CN102630554B - 一种提高杂交水稻品质的育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高杂交水稻品质的育种方法，(1)资源材料选定：选用从越南引进的X21作为直链淀粉含量的遗传资源，筛选出控制该直链淀粉含量Wx基因的分子标记；用重庆市种子公司培育的综合农艺性状优良的保持系Q2B作为保持系骨干亲本，用Q2A作为野败型不育胞质供体；用四川农业大学水稻所培育的恢复系蜀恢527作为恢复系骨干亲本，江苏里下河农科所培育的恢复系R818为抗白叶枯病供体，四川省农科院作物所培育的恢复系成恢047为抗稻瘟病供体；(2)恢复系培育；(3)不育系培育；(4)杂交组合：用不育系庆1A与恢复系R78配制的杂交组合第十年参加重庆市区试，第十一年参加续试和生产试验，第十二年通过重庆市审定，定名为庆优78。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种提高杂交水稻品质的育种方法。
背景技术
杂交水稻是通过母本与父本杂交获得杂交种子，再利用杂种第一代(F1)的来生产稻谷，杂交稻具有杂种优势，比常规纯系品种显著增产。获得杂种优势的前提是母本与父本具备较大的遗传差距，要求母本与父本具备不同的遗传背景和育种目标。现有杂交水稻育种技术培育出的父母本之间品质性状存在较大差异，由于杂种第一代(F1)生产的稻谷实际上是第二代(F2)的个体，其品质性状必然发生分离，食用的杂交稻米为不同品质谷粒的混合体，测试的品质为混合样的平均值，不能代表谷粒的真实品质，同等测试品质的杂交稻比常规纯系品种的食味性差，现有高档优质米仍然以常规纯系品种为主体，难以培育出高档优质杂交稻。
决定稻米蒸煮和食味品质的关键指标是直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度和蛋白质含量。其中直链淀粉含量主要由遗传背景决定，受环境和栽培因子的影响较小，且与糊化温度和胶稠度具有相关性；蛋白质含量虽然受遗传背景的影响，但环境和栽培因子的影响更大。稻米直链淀粉含量受Wx基因控制，携带不同Wx基因的品种会生产出不同直链淀粉含量的稻谷。目前生产上缺乏来源于同一遗传背景Wx基因的父母本配组的杂交组合，父本直链淀粉含量绝大多数在12％左右；母本分为高直链淀粉和低直链淀粉两类，高直链淀粉的含量在22％左右，低直链淀粉的含量在14％左右，生产出的稻谷不同谷粒之间直链淀粉含量差异在5个百分点以上，导致不同谷粒之间糊化温度和胶稠度不一致。
现有优质杂交水稻育种技术方案为：选择具备较大遗传背景差异、品质优异的常规纯系品种或品系，分别作为不育系(母本)和恢复系(父本)品质改良的遗传资源，通过人工杂交和不育系与恢复系的选育方法进行培育；再用培育出的新不育系和恢复系配制杂交组合，根据杂交组合的杂种优势和测试的品质选择高产优质的组合用于生产。
现有技术培育的杂交稻测试品质与实际品质存在差异，不能生产出不同谷粒之间品质均一的高档优质品种。由于不育系(母本)和恢复系(父本)中决定稻米品质的基因型不一致，其杂交组合生产出的稻谷在不同谷粒之间的品质性状发生分离，而目前法定品质测试方法是取混合样500克进行检测，其检测值不能代表谷粒的真实品质，符合优质稻米品质的品种实际上并非优质稻，蒸煮和食味品质不及同等测试品质的常规纯系品种，难以培育出高档品质的杂交稻。
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提高杂交水稻品质的育种方法。
本发明的技术方案如下：
一种提高杂交水稻品质的育种方法，(1)资源材料选定：选用从越南引进的X21作为直链淀粉含量的遗传资源，筛选出控制该直链淀粉含量Wx基因的分子标记；用重庆市种子公司培育的综合农艺性状优良的保持系Q2B作为保持系骨干亲本，用Q2A作为野败型不育胞质供体；用四川农业大学水稻所培育的恢复系蜀恢527作为恢复系骨干亲本，江苏里下河农科所培育的恢复系R818为抗白叶枯病供体，四川省农科院作物所培育的恢复系成恢047为抗稻瘟病供体；
(2)恢复系培育：第一年春在海南用蜀恢527作母本与X21杂交，经过第一年夏、秋和第二年夏加代，第二年秋在海南杂交第三代(F3)中选择农艺性状优良的个体检测目标Wx基因和测定恢复力；第三年夏在重庆选择杂交第四代(F4)中具有恢复力、携带目标Wx基因的个体与成恢047杂交，第三年秋、第四年夏和秋加代，第五年夏在重庆杂交第四代(F4)中选择农艺性状优良的个体检测目标Wx基因和稻瘟病抗性；第五年秋在海南选择杂交第五代(F5)中携带目标Wx基因、抗稻瘟病的个体再与R818杂交，第六年夏和秋、第七年夏加代；第七年秋在海南杂交第四代(F4)株系中选择63个农艺性状优良、抗白叶枯病的个体与携带目标Wx基因的不育系庆1A进行杂种优势初测，第八年夏在重庆选择有恢复力的个体进行抗稻瘟病、目标Wx基因和综合品质测定，筛选出目标恢复系；第八年秋在海南用杂交第六代(F6)中选择抗白叶枯病、直链淀粉含量在22％左右、抗稻瘟病的5个目标恢复系再与庆1A进行杂交组合制种，第九年夏配的制杂交组合在重庆不同生态点进行丰产性、抗性和品质测定，选择稻瘟病抗性小于或等于5级、比对照增产5％以上、综合品质达国颁三级、生育期与对照相当的杂交组合恢复系R78定型；
(3)不育系培育：第三年秋在海南用保持系Q2B作母本与X21进行杂交，经过第四年春和夏加代，第四年秋选择综合农艺性状和异交习性优良的个体跟踪检测目标Wx基因；第五年春在海南用杂交第四代(F4)株系中携带目标Wx基因的个体与不育系Q2A测定保持力；从第五代(F5)至第八代(F8)选择具有保持力、综合农艺性状和异交习性优良株系中的个体再与对应的不育系持续回交和保持系加代稳定，每年在海南春季、重庆夏季和海南秋季分别回交加代1次；第六年夏在重庆选择与不育胞质回交4次、加代七次的保持系26个跟踪检测目标Wx基因和测定直链淀粉含量；第六年秋在海南选择直链淀粉含量为22％左右的保持系对应的不育系与普通恢复系配制杂交组合；第七年夏在重庆检测杂交组合的杂种优势；第七年秋在海南选择具有优势的杂交组合对应的不育系再与携带目标Wx基因的恢复系进行杂种优势复测；第八年夏季在重庆筛选目标组合，并测定目标组合的直链淀粉含量，筛选出稻瘟病抗性小于或等于5级、比对照增产5％以上、直链淀粉含量为22.5％、生育期与对照II优838相当的杂交组合，不育系庆1A定型；
(4)杂交组合：用不育系庆1A与恢复系R78配制的杂交组合第十年参加重庆市区试，第十一年参加续试和生产试验，第十二年通过重庆市审定，定名为庆优78。
本发明利用同一遗传背景的控制直链淀粉的Wx基因，通过人工杂交分别与现有骨干不育系(母本)和恢复系(父本)杂交、复交，通过分子标记技术对Wx基因和直链淀粉含量进行跟踪检测，培育出直链淀粉含量在22％左右的不育系庆1A和恢复系R78，配组的杂交组合庆优78于2010年通过重庆市审定，生产出的杂交稻谷通过农业部稻米及制品质量监督检验中心(杭州)检测的直链淀粉含量为22.5％。育种者对庆优78不同谷粒的直链淀粉也进行了检测，谷粒间差异小于2个百分点，食味品质与同品质常规纯系品种相当。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
本实施例以庆优78培育过程为例进行说明，包括资源材料选定、恢复系培育、不育系培育和杂交组合配制。
(1)资源材料选定：选用从越南引进的X21作为直链淀粉含量的遗传资源，该材料直链淀粉含量为22％，符合国颁二级优质标准，2000年筛选出控制该直链淀粉含量Wx基因的分子标记；用重庆市种子公司培育的综合农艺性状优良的保持系Q2B作为保持系骨干亲本，用Q2A作为野败型不育胞质供体；用四川农业大学水稻所培育的恢复系蜀恢527作为恢复系骨干亲本，江苏里下河农科所培育的恢复系R818为抗白叶枯病供体，四川省农科院作物所培育的恢复系成恢047为抗稻瘟病供体。
(2)恢复系培育：1999年春在海南用蜀恢527作母本与X21杂交，经过1999年夏、秋和2000年夏加代，2000年秋在海南杂交第三代(F3)中选择农艺性状优良的个体检测目标Wx基因和测定恢复力；2001年夏在重庆选择杂交第四代(F4)中具有恢复力、携带目标Wx基因的个体与成恢047杂交，2001年秋、2002年夏和秋加代，2003年夏在重庆杂交第四代(F4)中选择农艺性状优良的个体检测目标Wx基因和稻瘟病抗性；2003年秋在海南选择杂交第五代(F5)中携带目标Wx基因、抗稻瘟病的个体再与R818杂交，2004年夏和秋、2005年夏加代；2005年秋在海南杂交第四代(F4)株系中选择63个农艺性状优良、抗白叶枯病的个体与携带目标Wx基因的不育系庆1A进行杂种优势初测，2006年夏在重庆选择有恢复力的个体进行抗稻瘟病、目标Wx基因和综合品质测定，筛选出目标恢复系；2006年秋在海南用杂交第六代(F6)中选择抗白叶枯病、直链淀粉含量在22％左右、抗稻瘟病的5个目标恢复系再与庆1A进行杂交组合制种，2007年夏配的制杂交组合在重庆不同生态点进行丰产性、抗性和品质测定，选择稻瘟病抗性小于或等于5级、比对照增产5％以上、综合品质达国颁三级、生育期与对照相当的杂交组合恢复系R78定型。R78的胶稠度65mm，直链淀粉含量22.1％。
(3)不育系培育：2001年秋在海南用保持系Q2B作母本与X21进行杂交，经过2002年春和夏加代，2002年秋选择综合农艺性状和异交习性优良的个体跟踪检测目标Wx基因；2003年春在海南用杂交第四代(F4)株系中携带目标Wx基因的个体与不育系Q2A测定保持力；从第五代(F5)至第八代(F8)选择具有保持力、综合农艺性状和异交习性优良株系中的个体再与对应的不育系持续回交和保持系加代稳定，每年在海南春季、重庆夏季和海南秋季分别回交加代1次；2004年夏在重庆选择与不育胞质回交4次、加代七次的保持系26个跟踪检测目标Wx基因和测定直链淀粉含量；2004年秋在海南选择直链淀粉含量为22％左右的保持系对应的不育系与普通恢复系配制杂交组合；2005年夏在重庆检测杂交组合的杂种优势；2005年秋在海南选择具有优势的杂交组合对应的不育系再与携带目标Wx基因的恢复系进行杂种优势复测；2006年夏季在重庆筛选目标组合，并测定目标组合的直链淀粉含量，筛选出稻瘟病抗性小于或等于5级、比对照增产5％以上、直链淀粉含量为22.5％、生育期与对照II优838相当的杂交组合，不育系庆1A定型。庆1A的胶稠度62mm，直链淀粉含量22.2％。
(4)杂交组合：用不育系庆1A与恢复系R78配制的杂交组合2008年参加重庆市区试，2009年参加续试和生产试验，2010年通过重庆市审定，定名为庆优78。该组合稻瘟病抗性5(中感)，全生育期比对照II优838长1.5天，比对照增产9.58％，胶稠度63mm，直链淀粉含量22.5％。不同谷粒的直链淀粉含量为21.4-22.8％，当地的常规优质品种“小粒粘”不同谷粒的直链淀粉含量为19.2-20.7％，差异均小于2个百分点，食味品质与同品质的常规纯系品种相当。
采用本发明可培育以直链淀粉含量为核心的关键品质指标近等的不育系(母本)和恢复系(父本)，从而配制出谷粒之间品质性状不分离的杂交稻组合，提高杂交稻品质，缩小杂交稻与常规纯系品种之间的品质差异，提供了一条切实可行的优质杂交水稻育种新途径。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，利用本发明人培育出的关键品质指标近等的保持系和恢复系，分别与其他保持系和恢复系杂交，培育关键品质指标近等的保持系和恢复系，再用保持系培育成不育系，最后用不育系(母本)和恢复系配制出杂交组合。而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种提高杂交水稻品质的育种方法，其特征在于，(1)资源材料选定：选用从越南引进的X21作为直链淀粉含量的遗传资源，筛选出控制该直链淀粉含量Wx基因的分子标记；用重庆市种子公司培育的综合农艺性状优良的保持系Q2B作为保持系骨干亲本，用Q2A作为野败型不育胞质供体；用四川农业大学水稻所培育的恢复系蜀恢527作为恢复系骨干亲本，江苏里下河农科所培育的恢复系R818为抗白叶枯病供体，四川省农科院作物所培育的恢复系成恢047为抗稻瘟病供体；
(2)恢复系培育：第一年春在海南用蜀恢527作母本与X21杂交，经过第一年夏、秋和第二年夏加代，第二年秋在海南杂交第三代(F3)中选择农艺性状优良的个体检测目标Wx基因和测定恢复力；第三年夏在重庆选择杂交第四代(F4)中具有恢复力、携带目标Wx基因的个体与成恢047杂交，第三年秋、第四年夏和秋加代，第五年夏在重庆杂交第四代(F4)中选择农艺性状优良的个体检测目标Wx基因和稻瘟病抗性；第五年秋在海南选择杂交第五代(F5)中携带目标Wx基因、抗稻瘟病的个体再与R818杂交，第六年夏和秋、第七年夏加代；第七年秋在海南杂交第四代(F4)株系中选择63个农艺性状优良、抗白叶枯病的个体与携带目标Wx基因的不育系庆1A进行杂种优势初测，第八年夏在重庆选择有恢复力的个体进行抗稻瘟病、目标Wx基因和综合品质测定，筛选出目标恢复系；第八年秋在海南用杂交第六代(F6)中选择抗白叶枯病、直链淀粉含量在22％左右、抗稻瘟病的5个目标恢复系再与庆1A进行杂交组合制种，第九年夏配制的杂交组合在重庆不同生态点进行丰产性、抗性和品质测定，选择稻瘟病抗性小于或等于5级、比对照增产5％以上、综合品质达国颁三级、生育期与对照相当的杂交组合，恢复系R78定型；
(3)不育系培育：第三年秋在海南用保持系Q2B作母本与X21进行杂交，经过第四年春和夏加代，第四年秋选择综合农艺性状和异交习性优良的个体跟踪检测目标Wx基因；第五年春在海南用杂交第四代(F4)株系中携带目标Wx基因的个体与不育系Q2A测定保持力；从第五代(F5)至第八代(F8)选择具有保持力、综合农艺性状和异交习性优良株系中的个体再与对应的不育系持续回交和保持系加代稳定，每年在海南春季、重庆夏季和海南秋季分别回交加代1次；第六年夏在重庆选择与不育胞质回交4次、加代七次的保持系26个跟踪检测目标Wx基因和测定直链淀粉含量；第六年秋在海南选择直链淀粉含量为22％左右的保持系对应的不育系与普通恢复系配制杂交组合；第七年夏在重庆检测杂交组合的杂种优势；第七年秋在海南选择具有优势的杂交组合对应的不育系再与携带目标Wx基因的恢复系进行杂种优势复测；第八年夏季在重庆筛选目标组合，并测定目标组合的直链淀粉含量，筛选出稻瘟病抗性小于或等于5级、比对照增产5％以上、直链淀粉含量为22.5％、生育期与对照II优838相当的杂交组合，不育系庆1A定型；
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