CN102356752B - 利用叶绿素含量测定水稻根系活力的水稻品种选育方法 - Google Patents

Abstract

一种利用叶绿素含量测定水稻根系活力的水稻品种选育方法，其特征在于，其步骤如下：选择高产优质品种与抗早衰、根系活力强的优良亲本或品种杂交，收获杂种一代种子；同时设立对照品种；加代成杂种二代种子，并种植成杂种二代群体；种植对照品种；再进行单株选择和株系选择。在单株与株系选择时依据倒4叶叶绿素含量判断水稻根系活力。应用本发明方法可以有效地选出根系活力强的稻株，在高产多抗优质的基础上，可以更准确地选择根系活力强的新品系，准确便捷地选育出高产新品种。

Description

利用叶绿素含量测定水稻根系活力的水稻品种选育方法

技术领域

本发明涉及一种水稻新品种选育方法，特别是一种利用叶绿素含量测定水稻根系活力的水稻品种选育方法。

背景技术

健壮而生理活力强的根系是水稻高产的基础，根系具有固定、吸收、合成和分泌四大功能。根旺盛的吸水能力，能源源不断地保证地上部光合作用和蒸腾作用所需的水分，保证地上部的生长对无机矿物质的需求。由于许多植物激素及蛋白质是在根部合成的，生理活力强的根系可以保证地上部健壮生长而不早衰。影响根系健壮生长的因素很多，诸如品种特性、水分的多少和矿物营养的供应、土壤的结构与盐碱等，但在相同的外界条件下，品种是内因。由于水稻根系性状遗传研究相对滞后和人们对根系改良重要性认识不足，育种家尚缺少对水稻根系性状遗传规律的认识和了解，限制了根系选择在育种中的应用。随着根系对水稻植株地上部生长及稻谷产量的作用被广泛认同，通过有意识地对间接或直接影响稻谷产量和稻米品质的根系有关性状进行改良，是最终达到高产、稳产、高效、优质以及环保目的的有效途径。

为了追求建立水稻健壮的根系，水稻育种家和栽培专家进行了大量的试验和研究，由于根处于地下，给观察和取样带来极大的麻烦和困难，在研究方法上大都采用“破坏性”研究，如利用α-萘胺氧化法与伤流液法，是将稻株挖出后测定的。在水稻育种上采取破坏性测定，即使测出其根系活力，也因植株被破坏而失去了选择机会。

鲍文奎等在研究水稻不同叶位叶片光合产物流向后指出：“水稻各生育期都有相应的养分输入中心（亦称生长中心），各叶的光合产物主要向它集中，而后才输入次要的生长部分，当光合产物不足时，在分配上优先保证生长中心的需要，这是制约光合产物分配的主要原则之一”。各叶除了首先将光合产物供应植株当时的生长中心外，其余的部分都主要向靠近它的器官输送，上部叶片较多地输向地上器官，水稻抽穗后，特别是灌浆结实期，上三叶（剑叶、倒二叶与倒三叶）的光合产物输向穗粒。研究证实，即使植株下部叶完全被遮光，下部叶和器官处于营养“饥饿”的情况下，上部叶片（受光条件良好）的光合产物也很少分配到下层被荫蔽的器官中去。

要想根系健壮而有活力，必须向根部输送“能源”—碳水化合物。根系以此为“能源”，通过自身的氧化作用，保持其应有的活力和功能。这些有机碳水化合物的供给者只有倒四、倒五叶制造的光合产物。如倒四叶、倒五叶叶绿素含量高，制造的光合产物多，可源源不断地向根部输送营养，根系活力就强，若倒四叶、倒五叶老化，叶绿素含量低，制造的光合产物少或停止制造，根系得不到“能源”的供应，就开始发生根腐死亡。

现有技术中叶片叶绿素含量的检测方法有：

1、α-萘胺氧化法测定根系的活力，将根系全部挖出，洗净再浸入α-萘胺溶液中，观察其染色情况。本法为破坏性方法，不能用于选种。

2、伤流液法：将稻株切断后收集伤流量的。本法为破坏性方法，不能用于选种。

3、叶绿素测定：将叶片研碎，提取叶绿素后，用分光光度计比色测定含量。本法也是破坏性测定，不能用于选种。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新的方法更为合理、可操作性强的利用叶绿素含量测定水稻根系活力的水稻品种选育方法。

在水稻群体中，由于倒四叶较倒五叶受光条件优越，加之年龄也较倒五叶轻，故倒四叶的制造光合产物的能力远较倒五叶强，倒四叶叶绿素含量与根系活力间相关密切（r=0.6398，显著）。因此发明人利用倒四叶的叶绿素含量（老化程度）来衡量根系活力高低。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种利用叶绿素含量测定水稻根系活力的水稻品种选育方法，其特点是，其步骤如下：

（1）选择高产优质品种与抗早衰、根系活力强的优良亲本或品种杂交，收获杂种一代种子；同时设立对照品种；

（2）加代成杂种二代种子，并种植成杂种二代群体；种植对照品种；

（3）单株选择；同时种植对照品种；当株系未稳定时全部进行单株选择，单株选择方法如下：

a、田间初选：在每个单株齐穗后蜡熟始期，进行田间长相抗性初次选种，并标记；

b、田间复选，也即老化指数选择：对标记株用叶绿素测定仪分别测定各单株的有效穗倒四叶与剑叶的叶绿素含量，并分别用株内各穗平均值计算，以下述公式计算单株叶片老化指数，叶片老化指数≤20%单株入选；

 c、田间决选：入选单株在田间完熟期前决选；

d、室内初选：田间选择单株分株收获，室内考种，淘汰单株产量差于对照品种，且结实率小于90%的单株；

e：室内决选：初选后保留单株部分种子，剥糙测出糙率及外观品质，出糙率≤82%及外观品质达不到国标三级米的单株淘汰；

（4）株系选择；同时种植对照品种；株系选择方法如下：

a、田间初选：在每系拔节期观察生长量，并记录，齐穗后蜡熟期前淘汰产量水平及抗性低于对照品种的株系；

b、田间老化指数选择：将当选株系每系测20-30株，叶片老化指数计算方法同步骤（3），株系平均老化指数≤20%的高产多抗稳定株系全部实收；

c、实产对比并考种，室内出糙分析，米质分析决选老化指数≤20%、产量高于对照品种5%以上、出糙率高于90%、米质达到国家三级优质米标准以上的株系，参加品系比较试验；

（5）品系对比：按常规方法进行小区品系对比，种植对照品种，筛选产量高于对照品种5%以上的优良品系，即得。

本发明中所述的叶片老化指数分级标准可参见表1。

表1

叶片老化指数级别	叶片老化指数	根系活力
			1	50%以上	低
2	40%-50%	较低
			3	30%-40%	一般
4	20%-30%	较强
			5	20%以下	强

本发明方法中使用的叶绿素测定仪可以使用日产叶绿素快速测定仪（SPAD），它能在同一叶片上反复测80-100次，且不对稻株带来任何伤害，在进行根系活力选择时，此方法既快速又方便。本发明方法属于间接测定法，测定方法简便快速，且无破坏性，能针对水稻进行选种。

应用本发明方法可以有效地选出根系活力强的稻株，在高产多抗优质的基础上，可以更准确地选择根系活力强的新品系，准确便捷地选育出高产新品种。

具体实施方式

以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，一种利用叶绿素含量测定水稻根系活力的水稻品种选育方法，其步骤如下：

（1）选择高产优质品种与抗早衰、根系活力强的优良亲本或品种杂交，收获杂种一代种子；同时设立对照品种；

（2）加代成杂种二代种子，并种植成杂种二代群体；种植对照品种；

（3）单株选择；同时种植对照品种；当株系未稳定时全部进行单株选择，单株选择方法如下：

a、田间初选：在每个单株齐穗后蜡熟始期，进行田间长相抗性初次选种，并标记；

b、田间复选，也即老化指数选择：对标记株用叶绿素测定仪分别测定各单株的有效穗倒四叶与剑叶的叶绿素含量，并分别用株内各穗平均值计算，以下述公式计算单株叶片老化指数，叶片老化指数≤20%单株入选；

c、田间决选：入选单株在田间完熟期前决选；

d、室内初选：田间选择单株分株收获，室内考种，淘汰单株产量差于对照品种，且结实率小于90%的单株；

e：室内决选：初选后保留单株部分种子，剥糙测出糙率及外观品质，出糙率≤82%及外观品质达不到国标三级米的单株淘汰；

（4）株系选择；同时种植对照品种；株系选择方法如下：

a、田间初选：在每系拔节期观察生长量，并记录，齐穗后蜡熟期前淘汰产量水平及抗性低于对照品种的株系；

b、田间老化指数选择：将当选株系每系测20-30株，叶片老化指数计算方法同步骤（3），株系平均老化指数≤20%的高产多抗稳定株系全部实收；

c、实产对比并考种，室内出糙分析，米质分析决选老化指数≤20%、产量高于对照品种5%以上、出糙率高于90%、米质达到国家三级优质米标准以上的株系，参加品系比较试验；

（5）品系对比：按常规方法进行小区品系对比，种植对照品种，筛选产量高于对照品种5%以上的优良品系，即得。

实施例2，中粳稻新品种连粳6号的选育，其步骤如下：

（1）以京4为母本，以中粳109为父本，杂交，再以该杂交种为父本，以镇稻88为母本，复交，得复交杂种一代；

（2）复交杂种一代各杂交袋种子混合，海南种植，加代成杂种二代；

（3）杂种二代单株选择，考察单株叶片老化指数，选择根系活力强单株；

（4）杂种三代海南加代；

（5）杂种四代选择优势单株，考察单株叶片老化指数，选择根系活力强单株；

（6）杂种五代海南加代；

（7）杂种六代株系观察，考察株系叶片老化指数，选择根系活力强株系；

（8）杂种七代株系评比，考察株系叶片老化指数，选择根系活力强株系；

（9）杂种八代株系比较，考察株系叶片老化指数，选择根系活力强株系；

（10）杂种九代株系比较，考察株系叶片老化指数，H01023株系入选；

（11）杂种10代市品种比较试验，抗条纹叶枯病；

（12）杂种11代，小面积种植，抗条纹叶枯病；

（13）杂种12代，小面积种植，进一步证明抗条纹叶枯病。定型水稻新品系-连粳6号。

Claims (1)

1.一种利用叶绿素含量测定水稻根系活力的水稻品种选育方法，其特征在于，其步骤如下：

（1）选择高产优质品种与抗早衰、根系活力强的优良亲本或品种杂交，收获杂种一代种子；同时设立对照品种；

（2）加代成杂种二代种子，并种植成杂种二代群体；种植对照品种；

（3）单株选择；同时种植对照品种；当株系未稳定时全部进行单株选择，单株选择方法如下：

a、田间初选：在每个单株齐穗后蜡熟始期，进行田间长相抗性初次选种，并标记；

b、田间复选，也即老化指数选择：对标记株用叶绿素测定仪分别测定各单株的有效穗倒四叶与剑叶的叶绿素含量，并分别用株内各穗平均值计算，以下述公式计算单株叶片老化指数，叶片老化指数≤20%单株入选；

 

c、田间决选：入选单株在田间完熟期前决选；

d、室内初选：田间选择单株分株收获，室内考种，淘汰单株产量差于对照品种，且结实率小于90%的单株；

e：室内决选：初选后保留单株部分种子，剥糙测出糙率及外观品质，出糙率≤82%及外观品质达不到国标三级米的单株淘汰；

（4）株系选择；同时种植对照品种；株系选择方法如下：

a、田间初选：在每系拔节期观察生长量，并记录，齐穗后蜡熟期前淘汰产量水平及抗性低于对照品种的株系；

b、田间老化指数选择：将当选株系每系测20-30株，叶片老化指数计算方法同步骤（3），株系平均老化指数≤20%的高产多抗稳定株系全部实收；

c、实产对比并考种，室内出糙分析，米质分析决选老化指数≤20%、产量高于对照品种5%以上、出糙率高于90%、米质达到国家三级优质米标准以上的株系，参加品系比较试验；

（5）品系对比：按常规方法进行小区品系对比，种植对照品种，筛选产量高于对照品种5%以上的优良品系，即得。