显著。由于黄华占血缘的导入，与轮回亲本抗条武育粳3号相比，部分株系呈现播始天数缩短，株高、穗长、着粒密度、一次枝梗数、二次枝梗数、穗弯曲度显著增加的特点。
在丰产性改良方面，40个株系中有20个株系单株产量超过抗条武育粳3号，但差异不显著。株系1346的单株产量最高，为35.2 g，较轮回亲本增产16.2%。单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒质量等各产量构成因素株系间变异类型丰富，但单株产量株系间差异不显著。回交后代的产量性状多介于双亲之间，与抗条武育粳3号相比，部分株系表现出每穗粒数增加、单株穗数减少、千粒质量和结实率降低的特点。由于本试验较多株系尚在分离之中，通过后续的选育与鉴定，会有更优良的品系出现。
籼粳杂交后代的外观品质和食味品质整体有所下降，但通过筛选，仍旧可获得保持或超过原品种品质的材料。如本试验中，垩白粒率达到或超过轮回亲本的有5个株系，垩白度达到或超过抗条武育粳3号的有4个株系，株系1436外观品质达到国家优质稻谷3级以上；株系1392的食味值与武育粳3号相仿。
综合评定，株系1314、1436、1526为优质、高产品系，单株产量分别较轮回亲本增产7.3%～11.2%，外观品质与食味品质与轮回亲本相近。实践证明，通过籼粳杂交改良武育粳3号的丰产性是可行的。
3.3经验总结
应该说，通过籼粳杂交、回交改良武育粳3号丰产性的效果是明显的，但在籼粳杂交选育过程中，有2个问题需要注意：
（1）由于籼、粳亚种性状差异较大，在单交和仅回交1次的后代中分离严重、性状不协调，难以选育出综合性状和丰产性较好的材料。因此，至少需回交2次以上（杂交3次）。本研究确定考种的40个综合性状较好的稳定株系中BC4F2株系13个，BC3F3株系14个，BC2F4、BC2F3、BC2F2株系合计10个，单交和BC1的后代仅有3个株系，最终筛选出的3个优质高产株系均为回交2次以上的后代。但是，回交次数过多，性状更多地回复至轮回亲本状态，也不利于超亲品种的选育，所以要把握适度。
（2）尽管本研究选择了外观品质优良、食味品质较好的长粒型籼稻品种黄华占为非轮回亲本，但被鉴定的40个株系整体的外观品质和食味品质不仅没有提升，甚至较抗条武育粳3号有所下降。说明通过籼粳杂交改良粳稻品质的难度较大，需要扩大选择群体，加大对稻米品质的选择。扬州大学在回交改良武育粳3号条纹叶枯抗病性的选育过程中，每世代都十分注意外观品质的选择和食味品质的测定[5]，这一经验值得推广借鉴。
参考文献：
[1]辛良杰，李秀彬. 近年来我国南方双季稻区复种的变化及其政策启示[J]. 自然资源学报，2009，24（1）：58-65.
[2]周锡跃，徐春春，李凤博，等. 我国粮食七连增与水稻生产发展启示[J]. 中国稻米，2011，17（5）：28-31.
[3]王才林. 江苏省水稻育种与生产现状及发展趋势[J]. 江苏农业科学，2005（2）：1-6.
[4]张坚勇，万向元，肖应辉，等. 水稻品种食味品质性状稳定性分析[J]. 中国农业科学，2004，37（6）：788-794.
[5]张宏根，李波，朱正斌，等. 分子标记辅助选择改良武育粳3号条纹叶枯病抗性[J]. 中国水稻科学，2009，23（3）：243-250.
[6]周少川，李宏，黄道强，等. 早中晚稻兼用型优质稻核心种质黄华占的优良性状与育种效应分析[J]. 中国农业科技导报，2008，10（3）：77-83.
[7]杨守仁，张龙步，王进民. 三十年来籼粳稻杂交育种研究的回顾与展望[J]. 沈阳农学院学报，1982，13（1）：1-6.
[8]Wang Z Y，Zheng F Q，Shen G Z，et al. The amylose content in rice endosperm is related to the post-transcriptional regulation of the waxy gene[J]. The Plant Journal，1995，7（4）：613-622.
[9]Sano Y.Differential regulation of waxy gene expression in rice endosperm[J]. Theoretical and Applied Genetics，1984，68（5）：467-473.
[10]周少川，李宏，黄道强，等. 早中晚稻兼用型优质稻核心种质黄华占的优良性状与育种效应分析[J]. 中国农业科技导报，2008，10（3）：77-83.
关键词：籼粳杂交；粳稻；产量性状改良；优良株系
中图分类号：S511.2 20.4文献标志码：A
文章编号：1002-1302（2017）09-0046-07
水稻是我国最重要的粮食作物，我国以稻米为主食的人口约占总人口的65%[1]。2010 年，我国水稻面积和总产分别占全国粮食面积和总产的27.2%和35.8%[2]。水稻生产在我国粮食生产中占据非常重要的地位。武育粳3号是常州武进稻麦育种场于20世纪80年代中期育成的迟熟中粳品种，1992年通过品种审定。大面积推广以来，常年推广面积超过33.3万hm2，是全球单品种推广面积最大的粳稻品种，也是国内大面积推广时间最长的粳稻品种，日本将其列为世界十大粳稻品种之一。1990—2007年累计种植面积超过666.7万hm2，1997年种植面积最大，为50.028万hm2。该品种主要分布在江苏省淮北南部、苏中及沿江地区种植，安徽省、湖北省也有一定的种植面积。该品种曾获国家科技进步二等奖，农业部“八五”攻关一级后补助奖励，江苏省首届农业科技重大成果转化一等奖。
武育粳3号在生产上应用20多年仍然经久不衰，被誉为江苏的“老秀才”品种[3]，其主要原因是，武育粳3号食味品质好且稳定性高，是江苏省公认的适口性优良的水稻品种[4]。但是随着国内育种水平不断提升，品种更新更替速度加快，武育粳3号的产量水平和抗病性已经远远不能满足目前大面积生产要求，如何在保留该品种适口性好的基础上提高抗性和产量，已成为目前育种科研单位的主要研究方向之一。
扬州大学通过回交结合分子标记辅助选择将印度秋稻品种的条纹叶枯病抗性基因QTL qSTV-11b、qSTV-11c导入武运粳3号，改良武育粳3号的条纹叶枯病抗性获得了成功[5]。本研究以期通过籼粳杂交和回交，选育保持武运粳3号良好品质但丰产性有所改进的新品种，以适应当前水稻生产的需要。为了尽可能减小籼稻血缘导入对粳稻品质的影响，本研究选择优质、高产籼稻品种黄华占为非轮回亲本[6]。在对淀粉品质效应最大的Wx位点上，黄华占携有与一般粳稻品种一样的等位基因Wxb。
1材料与方法
1.1供试品种
轮回亲本为扬州大学以分子标记辅助选择改良武育粳3号条纹叶枯病抗性育成的抗条武育粳3号（回交6代），非轮回亲本为广东省农业科学院育成的优质中籼品种黄华占，以及一批以抗条武育粳3号为轮回亲本、黄华占为非轮回亲本的杂交、回交育成的稳定品系。
鉴定对照亲本为江苏省原武进县滆湖育种场育成的优质迟熟中粳品种武育粳3号，扬州大学选育的抗条武育粳3号，以及籼稻品种黄华占。
1.2选育过程
除2009年正季在扬州用武育粳3号与黄华占杂交，至2011年冬季F5代时才选株改用抗条武育粳3号回交选育外，2009年海南冬季以后杂交构建的其余材料均以抗条武育粳3号为轮回亲本。
为加快育种进程，每年正季在扬州、冬季在海南种植2季，选育的技术线路如图1所示。
1.3试验方法
2012年冬季在海南目测选种材料的稳定情况及综合表现选择各世代单株种子292份，2013年正季在扬州市北郊槐泗镇酒甸村（简称扬州试点）、常州市武进区前黄镇运村（简称武进试点）分别种植292个株系以及对照品种武育粳3号、抗条武育粳3号、黄华占。
两试点均5月17日播种，扬州试点6月16日移栽，武进试点6月14日移栽。每株系栽8行，每行10株，单苗栽插，株行距13.3 cm×25.0 cm，不设重复。
抽穗后记载各株系的抽穗情况，并根据两地各株系的性状分离情况，在成熟后选择与武育粳3号同熟期、综合性状和丰产性较好且基本稳定的40个株系进行性状调查和产量测定，包括BC4F2株系13个，BC3F3株系14个，BC2F4、BC2F3、BC2F2株系计10个，BC1F5株系2个，F7株系1个。
1.4性状鉴定
1.4.1农艺性状测定抽穗后记载各小区的始穗期，并折算成播种至始穗的天数（播始天数）。成熟后，每小区齐地面割取5个主茎，测定株高、穗长等农艺性状
1.4.2产量性状测定
1.4.3品质性状测定
1.5统计分析
以上农艺性状、产量性状为扬州、武进两地调查数据，品质性状仅为扬州试点测定数据。
农艺性状、产量性状以株系和地点进行无重复双因素试验的方差分析。品质性状因只有扬州试点结果，以不同回交世代为因素、株系为重复观察值进行单因素试验的方差分析，以分析不同回交世代的选育效果。
2结果与分析
2.1回交后代的农艺性状
图2为亲本及部分代表型株系的植株形態。
从图2可以看出，抗条武育粳3号与武育粳3号在所有农艺性状上没有明显差异（图2-B），但黄华占与武育粳3号在株高、穗叶形态上均存在籼、粳稻间的明显差异（图2-A），目测差异表现在黄华占熟期较早、叶色较淡、植株较高、叶片较长、穗型较大、穗弯曲度大。由于籼、粳亚种间性状差异较大，因此杂交后代变异丰富，可以选育出不同株叶形态的材料，如株系1373较武育粳3号株系更加紧凑，穗型更加直立，呈叶上禾姿态（图2-C）；株系1470则叶片长而挺拔，稻穗长而弯曲下垂，呈叶下禾姿态（图2-D）。 2.1.1回交后代的穗部农艺性状
选择与武育粳3号熟期相近的40个株系调查穗部农艺性状，各性状以株系和地点进行无重复双因素试验的方差分析，结果见表1。
表1方差分析结果表明，除穗叶差外，株系间在穗长、着粒密度、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗颖花百分比、穗颈伸出长度、穗弯曲度、穗颈粗等性状上差异显著；地点间除一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗颖花3个性状差异不显著，其余性状上差异均显著。40个株系与亲本各穗部农艺性状及差异显著性测定结果见表2。
从表2可以看出，抗条武育粳3号与武育粳3号在穗部性状上也没有显著差异；黄华占与轮回亲本抗武育粳3号相比，穗长、着粒密度、一次枝梗数、二次枝梗数、穗弯曲度均显著增加，由于二次枝梗数和二次枝梗数颖花增加，一次枝梗颖花百分比显著降低。回交后代穗部农艺性状多介于两亲本之间，受黄华占血缘的影响，部分株系也表现穗长、着粒密度、一次枝梗数、二次枝梗数、穗弯曲度显著增加，一次枝梗颖花百分比显著降低的特点（如1470，图2-D）；但1373、1553、1394等3个株系穗弯曲度显著减小，稻穗更加直立（如1373，图2-C）。
比较表2不同回交世代穗部农艺性状的平均数，不同回交世代间不表现明显差异。
比较扬州、武进两地的性状差异，扬州试点各株系整体较武进试点穗长、穗弯曲度、穗颈粗增加，着粒密度、穗叶差、穗颈伸出长度减小。
2.2回交后代的产量性状
选择与武育粳3号熟期相近的40个株系调查单株产量及产量构成因素，各产量性状以株系和地点进行无重复双因素试验的方差分析，结果见表3。
表3方差分析结果表明，单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒质量及单株颖花量等各产量构成因素株系间[CM（25]的差异均显著，但单株产量及单株产量潜力株系间的差异 不显著。除结实率外，各单株产量及各产量构成因素地点间的差异均显著。40个株系与亲本各产量性状及差异显著性测定结果见表4。
从表4可以看出，黄华占每穗总粒数、每穗实粒数及单株颖花量均显著高于抗条武育粳3号，表现明显的大穗特征，但单株穗数、结实率、千粒质量则显著低于抗条武育粳3号，两者相抵，黄华占与抗条武育粳3号、武育粳3号的单株产量及单株产量潜力无显著差异。
回交后代的产量性状多介于2个亲本之间，受黄华占血缘影响，部分回交后代株系不同地表现出穗型较大、穗数较少、千粒质量和结实率较低的特点。40个株系中有20个株系单株产量超过抗条武育粳3号（30.3 g），株系1346的单株产量最高，为35.2 g，较抗条武育粳3号增产16.2%。
比较表2不同回交世代产量性状的平均数，不同回交世代间不表现明显差异。
比较扬州、武进两地的性状差异，两地结实率没有明显差异，但各产量构成因素武进试点均高于扬州试点，武进试点产量显著高于扬州试点，并且差异较大，平均单株产量相差10 g以上。
2.3回交后代的品质性状
统计各株系主要品质性状于表5。
就亲本而言，表5结果表明，黄华占为典型的长粒型品种，具有外观品质优良的鲜明特點，垩白粒率和垩白度均达到国家优质稻谷1级标准，但食味品质明显不如武育粳3号，直链淀粉含量（采用RLTA10A食味计测定精米的直链淀粉含量较人工化学方法测定的结果偏高）和蛋白质含量高，食味值低，整精米率也较低。抗条武育粳3号在回交改良条纹叶枯抗病性的选育过程中，每世代都十分注意对外观品质的选择和食味品质的测定，垩白粒率和垩白度较武育粳3号明显降低，并保持其优良的食味。
通过回交后代的平均值与轮回亲本抗条武育粳3号比较，整体品质测定结果不尽如人意，除粒长有所增长、长宽比保持原品种特征外，加工品质、外观品质、食味品质均较轮回亲本有所降低，但也有部分株系保持了较好的品质。加工品质方面，株系1870的整精米率66%，达到国家优质稻谷1级标准（≥66%）；与武育粳3号一样整精米率达到国家优质稻谷2级标准（≥64%）的有3个株系，整精米率达到国家优质稻谷3级标准（≥62%）的有19个株系，有17个株系达不到优质稻谷标准，其中株系1588最差。外观品质方面，垩白粒率达到国家优质稻谷2级标准（≤20%）的有2个株系，达到国家优质稻谷3级标准（≤30%）的有13个株系，达到或超过抗条武育粳3号（≤22.3%）的有5个株系，达到或超过武育粳3号（≤43%）的有31个株系；垩白度达到国家优质稻谷3级标准的只有1个株系（株系1436，2项指标均达标），达到或超过抗条武育粳3号（≤7.3%）的有4个株系，达到或超过武育粳3号（≤14.6%）的有28个株系。整体而言，外观品质达到抗条武育粳3号的品系不多，但多数品系达到或超过武育粳3号的品质。食味品质方面，只有株系1392与武育粳3号相仿，另有21个株系食味值在50以上，较轮回亲本略有下降。改良系食味值降低，推测是受供体亲本黄华占的影响，蛋白质含量和直链淀粉含量有所提高的缘故。
本研究的重点是丰产性改良，在确定鉴定株系时未对垩白性状及食味品质进行测定。另外，一些粒型偏长的株系外观品质虽好，但千粒质量太低，丰产性差，在选育时被淘汰。根据本研究结果，粒长宽比与垩白粒率呈极显著负相关（r=-0.413），粒长宽比与垩白度呈显著负相关（r=-0.306），说明改变粒型，对提高外观品质是有利的。在后续的选育中将进一步加强对品质的鉴定工作。
以13个BC4株系、14个BC3株系和10个BC2株系进行不同回交世代间的方差分析，整精米率、粒长、长/宽、垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量、食味值8个性状回交世代间的差异均不显著。品质性状各回交世代平均数及组内株系间的方差列于表6。
就各回交世代的平均值及变异度（方差）来看，不同回交世代加工品质（整精米率）、外观品质（垩白粒率和垩白度）、食味品质（食味值和蛋白质含量）的差异不大。 2.4高产优质品系评述
由于本研究品系种子量少，未设置重复，方差分析差异又不显著，因此很难明确判断丰产性改良效果，尚需对其作进一步系统鉴定。本试验武育粳3号（31.7 g）的产量高于抗条武育粳3号（30.3 g），仅就单株产量平均值来看，被鉴定的40个株系中，单株产量超过武育粳3号的有9个株系，分别为株系1314、1318、1325、1346、1386、1387、1404、1436、1526，其中1346单株产量最高，为35.2 g。
就外观品质而言，所有株系均与黄华占有较大差异，有15个株系的垩白粒率达到国家优质稻谷3级标准（≤30%），其中1340、1417、1436、1466、1520等5个株系优于抗条武育粳3号（23.3%）；只有1436一个株系垩白度达到国家优质稻谷1级标准（≤5%），另有1368、1470、1520等3个株系达到或优于抗条武育粳3号（7.3%）。由于试验田断水较早，且2013年气温较高，整体的外观品质较常年有所下降。
食味品质方面，所有株系的食味值均低于抗条武育粳3号（54），只有1392株系食味值与武育粳3号（53）相当。
从综合丰产性和品质2个方面考虑，株系1314、1436、1526综合表现较好（表7）：株系1526（BC2F3）较轮回亲本抗条武育粳3号增产11.2%，外观与食味品质与抗条武育粳3号相近，且熟期较早；株系1314（BC4F2）较抗条武育粳3号增产10.2%，外观与食味品质与抗条武育粳3号相近；株系1436（BC3F3）较抗条武育粳3号增产7.3%，外观品质达到国家优质稻谷3级以上，食味品质与抗条武育粳3号相近，但熟期较迟。
3小结与讨论
籼、粳亚种间具有许多可以互补的优良性状，籼粳稻杂交常规育种和籼粳亚种间杂种优势利用已成为当今水稻高产育种研究的重要手段和方法。籼稻和粳稻虽都属栽培稻，不存在两亲本间的不可交配性，但性状差异较大，普遍存在后代结实偏低和性状不易稳定等两大困难。关于籼粳稻杂交育种所遇到的两大困难，是可以克服的，克服的方法是采取复交或回交[7]。本研究在前期改良武育粳3号条纹叶枯病抗性的基础上，以期通过籼、粳杂交和回交聚合籼稻的有利性状，改良武育粳3号的丰产性，选育优质、高产、抗病的新品种。
3.1选育思路
本研究采用了2条选育思路：（1）在亲本选择上，为了保持武育粳3号的优良食味品质，本研究选择携有粳稻品种一般携有的Wxb基因的优质中籼品种黄华占为非轮回亲本。
直链淀粉含量的高低与稻米蒸煮品质密切相关。一般认为不同水稻品种的直链淀粉含量产生差异的主要原因是不同的Wx基因序列差异[8]。该位点的复等位基因wx、Wxb、Wxa分别存在于极低直链淀粉含量品种（糯稻品种）、中等直链淀粉含量品种（多数粳稻品种）、高直链淀粉含量品种（多数籼稻品种）[9]。黃华占（2005年审定）是早中晚稻兼用型优质稻核心种质，产量高于杂交稻汕优63，米质达国标1级，抗稻瘟病和白叶枯病，具有较好的耐热性。由黄华占衍生出黄丝占、黄粤占、黄粳占、黄莉占等4个品种通过了广东省品种审定[10]。黄华占的育成与利用也证明了该品种是一个较完美的籼稻骨干亲本。经扬州大学植物功能基因组学教育部重点实验室检测，黄华占携有多数粳稻品种所携有的Wxb基因，具有较好的食味品质。
（2）在杂交方式上，采用单交及回交1～4次，构建多个世代群体，并通过对不同回交世代材料的鉴定，以期比较改良的效果，为今后籼粳杂交育种提供经验与参考。
3.2效果评价
籼粳杂交特别是回交的后代，多数株系的农艺性状介于双亲之间，株型类型丰富，差异显著。由于黄华占血缘的导入，与轮回亲本抗条武育粳3号相比，部分株系呈现播始天数缩短，株高、穗长、着粒密度、一次枝梗数、二次枝梗数、穗弯曲度显著增加的特点。
在丰产性改良方面，40个株系中有20个株系单株产量超过抗条武育粳3号，但差异不显著。株系1346的单株产量最高，为35.2 g，较轮回亲本增产16.2%。单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒质量等各产量构成因素株系间变异类型丰富，但单株产量株系间差异不显著。回交后代的产量性状多介于双亲之间，与抗条武育粳3号相比，部分株系表现出每穗粒数增加、单株穗数减少、千粒质量和结实率降低的特点。由于本试验较多株系尚在分离之中，通过后续的选育与鉴定，会有更优良的品系出现。
籼粳杂交后代的外观品质和食味品质整体有所下降，但通过筛选，仍旧可获得保持或超过原品种品质的材料。如本试验中，垩白粒率达到或超过轮回亲本的有5个株系，垩白度达到或超过抗条武育粳3号的有4个株系，株系1436外观品质达到国家优质稻谷3级以上；株系1392的食味值与武育粳3号相仿。
综合评定，株系1314、1436、1526为优质、高产品系，单株产量分别较轮回亲本增产7.3%～11.2%，外观品质与食味品质与轮回亲本相近。实践证明，通过籼粳杂交改良武育粳3号的丰产性是可行的。
3.3经验总结
应该说，通过籼粳杂交、回交改良武育粳3号丰产性的效果是明显的，但在籼粳杂交选育过程中，有2个问题需要注意：
（1）由于籼、粳亚种性状差异较大，在单交和仅回交1次的后代中分离严重、性状不协调，难以选育出综合性状和丰产性较好的材料。因此，至少需回交2次以上（杂交3次）。本研究确定考种的40个综合性状较好的稳定株系中BC4F2株系13个，BC3F3株系14个，BC2F4、BC2F3、BC2F2株系合计10个，单交和BC1的后代仅有3个株系，最终筛选出的3个优质高产株系均为回交2次以上的后代。但是，回交次数过多，性状更多地回复至轮回亲本状态，也不利于超亲品种的选育，所以要把握适度。
（2）尽管本研究选择了外观品质优良、食味品质较好的长粒型籼稻品种黄华占为非轮回亲本，但被鉴定的40个株系整体的外观品质和食味品质不仅没有提升，甚至较抗条武育粳3号有所下降。说明通过籼粳杂交改良粳稻品质的难度较大，需要扩大选择群体，加大对稻米品质的选择。扬州大学在回交改良武育粳3号条纹叶枯抗病性的选育过程中，每世代都十分注意外观品质的选择和食味品质的测定[5]，这一经验值得推广借鉴。
参考文献：
[1]辛良杰，李秀彬. 近年来我国南方双季稻区复种的变化及其政策启示[J]. 自然资源学报，2009，24（1）：58-65.
[2]周锡跃，徐春春，李凤博，等. 我国粮食七连增与水稻生产发展启示[J]. 中国稻米，2011，17（5）：28-31.
[3]王才林. 江苏省水稻育种与生产现状及发展趋势[J]. 江苏农业科学，2005（2）：1-6.
[4]张坚勇，万向元，肖应辉，等. 水稻品种食味品质性状稳定性分析[J]. 中国农业科学，2004，37（6）：788-794.
[5]张宏根，李波，朱正斌，等. 分子标记辅助选择改良武育粳3号条纹叶枯病抗性[J]. 中国水稻科学，2009，23（3）：243-250.
[6]周少川，李宏，黄道强，等. 早中晚稻兼用型优质稻核心种质黄华占的优良性状与育种效应分析[J]. 中国农业科技导报，2008，10（3）：77-83.
[7]杨守仁，张龙步，王进民. 三十年来籼粳稻杂交育种研究的回顾与展望[J]. 沈阳农学院学报，1982，13（1）：1-6.
[8]Wang Z Y，Zheng F Q，Shen G Z，et al. The amylose content in rice endosperm is related to the post-transcriptional regulation of the waxy gene[J]. The Plant Journal，1995，7（4）：613-622.
[9]Sano Y.Differential regulation of waxy gene expression in rice endosperm[J]. Theoretical and Applied Genetics，1984，68（5）：467-473.
[10]周少川，李宏，黄道强，等. 早中晚稻兼用型优质稻核心种质黄华占的优良性状与育种效应分析[J]. 中国农业科技导报，2008，10（3）：77-83.