專利名稱：誘抗敏感型水稻品種選育及配套栽培技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及誘抗敏感型水稻品種選育及配套栽培技術(shù)，具體地說是一種選育對誘抗劑誘導(dǎo)抗逆性敏感的水稻品種的方法和配套栽培方法。是利用不同成分結(jié)構(gòu)的誘抗劑誘導(dǎo)水稻種質(zhì)資源，篩選出具有誘抗劑敏感性，即使用誘抗劑可顯著提高其整體抗逆性的水稻種質(zhì)材料培育新品種；并采用配套栽培技術(shù)種植新品種。屬于農(nóng)作物育種技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著全球性生態(tài)環(huán)境日漸惡化，各種各樣的環(huán)境脅迫對植物的正常生長帶來了不同程度的影響，所導(dǎo)致的產(chǎn)量和經(jīng)濟損失是巨大的。尤其糧食問題是當(dāng)今世界所面臨的幾大難題之一。通過提高單產(chǎn)或擴大種植面積、增加農(nóng)業(yè)投入改造中低產(chǎn)田等途徑來增加糧食產(chǎn)量都會碰到需要克服逆境限制或減輕逆境危害的問題。水稻是我國的主要糧食之一，減輕逆境危害以達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，保障糧食安全，倍受政府、育種家和稻農(nóng)所關(guān)注。
環(huán)境脅迫因素分生物脅迫和非生物脅迫二大類，生物脅迫主要是病蟲害危害較大；非生物脅迫主要是干旱、鹽堿及低溫的危害嚴重。干旱、高鹽及低溫脅迫都會使植物脫水受傷害，嚴重時導(dǎo)致植物死亡。需要提高水稻的整體抗逆性，在生產(chǎn)上才能克服各種逆境達到穩(wěn)產(chǎn)。植物整體抗逆性，是指植物在整個生命過程中，具有由基因控制的、能夠抵抗各種外來環(huán)境脅迫的能力，使生長發(fā)育、產(chǎn)量、生活力受到有限的危害水平，它可反映在分子、細胞、組織器官、個體植株、群體甚至整個生態(tài)系統(tǒng)的不同水平上。以不同形式在不同層次表達的抗逆性在不同時期抗不同逆境脅迫，通過自我調(diào)節(jié)，最終能保證正常生長發(fā)育和獲得滿意產(chǎn)量(張正斌，西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2000，9(3)112～116)。近年來，有不少的抗病抗蟲、抗旱耐鹽耐寒等轉(zhuǎn)基因工程的研究。由于抗逆性機制復(fù)雜，涉及抗性基因較多，目前通過轉(zhuǎn)基因工程提高植物整體抗逆性還有難度，并且轉(zhuǎn)基因工程品種還需要通過安全性評價才能推廣應(yīng)用。
水稻是自花授粉作物，長期的有性雜交及人工栽培保護，使其栽培品種的遺傳背景越來越窄，而大量施用保護性的化學(xué)農(nóng)藥和生物農(nóng)藥如殺菌劑、殺蟲劑、土壤改良劑等，大部分栽培品種由于過度的人工栽培保護而喪失抗逆性。近年來已逐漸興起對農(nóng)作物具有誘導(dǎo)調(diào)控作用，能使作物產(chǎn)生自身適應(yīng)逆境的誘抗劑。植物誘抗劑是一類能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生防御反應(yīng)的特殊化合物的總稱，這些物質(zhì)在很低濃度下就可產(chǎn)生誘導(dǎo)作用。王永衛(wèi)等報道，天然脫落酸(即S-誘抗素)是作物的“抗逆免疫物質(zhì)”，可啟動植物抗逆基因，增強作物免疫能力，改善植物生長素質(zhì)，提高作物抵抗干旱、低溫、鹽堿和水澇等能力(王永衛(wèi)等，蔬菜，2004，941～42)；惡霉靈對腐霉菌、鐮刀菌、絲核菌等引起的立枯病、猝倒病、枯萎病菌等有較好的防治效果，惡霉靈被植物的根吸收并在根系內(nèi)移動，在植株體內(nèi)產(chǎn)生兩種糖苷能明顯促進植物生長，增加根的分蘗和根毛增多，提高根的活性(孔祥清等，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，2001，13(2)35～37)；778誘導(dǎo)劑是一種新資源類以中草藥原粉為主的生物粉劑，具有對農(nóng)作物或其它經(jīng)濟作物的提高抗病性、抗冷性，以及促進生長的作用(施偉等，云南大學(xué)學(xué)報，2000，22(6)468～472)；水楊酸不僅能誘導(dǎo)若干種植物對真菌、細菌和病毒等生物脅迫產(chǎn)生廣譜而持久的抗性，而且能誘導(dǎo)這些植物對非生物脅迫如低溫、熱激、紫外輻射、臭氧、水分虧缺、重金屬和鹽脅迫等產(chǎn)生抗性(或耐性)(李國婧等，植物學(xué)通報，2001，18(3)295～302)；程日慶用植物龍1500倍液噴施于作物，能增強作物的抗病、抗寒能力，提高光合效率，促進作物生長，保花壯果，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)(程日慶，福建熱作科技，2003，28(1)5～6)。目前對這類具有生物活性的能使作物產(chǎn)生自身適應(yīng)逆境的誘抗劑的開發(fā)利用成為研究熱點，但應(yīng)用于水稻或其它作物，某種誘抗劑并不能對不同的品種都具有明顯的誘導(dǎo)、激活抗逆作用，也就是不同誘抗劑的誘抗作用在品種間存在明顯的差異。某類誘抗劑的誘導(dǎo)作用需要水稻品種具有相關(guān)的受體或靶標基因才具有特效而敏感性，而相關(guān)的受體或靶標基因往往存在于個別品種中，顯然需要在大量的種質(zhì)資源中進行篩選和轉(zhuǎn)育。
誘抗敏感型品種的種植，需要特定類型誘抗劑及其最適誘導(dǎo)濃度、最佳誘導(dǎo)時間處理等配套栽培技術(shù)，才能取得較好的抗逆效果。

發(fā)明內(nèi)容
用誘抗劑誘導(dǎo)水稻種質(zhì)資源產(chǎn)生抗逆性，在逆境脅迫下篩選出具有誘抗劑敏感性，即使用誘抗劑可顯著提高其整體抗逆性的水稻種質(zhì)材料，培育具有誘抗敏感型的水稻品種；所用的誘抗劑可以是，惡霉靈(3-羥基-5-甲基異惡唑)、稻瘟靈(1，3-二硫戊環(huán)-2-叉丙二酸二異丙酯)、植物龍(己酸二乙氨基乙醇酯)、水楊酸(SA)、脫落酸(ABA)、778誘導(dǎo)劑、煙酰胺、中華1號(商品名)中的一種或多種；所述的水稻種質(zhì)資源可以是水稻品種、品系、雄性不育系、雜交種；針對特定品種幼苗期耐鹽性篩選特定的誘抗劑及其最適誘導(dǎo)濃度和最佳誘導(dǎo)時間，用惡霉靈和稻瘟靈誘導(dǎo)水稻品種R6、R41、R89，用植物龍誘導(dǎo)水稻不育系培矮64S，用水楊酸誘導(dǎo)水稻不育系II-32A，用778誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)水稻品種R03151、G40，用煙酰胺誘導(dǎo)水稻品種R6均表現(xiàn)為敏感性；誘抗劑的濃度可以是，惡霉靈和稻瘟靈原藥為15000～25000倍、植物龍500倍、778誘導(dǎo)劑500倍、煙酰胺100倍、中華1號(商品名)3000倍；誘抗劑處理的時間為12-24小時；經(jīng)誘抗劑處理的水稻幼苗，置于全高鹽、干旱、苗期低溫和/或病原菌逆境脅迫條件下選育抗逆品種。
本發(fā)明方法簡便易行，選育的品種，在種子萌發(fā)期經(jīng)一次相關(guān)誘抗劑誘導(dǎo)，便能在全生育期顯著提高整體抗逆性，適于病菌生物脅迫和干旱、高鹽、寒冷非生物脅迫的逆境中種植，適應(yīng)范圍廣，配套栽培技術(shù)簡單，投入成本低，對生態(tài)環(huán)境兼容性極友好。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，利用各種不同類型的誘抗劑，對大量水稻種質(zhì)資源篩選。先在1％Nacl脅迫條件下，確定對水稻某些品種苗期顯著提高耐鹽性的誘抗劑及其最適誘導(dǎo)濃度，以此誘抗劑及其最適誘導(dǎo)濃度對所收集的種質(zhì)資源篩選敏感型種質(zhì)材料，種植在遮雨棚內(nèi)，處于寒冷或人工控制的干旱及1％Nacl高鹽逆境中選擇，后代采用配套栽培技術(shù)處理，經(jīng)過多個世代，系統(tǒng)選擇分蘗力強、結(jié)實率高的植株，育成新品種。并以此誘抗敏感型材料與高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的栽培品種雜交、回交轉(zhuǎn)育。
本發(fā)明的方法包括如下具體步驟一、誘抗敏感型水稻種質(zhì)材料苗期篩選水稻發(fā)芽幼苗期對逆境脅迫非常敏感，并可在實驗室嚴格的實驗條件下進行大量材料篩選。這對大量材料的篩選非常有利。
1、種子發(fā)芽處理將水稻種子表面消毒后，25～28℃浸種24小時，保持濕潤至種子萌動狀態(tài)。用誘抗劑處理后，再用1％Nacl溶液處理幼苗16～24天，隔天調(diào)查各個品種的表現(xiàn)。
2、誘抗劑的選定按1方法將種質(zhì)來源不同的20個品種，用惡霉靈(3-羥基-5-甲基異惡唑)或/和稻瘟靈(1，3-二硫戊環(huán)-2-叉丙二酸二異丙酯)、植物龍(己酸二乙氨基乙醇酯)、水楊酸、脫落酸(ABA)、778誘導(dǎo)劑、煙酰胺、中華1號(商品名)分別處理24小時。以選定誘導(dǎo)效果好的誘抗劑。
3、誘抗劑最適誘導(dǎo)濃度的確定選用誘導(dǎo)效果較好的6個品種，按1方法對上述誘抗劑分別設(shè)置多種濃度處理24小時，以確定最適誘導(dǎo)濃度。
4、誘抗劑處理時間的確定選取誘抗劑誘導(dǎo)效果好的品種及其誘抗劑，按1方法對誘抗劑處理時間作二方面的測定(1)誘抗劑溶液接觸種子時間的長短，測試時間為12小時至72小時。
(2)誘抗劑從浸種開始，測試時間為第1天至第9天。
5、種質(zhì)資源的篩選按1方法，并根據(jù)3和4的試驗結(jié)果，對所收集到的各類種質(zhì)資源進行篩選。表現(xiàn)好的材料作進一步的試驗。
二、誘抗敏感型水稻材料在田間遮雨棚內(nèi)試驗和選育將幼苗期表現(xiàn)突出的材料移栽于田間遮雨棚內(nèi)作全生育期逆境試驗和選育。遮雨棚僅作檔雨用，棚內(nèi)外的生態(tài)環(huán)境條件差異不明顯。通過人工控制加水量或/和施用鹽水(Nacl)，水稻材料在無水層并在土壤鹽漬化逆境條件下生長。
按1方法對幼苗期作誘抗劑誘導(dǎo)后，移栽于遮雨棚逆境脅迫，經(jīng)多代自交選擇至性狀穩(wěn)定。
將新選育品種與高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的栽培品種雜交，分離世代按1方法對幼苗期作誘抗劑誘導(dǎo)后，移栽于遮雨棚逆境脅迫，選擇優(yōu)良單株自交或回交純合，選育新品種。
具體實施例方式以下根據(jù)實施例具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受以下實施例的任何限制。
實施例1先選取20個各種類型的水稻品種，將種子表面消毒后，25～28℃浸種24小時，保持濕潤至種子萌動狀態(tài)。分別用惡霉靈(3-羥基-5-甲基異惡唑)或/和稻瘟靈(1，3-二硫戊環(huán)-2-叉丙二酸二異丙酯)、植物龍(己酸二乙氨基乙醇酯)、水楊酸(SA)、脫落酸(ABA)、778誘導(dǎo)劑、煙酰胺、中華1號(商品名)分別處理24小時。再用1％Nacl溶液處理幼苗16～24天，隔天調(diào)查各個品種苗高、根長、側(cè)根數(shù)、根色、葉色、植株鮮重的表現(xiàn)。結(jié)果表明，不同誘抗劑誘導(dǎo)水稻不同品種的耐鹽能力存在明顯的差異。
進一步對誘抗劑最適誘導(dǎo)濃度范圍作試驗。結(jié)果表明，惡霉靈和稻瘟靈原藥為15000～25000倍、植物龍500倍、778誘導(dǎo)劑500倍、煙酰胺100倍、中華1號(商品名)3000倍效果較好。
最適誘導(dǎo)時間的測定。用惡霉靈和稻瘟靈對品種R6種子萌動期分別處理12、24、48、72小時及在浸種的第1、3、5、7、9天用藥處理24小時。結(jié)果表明，在種子萌動期也即于第3天處理12～24小時的效果為最適誘導(dǎo)時間。
采用惡霉靈和稻瘟靈、植物龍、水楊酸、脫落酸、778誘導(dǎo)劑、煙酰胺及中華1號的最適濃度和最適誘導(dǎo)時間，分別對收集的種質(zhì)資源幼苗期篩選，結(jié)果為惡霉靈和稻瘟靈誘導(dǎo)品種R6、R41、R89；植物龍誘導(dǎo)培矮64S；水楊酸誘導(dǎo)II-32A；778誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)R03151、G40；煙酰胺誘導(dǎo)R6等效果明顯，尤其是惡霉靈和稻瘟靈誘導(dǎo)品種R6、R41，顯著提高耐鹽能力，具有特效誘導(dǎo)作用，也即品種R6、R41對惡霉靈和稻瘟靈誘抗敏感。
惡霉靈、778誘導(dǎo)劑、植物龍分別誘導(dǎo)品種R6、R41、G40、IR29、1108，然后分別用清水和1％Nacl處理幼苗21天，觀察其耐鹽性表現(xiàn)。結(jié)果表明，無逆境脅迫下誘抗劑誘導(dǎo)作用不明顯，在1％Nacl脅迫下表現(xiàn)出誘導(dǎo)耐鹽性效果，但不同成分結(jié)構(gòu)的誘抗劑對不同品種的誘導(dǎo)效果存在明顯的差異，具有品種對誘抗劑特異的敏感性。
經(jīng)惡霉靈和稻瘟靈誘導(dǎo)品種R6后1％Nacl處理，并設(shè)清水對照和1％Nacl鹽對照處理，育苗后移植于大田遮雨棚，繼續(xù)用清水正常灌溉至成熟。結(jié)果見表1，各種處理后用清水灌溉的經(jīng)濟性狀正常。
對遮雨棚種植的經(jīng)惡霉靈和稻瘟靈誘導(dǎo)品種R6、R41后并在1％Nacl水溶液灌溉條件下進一步單株選擇。在遮雨棚內(nèi)已鹽漬化的土壤里，全生育期用1％Nacl水溶液隔天灌溉一次，土壤無水層。在高鹽、干旱、低溫脅迫下，系統(tǒng)選育3個世代，結(jié)果見表2。R6二個株系(R6-2-1及R6-A-2)及R41的一個株系(R41-1-1)后代表現(xiàn)為結(jié)實率高、無退化穎花、具有抗立枯、稻瘟病、適于全生育期高鹽、干旱、苗期低溫逆境。
實施例2具有誘抗劑特效誘導(dǎo)水稻抗逆性的品種雜交轉(zhuǎn)育。將R6-2-1及R6-A-2材料為親本，與現(xiàn)有高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的栽培品種R211雜交，在分離世代F2～F4自交或回交，各個世代種苗用惡霉靈和稻瘟靈誘導(dǎo)、1％Nacl脅迫，種植于0.50％Nacl水溶液灌溉的大田，選擇具有高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、整體抗逆性強的單株育成新品種。
實施例3誘抗敏感型品種的配套栽培措施。
1、誘抗劑的使用技術(shù)。
選育的誘抗敏感型品種，在栽培種植時，可以用相關(guān)誘抗劑及其最適誘導(dǎo)濃度、最佳誘導(dǎo)時間誘導(dǎo)抗逆性，克服逆境脅迫。
2、誘抗敏感型品種栽培逆境條件。
用惡霉靈和稻瘟靈誘導(dǎo)品種R6后，用0.00％(清水對照)、0.25％、0.50％、0.75％、1.00％、1.50％、2.00％、3.00％的不同Nacl濃度測定幼苗株高和主根長，表現(xiàn)為0.25％比0.00％對照有增長促進作用，0.50％比0.00％對照無差異，1.00％比0.00％對照的株高變矮而主根長差異不大，1.50％處理24天后仍能生長。表明誘抗劑誘導(dǎo)后，仍可在1.00％Nacl濃度脅迫條件下種植。經(jīng)誘抗劑處理后在正常栽培條件下種植，結(jié)果見表1，各種處理后用清水灌溉的經(jīng)濟性狀正常；在遮雨棚內(nèi)已鹽漬化的土壤里，全生育期用1％Nacl水溶液隔天灌溉一次，土壤無水層條件下，表現(xiàn)為抗病、抗旱、耐鹽、耐寒等逆境，而對照處理不能生存。
表1 R6材料種植于大田的性狀表現(xiàn)

表2全生育期用1％Nacl無水層灌溉的品種性狀表現(xiàn)

權(quán)利要求
1.誘抗敏感型水稻品種選育及配套栽培技術(shù)，具體地說是一種選育對誘抗劑誘導(dǎo)抗逆性敏感的水稻品種的方法和配套栽培方法。其特征在于，用誘抗劑誘導(dǎo)水稻種質(zhì)資源產(chǎn)生抗逆性，在逆境脅迫下篩選出具有誘抗劑敏感性，即使用誘抗劑可顯著提高其整體抗逆性的水稻種質(zhì)材料水稻品種；并采用配套栽培技術(shù)種植新品種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所用的誘抗劑可以是，惡霉靈(3-羥基-5-甲基異惡唑)、稻瘟靈(1，3-二硫戊環(huán)-2-叉丙二酸二異丙酯)、植物龍(己酸二乙氨基乙醇酯)、水楊酸(SA)、脫落酸(ABA)、778誘導(dǎo)劑、煙酰胺、中華1號(商品名)中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，使用誘抗劑的方法，可以是針對特定品種篩選特定的誘抗劑及其最適誘導(dǎo)濃度和最佳誘導(dǎo)時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，經(jīng)誘抗劑處理的水稻，在全生育期高鹽、干旱、苗期低溫和/或病原菌逆境脅迫條件下選育抗逆品種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的水稻種質(zhì)資源可以是水稻品種、品系、雄性不育系、雜交種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，誘抗敏感型水稻品種配套栽培方法是，針對特定品種采用特定的誘抗劑及其最適誘導(dǎo)濃度和最佳誘導(dǎo)時間處理；可以在全生育期高鹽、干旱、苗期低溫和/或病原菌逆境脅迫條件下種植。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種誘抗敏感型水稻品種選育及配套栽培技術(shù)，具體地說是一種選育對誘抗劑誘導(dǎo)抗逆性敏感的水稻品種的方法和配套栽培方法。是利用不同成分結(jié)構(gòu)的誘抗劑及其最適誘導(dǎo)濃度和最佳誘導(dǎo)時間處理大量水稻種質(zhì)資源，從中篩選出具有誘抗劑敏感性，即使用誘抗劑誘導(dǎo)可顯著提高其整體抗逆性的水稻種質(zhì)材料培育新品種；并可采用配套栽培技術(shù)種植新品種以達到最佳抗逆效果。
文檔編號A01G16/00GK1806509SQ20051003272
公開日2006年7月26日 申請日期2005年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月18日
發(fā)明者方良俊 申請人:湛江海洋大學(xué)