專(zhuān)利名稱(chēng)：一種耐熱粳稻育種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是ー種耐熱粳稻育種方法。
背景技術(shù)：
秈稻和 粳稻是栽培稻的兩個(gè)亞種。秈稻耐熱性好，但耐寒性較差，適宜我國(guó)氣溫較高的南方稻區(qū)種植；粳稻耐寒性好，但耐熱性較差，適合我國(guó)緯度較高或海拔較高、氣候溫和的冷涼地區(qū)種植。粳稻耐熱性較差主要表現(xiàn)在抽穗楊花和灌漿期，在高溫條件下葉片早衰、結(jié)實(shí)低、灌漿不充實(shí)，產(chǎn)量不高，品質(zhì)較差。粳稻耐肥能力強(qiáng)、抗倒伏、不易落粒，適宜機(jī)械化和集約化生產(chǎn)，增產(chǎn)潛力較大；品質(zhì)優(yōu)良，尤其是加工整精米率高，適宜規(guī)?；蜕唐坊a(chǎn)。“秈改粳”是我國(guó)南方稻區(qū)水稻發(fā)展的新方向，是保障糧食安全的有效措施，在長(zhǎng)江下游江蘇、安徽等省已經(jīng)獲得成功。但是，在長(zhǎng)江中上游高溫伏旱區(qū)和低緯度地區(qū)，耐熱性差成為制約“秈改粳”的技術(shù)瓶頸，急需培育耐熱粳稻品種來(lái)支撐該區(qū)域粳稻發(fā)展。目前還缺乏成熟、可靠、高效的耐熱粳稻育種技術(shù)。耐熱性是ー個(gè)受多基因控制的綜合農(nóng)藝性狀，理論上可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)解決，但相關(guān)基因定位、克隆和多基因轉(zhuǎn)導(dǎo)的基礎(chǔ)工作還很薄弱，目前靠轉(zhuǎn)基因技術(shù)還難以解決該問(wèn)題。利用具備耐熱能力的秈稻進(jìn)行常規(guī)雜交轉(zhuǎn)育，理論上也可以培育出耐熱粳稻品種，但由于秈粳亞種間雜交親和性差，后代結(jié)實(shí)差，會(huì)掩蓋成功轉(zhuǎn)入耐熱性狀后代的表現(xiàn)，難以對(duì)葉片早衰、結(jié)實(shí)和灌漿充實(shí)度進(jìn)行同步選擇，可靠性差；且需要與粳稻進(jìn)行反復(fù)回交才能培育出真正的粳稻品種，其效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供ー種耐熱粳稻育種方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下ー種耐熱粳稻育種方法，以耐高溫農(nóng)家粳糯品種作父本或母本，與粳稻區(qū)綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的品種作母本或父本進(jìn)行人工去雄雜交，雜交第一代在海南加代種植；第二代在具備高溫脅迫的育種基地種植，要求抽穗和灌漿期與極端高溫時(shí)段匹配，對(duì)單株單穗掛牌標(biāo)注抽穗時(shí)間，記載抽穗和灌漿期的日最低溫和最高溫，選擇在日均溫32°C、最高溫在38°C以上結(jié)實(shí)率90%以上、灌漿充實(shí)的耐熱單株，收取的種子進(jìn)行單粒編號(hào)、剝殼、在無(wú)胚端切取三分之一米粒，用碘籃染色法進(jìn)行直鏈淀粉簡(jiǎn)易測(cè)定，淘汰染成棕紅色的種子，選擇染成籃色的對(duì)應(yīng)帶胚米粒在紙床上進(jìn)行無(wú)阻カ發(fā)芽，并在海南進(jìn)行第三代加代種植；第四代和第六代再進(jìn)行兩次上述檢測(cè)篩選，第五代和第七代在海南加代種植；在第八代遺傳性狀基本穩(wěn)定后，再進(jìn)行品質(zhì)、抗性和綜合農(nóng)藝性狀測(cè)定，獲得具備耐熱能力的粳稻品種或品系O所述的方法，2000年秋在海南用來(lái)自北方的粳稻“東農(nóng)415”作母本與“合川糯稻”進(jìn)行雜交；2001年春在海南種植雜交第一代；2001年夏在重慶含谷基地高溫條件下種植第二代，選擇在日均溫32°C、最高溫在38°C以上結(jié)實(shí)率90%以上、灌漿充實(shí)的耐熱單株，收取的種子進(jìn)行單粒編號(hào)、剝殼、在無(wú)胚端切取三分之一米粒，用碘籃染色法進(jìn)行直鏈淀粉簡(jiǎn)易測(cè)定，淘汰染成棕紅色的種子；2001年秋，將染成籃色的對(duì)應(yīng)帶胚米粒在紙床上進(jìn)行無(wú)阻カ發(fā)芽，海南進(jìn)行第三代加代種植，選擇植株矮健的單株收種；2002年夏在重慶含谷基地高溫條件下種植第四代，按上述方法篩選耐熱單株；2002年秋在海南進(jìn)行第五代加代種植；2003年夏再在重慶含谷基地高溫條件下種植第六代，篩選耐熱單株；2003年秋季在海南進(jìn)行第七代加代種植；2004年夏季在重慶對(duì)遺傳穩(wěn)定的株系進(jìn)行耐熱性和稻瘟病抗性鑒定、品質(zhì)和主要農(nóng)藝性狀測(cè)定，選擇出株高在100-110厘米、稻瘟病綜合抗性指數(shù)在低于5級(jí)、米質(zhì)達(dá)國(guó)標(biāo)三級(jí)以上、穗平著粒數(shù)在130-150粒的4個(gè)品系，在日均溫32°C、最高溫在38°C的高溫條件下結(jié)實(shí)率92-95%以上的耐熱粳稻，育種過(guò)程完成。本發(fā)明選用高溫伏旱常發(fā)區(qū)具備耐熱能力的粳糯資源作為耐熱性狀的供體，通過(guò)粳稻與粳稻雜交培育耐熱粳稻品種，克服了秈稻和粳稻雜交由于親和性差造成對(duì)耐熱性狀的掩蓋，便于對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行準(zhǔn)確跟蹤。降低工作量，提高育種效率采用本發(fā)明專(zhuān)利只需進(jìn)行一次人工雜交即可選育出純粳型的耐熱粳稻品種，避免了現(xiàn)有技術(shù)反復(fù)與粳稻材料復(fù)交，育種周期縮短一倍以上，人、財(cái)、物投入減少三分之ニ以上。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。2. 2. I選擇抽穗和灌漿期具備持續(xù)極端高溫的環(huán)境脅迫的品種培育基地。在高溫伏旱常發(fā)區(qū)選擇抽穗和灌漿期與高溫時(shí)段匹配、海抜300米左右、地勢(shì)相對(duì)閉塞的試驗(yàn)田作為品種培育基地，在抽穗和灌漿期具備連續(xù)10天以上39°C以上的極端高溫，以自然高溫脅迫作為耐熱性狀的選擇壓。本方案選擇在重慶九龍坡區(qū)含谷鎮(zhèn)寶洪村，海抜285米，處于中梁山和歌樂(lè)山圍繞之中，是重慶極端高溫頻發(fā)區(qū)，常年高溫出現(xiàn)在7月15-8月10日，與水稻抽穗和灌漿期匹配。2. 2. 2選擇典型高溫秈稻區(qū)的農(nóng)家粳糯品種作為耐熱性狀供體。要求選擇的粳糯品種是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期高溫脅迫自然進(jìn)化和人工篩選，典型高溫伏旱區(qū)土生土長(zhǎng)的農(nóng)家品種，在39°C的極端高溫下結(jié)實(shí)率高于85%、灌漿充實(shí)。本方案選擇了 3個(gè)適合重慶低海抜高溫條件下種植的農(nóng)家粳糯品種作為耐熱供體，分別是來(lái)自合川的“合川糯稻”(中桿，株高140厘米，稻瘟病抗性3級(jí))、來(lái)自巴南的“石灘糯稻”(高桿，株高165厘米，稻瘟病抗性7級(jí))和重慶普遍種植的“荷香糯”(高桿,株高170厘米，稻瘟病抗性9級(jí))。2. 2. 3耐熱粳稻品種培育。以耐高溫農(nóng)家粳糯品種作父本或母本，與粳稻區(qū)綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的品種作母本或父本進(jìn)行人工去雄雜交，雜交第一代(F1)在海南加代種植；第ニ代(F2)在具備高溫脅迫的育種基地種植，要求抽穗和灌漿期與極端高溫時(shí)段匹配，對(duì)單株單穗掛牌標(biāo)注抽穗時(shí)間，記載抽穗和灌漿期的日最低溫和最高溫，選擇在日均溫32°C、最高溫在38°C以上結(jié)實(shí)率90%以上、灌漿充實(shí)的耐熱單株，收取的種子進(jìn)行單粒編號(hào)、剝殼、在無(wú)胚端切取三分之一米粒，用碘籃染色法進(jìn)行直鏈淀粉簡(jiǎn)易測(cè)定，淘汰染成棕紅色的種子，選擇染成籃色的對(duì)應(yīng)帶胚米粒在紙床上進(jìn)行無(wú)阻カ發(fā)芽，并在海南進(jìn)行第三代(F3)加代種植；第四代(F4)和第六代(F6)再進(jìn)行兩次上述檢測(cè)篩選，第五代(F5)和第七代(F7)在海南加代種植；在第八代(F8)遺傳性狀基本穩(wěn)定后，再進(jìn)行品質(zhì)、抗性和綜合農(nóng)藝性狀測(cè)定，獲得具備耐熱能力的粳稻品種或品系。本方案具體實(shí)施過(guò)程是選用北方粳稻“遼粳326”、“寧粳19”、“沈農(nóng)265”、“東農(nóng)415”和長(zhǎng)江下游粳稻品種“鎮(zhèn)稻3號(hào)”，進(jìn)行了大量的耐熱粳稻培育，僅以“東農(nóng)415”和“合川糯稻”育種過(guò)程為案例。2000年秋在海南用來(lái)自北方的粳稻“東農(nóng)415”(矮桿，株高100厘米)作母本與“合川糯稻”進(jìn)行雜交；2001年春在海南種植雜交第一代(F1) ;2001年夏在重慶含谷基地高溫條件下種植第二代(F2),選擇在日均溫32で、最高溫在38°C以上結(jié)實(shí)率90 %以上、灌漿充實(shí)的耐熱單株，收取的種子進(jìn)行單粒編號(hào)、剝殼、在無(wú)胚端切取三分之一米粒，用碘籃染色法進(jìn)行直鏈淀粉簡(jiǎn)易測(cè)定，淘汰染成棕紅色的種子；2001年秋，將染成籃色的對(duì)應(yīng)帶胚米粒在紙床上進(jìn)行無(wú)阻カ發(fā)芽，海南進(jìn)行第三代(F3)加代種植，選擇植株矮健的單株收種；2002年夏在重慶含谷基地高溫條件下種植第四代(F4),按上述方法篩選耐熱單株；2002年秋在海南進(jìn)行第五代(F5)加代種植；2003年夏再在重慶含谷基地高溫條件下種植第六代(F6)，篩選耐熱單株；2003年秋季在海南進(jìn)行第七代(F7)加代種植；2004年夏季在重慶對(duì)遺傳穩(wěn)定的株系進(jìn)行耐熱性和稻瘟病抗性鑒定、品質(zhì)和主要農(nóng)藝性狀測(cè)定，選擇出株高在100-110厘米、稻瘟病綜合抗性指數(shù)在低于5級(jí)、米質(zhì)達(dá)國(guó)標(biāo)三級(jí)以上、穗平著粒數(shù)在130-150粒的4個(gè)品系，在日均溫32 °C、最高溫在38 °C 的高溫條件下結(jié)實(shí)率92-95%以上，而原品種“東農(nóng)415”在此高溫條件下的結(jié)實(shí)率只64%，耐熱粳稻育種過(guò)程完成。本發(fā)明方法排除現(xiàn)有技術(shù)采用的秈稻和粳稻雜交由于親和性差對(duì)耐熱性狀選擇障礙。耐熱粳稻需要選擇在高溫下結(jié)實(shí)90%以上的后代，而秈稻和粳稻之間的遺傳背景差距較大，雜交后代的親和性差，雜交第一代的結(jié)實(shí)率只有20%左右，第二代個(gè)體之間結(jié)實(shí)率差異很大，通常分布在0-50%之間，極難選出結(jié)實(shí)率達(dá)到90%的個(gè)體，即使是結(jié)實(shí)率較高的個(gè)體，灌漿充實(shí)度也較差，導(dǎo)致轉(zhuǎn)入的耐熱性狀不能有效地表現(xiàn)。本發(fā)明采用的粳稻與粳稻雜交，克服了上述問(wèn)題，可直接根據(jù)在高溫下的結(jié)實(shí)率和灌漿充實(shí)度判定是否具備耐熱能力。本發(fā)明的方法降低工作量，提高育種效率。秈稻和粳稻雜交不能選出粳型后代，需要在雜交后代中篩選偏粳型的個(gè)體再與粳稻進(jìn)行2-3次復(fù)交；加之不能對(duì)第兩次雜交后代進(jìn)行準(zhǔn)確的耐熱性狀跟蹤選擇，需要選擇大量的偏粳型的個(gè)體進(jìn)行復(fù)交，雜交量是本發(fā)明100倍左右；每次復(fù)交都需要對(duì)不同代次的雜交后代進(jìn)行種植，田中種植群體比本發(fā)明大3倍以上，需要投入的人財(cái)物成本比本發(fā)明大3倍以上；采用本發(fā)明只需4-5年即可實(shí)現(xiàn)育種目標(biāo)，而現(xiàn)有技術(shù)需要耗時(shí)8-10年，大幅度縮短育種周期。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種耐熱粳稻育種方法，其特征在于，以耐高溫農(nóng)家粳糯品種作父本或母本，與粳稻區(qū)綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的品種作母本或父本進(jìn)行人工去雄雜交，雜交第一代在海南加代種植；第二代在具備高溫脅迫的育種基地種植，要求抽穗和灌漿期與極端高溫時(shí)段匹配，對(duì)單株單穗掛牌標(biāo)注抽穗時(shí)間，記載抽穗和灌漿期的日最低溫和最高溫，選擇在日均溫32°c、最高溫在38°C以上結(jié)實(shí)率90%以上、灌漿充實(shí)的耐熱單株，收取的種子進(jìn)行單粒編號(hào)、剝殼、在無(wú)胚端切取三分之一米粒，用碘籃染色法進(jìn)行直鏈淀粉簡(jiǎn)易測(cè)定，淘汰染成棕紅色的種子，選擇染成籃色的對(duì)應(yīng)帶胚米粒在紙床上進(jìn)行無(wú)阻力發(fā)芽，并在海南進(jìn)行第三代加代種植；第四代和第六代再進(jìn)行兩次上述檢測(cè)篩選，第五代和第七代在海南加代種植；在第八代遺傳性狀基本穩(wěn)定后，再進(jìn)行品質(zhì)、抗性和綜合農(nóng)藝性狀測(cè)定，獲得具備耐熱能力的粳稻品種或品系。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，第一年秋在海南用來(lái)自北方的粳稻“東農(nóng)415”作母本與“合川糯稻”進(jìn)行雜交；第二年春在海南種植雜交第一代；第二年夏在重慶含谷基地高溫條件下種植第二代，選擇在日均溫32°C、最高溫在38°C以上結(jié)實(shí)率90%以上、灌漿充實(shí)的耐熱單株，收取的種子進(jìn)行單粒編號(hào)、剝殼、在無(wú)胚端切取三分之一米粒，用碘籃染色法進(jìn)行直鏈淀粉簡(jiǎn)易測(cè)定，淘汰染成棕紅色的種子；第二年秋，將染成籃色的對(duì)應(yīng)帶胚米粒在紙床上進(jìn)行無(wú)阻力發(fā)芽，海南進(jìn)行第三代加代種植，選擇植株矮健的單株收種;第三年夏在重慶含谷基地高溫條件下種植第四代，按上述方法篩選耐熱單株；第三年秋在海南進(jìn)行第五代加代種植；第四年夏再在重慶含谷基地高溫條件下種植第六代，篩選耐熱單株；第四年秋季在海南進(jìn)行第七代加代種植；第五年夏季在重慶對(duì)遺傳穩(wěn)定的株系進(jìn)行耐熱性和稻瘟病抗性鑒定、品質(zhì)和主要農(nóng)藝性狀測(cè)定，選擇出株高在100-110厘米、稻瘟病綜合抗性指數(shù)在低于5級(jí)、米質(zhì)達(dá)國(guó)標(biāo)三級(jí)以上、穗平著粒數(shù)在130-150粒的4個(gè)品系，在日均溫32°C、最高溫在38°C的高溫條件下結(jié)實(shí)率92-95%以上的耐熱粳稻，育種過(guò)程完成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種耐熱粳稻育種方法，以耐高溫農(nóng)家粳糯品種作父本或母本，與粳稻區(qū)綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的品種作母本或父本進(jìn)行人工去雄雜交，雜交第一代在海南加代種植；第二代在具備高溫脅迫的育種基地種植，要求抽穗和灌漿期與極端高溫時(shí)段匹配，用碘籃染色法進(jìn)行直鏈淀粉簡(jiǎn)易測(cè)定，淘汰染成棕紅色的種子，選擇染成籃色的對(duì)應(yīng)帶胚米粒在紙床上進(jìn)行無(wú)阻力發(fā)芽，并在海南進(jìn)行第三代加代種植；第四代和第六代再進(jìn)行兩次上述檢測(cè)篩選，第五代和第七代在海南加代種植；在第八代遺傳性狀基本穩(wěn)定后，再進(jìn)行品質(zhì)、抗性和綜合農(nóng)藝性狀測(cè)定，獲得具備耐熱能力的粳稻品種或品系。避免了現(xiàn)有技術(shù)反復(fù)與粳稻材料復(fù)交，育種周期縮短一倍以上。
文檔編號(hào)A01H1/02GK102657073SQ201210116740
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者何永歆, 朱子超, 李賢勇, 李順武, 梁永書(shū), 歐陽(yáng)杰, 王楚桃 申請(qǐng)人:重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院