CN102657073A

CN102657073A - 一种耐热粳稻育种方法

Info

Publication number: CN102657073A
Application number: CN2012101167402A
Authority: CN
Inventors: 李贤勇; 王楚桃; 何永歆; 李顺武; 朱子超; 欧阳杰; 梁永书
Original assignee: Chongqing Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Chongqing Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-09-12

Abstract

本发明公开了一种耐热粳稻育种方法，以耐高温农家粳糯品种作父本或母本，与粳稻区综合农艺性状优良的品种作母本或父本进行人工去雄杂交，杂交第一代在海南加代种植；第二代在具备高温胁迫的育种基地种植，要求抽穗和灌浆期与极端高温时段匹配，用碘篮染色法进行直链淀粉简易测定，淘汰染成棕红色的种子，选择染成篮色的对应带胚米粒在纸床上进行无阻力发芽，并在海南进行第三代加代种植；第四代和第六代再进行两次上述检测筛选，第五代和第七代在海南加代种植；在第八代遗传性状基本稳定后，再进行品质、抗性和综合农艺性状测定，获得具备耐热能力的粳稻品种或品系。避免了现有技术反复与粳稻材料复交，育种周期缩短一倍以上。

Description

一种耐热粳稻育种方法

技术领域

本发明涉及的是一种耐热粳稻育种方法。

背景技术

籼稻和粳稻是栽培稻的两个亚种。籼稻耐热性好，但耐寒性较差，适宜我国气温较高的南方稻区种植；粳稻耐寒性好，但耐热性较差，适合我国纬度较高或海拔较高、气候温和的冷凉地区种植。粳稻耐热性较差主要表现在抽穗杨花和灌浆期，在高温条件下叶片早衰、结实低、灌浆不充实，产量不高，品质较差。粳稻耐肥能力强、抗倒伏、不易落粒，适宜机械化和集约化生产，增产潜力较大；品质优良，尤其是加工整精米率高，适宜规模化和商品化生产。“籼改粳”是我国南方稻区水稻发展的新方向，是保障粮食安全的有效措施，在长江下游江苏、安徽等省已经获得成功。但是，在长江中上游高温伏旱区和低纬度地区，耐热性差成为制约“籼改粳”的技术瓶颈，急需培育耐热粳稻品种来支撑该区域粳稻发展。

目前还缺乏成熟、可靠、高效的耐热粳稻育种技术。耐热性是一个受多基因控制的综合农艺性状，理论上可以通过转基因技术解决，但相关基因定位、克隆和多基因转导的基础工作还很薄弱，目前靠转基因技术还难以解决该问题。利用具备耐热能力的籼稻进行常规杂交转育，理论上也可以培育出耐热粳稻品种，但由于籼粳亚种间杂交亲和性差，后代结实差，会掩盖成功转入耐热性状后代的表现，难以对叶片早衰、结实和灌浆充实度进行同步选择，可靠性差；且需要与粳稻进行反复回交才能培育出真正的粳稻品种，其效率低。

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耐热粳稻育种方法。

本发明的技术方案如下：

一种耐热粳稻育种方法，以耐高温农家粳糯品种作父本或母本，与粳稻区综合农艺性状优良的品种作母本或父本进行人工去雄杂交，杂交第一代在海南加代种植；第二代在具备高温胁迫的育种基地种植，要求抽穗和灌浆期与极端高温时段匹配，对单株单穗挂牌标注抽穗时间，记载抽穗和灌浆期的日最低温和最高温，选择在日均温32℃、最高温在38℃以上结实率90％以上、灌浆充实的耐热单株，收取的种子进行单粒编号、剥壳、在无胚端切取三分之一米粒，用碘篮染色法进行直链淀粉简易测定，淘汰染成棕红色的种子，选择染成篮色的对应带胚米粒在纸床上进行无阻力发芽，并在海南进行第三代加代种植；第四代和第六代再进行两次上述检测筛选，第五代和第七代在海南加代种植；在第八代遗传性状基本稳定后，再进行品质、抗性和综合农艺性状测定，获得具备耐热能力的粳稻品种或品系。

所述的方法，2000年秋在海南用来自北方的粳稻“东农415”作母本与“合川糯稻”进行杂交；2001年春在海南种植杂交第一代；2001年夏在重庆含谷基地高温条件下种植第二代，选择在日均温32℃、最高温在38℃以上结实率90％以上、灌浆充实的耐热单株，收取的种子进行单粒编号、剥壳、在无胚端切取三分之一米粒，用碘篮染色法进行直链淀粉简易测定，淘汰染成棕红色的种子；2001年秋，将染成篮色的对应带胚米粒在纸床上进行无阻力发芽，海南进行第三代加代种植，选择植株矮健的单株收种；2002年夏在重庆含谷基地高温条件下种植第四代，按上述方法筛选耐热单株；2002年秋在海南进行第五代加代种植；2003年夏再在重庆含谷基地高温条件下种植第六代，筛选耐热单株；2003年秋季在海南进行第七代加代种植；2004年夏季在重庆对遗传稳定的株系进行耐热性和稻瘟病抗性鉴定、品质和主要农艺性状测定，选择出株高在100-110厘米、稻瘟病综合抗性指数在低于5级、米质达国标三级以上、穗平着粒数在130-150粒的4个品系，在日均温32℃、最高温在38℃的高温条件下结实率92-95％以上的耐热粳稻，育种过程完成。

本发明选用高温伏旱常发区具备耐热能力的粳糯资源作为耐热性状的供体，通过粳稻与粳稻杂交培育耐热粳稻品种，克服了籼稻和粳稻杂交由于亲和性差造成对耐热性状的掩盖，便于对目标性状进行准确跟踪。降低工作量，提高育种效率：采用本发明专利只需进行一次人工杂交即可选育出纯粳型的耐热粳稻品种，避免了现有技术反复与粳稻材料复交，育种周期缩短一倍以上，人、财、物投入减少三分之二以上。

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。

2.2.1选择抽穗和灌浆期具备持续极端高温的环境胁迫的品种培育基地。在高温伏旱常发区选择抽穗和灌浆期与高温时段匹配、海拔300米左右、地势相对闭塞的试验田作为品种培育基地，在抽穗和灌浆期具备连续10天以上39℃以上的极端高温，以自然高温胁迫作为耐热性状的选择压。本方案选择在重庆九龙坡区含谷镇宝洪村，海拔285米，处于中梁山和歌乐山围绕之中，是重庆极端高温频发区，常年高温出现在7月15-8月10日，与水稻抽穗和灌浆期匹配。

2.2.2选择典型高温籼稻区的农家粳糯品种作为耐热性状供体。要求选择的粳糯品种是经过长期高温胁迫自然进化和人工筛选，典型高温伏旱区土生土长的农家品种，在39℃的极端高温下结实率高于85％、灌浆充实。本方案选择了3个适合重庆低海拔高温条件下种植的农家粳糯品种作为耐热供体，分别是来自合川的“合川糯稻”(中秆，株高140厘米，稻瘟病抗性3级)、来自巴南的“石滩糯稻”(高秆，株高165厘米，稻瘟病抗性7级)和重庆普遍种植的“荷香糯”(高秆，株高170厘米，稻瘟病抗性9级)。

2.2.3耐热粳稻品种培育。以耐高温农家粳糯品种作父本或母本，与粳稻区综合农艺性状优良的品种作母本或父本进行人工去雄杂交，杂交第一代(F₁)在海南加代种植；第二代(F₂)在具备高温胁迫的育种基地种植，要求抽穗和灌浆期与极端高温时段匹配，对单株单穗挂牌标注抽穗时间，记载抽穗和灌浆期的日最低温和最高温，选择在日均温32℃、最高温在38℃以上结实率90％以上、灌浆充实的耐热单株，收取的种子进行单粒编号、剥壳、在无胚端切取三分之一米粒，用碘篮染色法进行直链淀粉简易测定，淘汰染成棕红色的种子，选择染成篮色的对应带胚米粒在纸床上进行无阻力发芽，并在海南进行第三代(F₃)加代种植；第四代(F₄)和第六代(F₆)再进行两次上述检测筛选，第五代(F₅)和第七代(F₇)在海南加代种植；在第八代(F₈)遗传性状基本稳定后，再进行品质、抗性和综合农艺性状测定，获得具备耐热能力的粳稻品种或品系。

本方案具体实施过程是：选用北方粳稻“辽粳326”、“宁粳19”、“沈农265”、“东农415”和长江下游粳稻品种“镇稻3号”，进行了大量的耐热粳稻培育，仅以“东农415”和“合川糯稻”育种过程为案例。2000年秋在海南用来自北方的粳稻“东农415”

(矮秆，株高100厘米)作母本与“合川糯稻”进行杂交；2001年春在海南种植杂交第一代(F₁)；2001年夏在重庆含谷基地高温条件下种植第二代(F₂)，选择在日均温32℃、最高温在38℃以上结实率90％以上、灌浆充实的耐热单株，收取的种子进行单粒编号、剥壳、在无胚端切取三分之一米粒，用碘篮染色法进行直链淀粉简易测定，淘汰染成棕红色的种子；2001年秋，将染成篮色的对应带胚米粒在纸床上进行无阻力发芽，海南进行第三代(F₃)加代种植，选择植株矮健的单株收种；2002年夏在重庆含谷基地高温条件下种植第四代(F₄)，按上述方法筛选耐热单株；2002年秋在海南进行第五代(F₅)加代种植；2003年夏再在重庆含谷基地高温条件下种植第六代(F₆)，筛选耐热单株；2003年秋季在海南进行第七代(F₇)加代种植；2004年夏季在重庆对遗传稳定的株系进行耐热性和稻瘟病抗性鉴定、品质和主要农艺性状测定，选择出株高在100-110厘米、稻瘟病综合抗性指数在低于5级、米质达国标三级以上、穗平着粒数在130-150粒的4个品系，在日均温32℃、最高温在38℃的高温条件下结实率92-95％以上，而原品种“东农415”在此高温条件下的结实率只64％，耐热粳稻育种过程完成。

本发明方法排除现有技术采用的籼稻和粳稻杂交由于亲和性差对耐热性状选择障碍。耐热粳稻需要选择在高温下结实90％以上的后代，而籼稻和粳稻之间的遗传背景差距较大，杂交后代的亲和性差，杂交第一代的结实率只有20％左右，第二代个体之间结实率差异很大，通常分布在0-50％之间，极难选出结实率达到90％的个体，即使是结实率较高的个体，灌浆充实度也较差，导致转入的耐热性状不能有效地表现。本发明采用的粳稻与粳稻杂交，克服了上述问题，可直接根据在高温下的结实率和灌浆充实度判定是否具备耐热能力。

本发明的方法降低工作量，提高育种效率。籼稻和粳稻杂交不能选出粳型后代，需要在杂交后代中筛选偏粳型的个体再与粳稻进行2-3次复交；加之不能对第两次杂交后代进行准确的耐热性状跟踪选择，需要选择大量的偏粳型的个体进行复交，杂交量是本发明100倍左右；每次复交都需要对不同代次的杂交后代进行种植，田中种植群体比本发明大3倍以上，需要投入的人财物成本比本发明大3倍以上；采用本发明只需4-5年即可实现育种目标，而现有技术需要耗时8-10年，大幅度缩短育种周期。

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，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

1.一种耐热粳稻育种方法，其特征在于，以耐高温农家粳糯品种作父本或母本，与粳稻区综合农艺性状优良的品种作母本或父本进行人工去雄杂交，杂交第一代在海南加代种植；第二代在具备高温胁迫的育种基地种植，要求抽穗和灌浆期与极端高温时段匹配，对单株单穗挂牌标注抽穗时间，记载抽穗和灌浆期的日最低温和最高温，选择在日均温32℃、最高温在38℃以上结实率90％以上、灌浆充实的耐热单株，收取的种子进行单粒编号、剥壳、在无胚端切取三分之一米粒，用碘篮染色法进行直链淀粉简易测定，淘汰染成棕红色的种子，选择染成篮色的对应带胚米粒在纸床上进行无阻力发芽，并在海南进行第三代加代种植；第四代和第六代再进行两次上述检测筛选，第五代和第七代在海南加代种植；在第八代遗传性状基本稳定后，再进行品质、抗性和综合农艺性状测定，获得具备耐热能力的粳稻品种或品系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一年秋在海南用来自北方的粳稻“东农415”作母本与“合川糯稻”进行杂交；第二年春在海南种植杂交第一代；第二年夏在重庆含谷基地高温条件下种植第二代，选择在日均温32℃、最高温在38℃以上结实率90％以上、灌浆充实的耐热单株，收取的种子进行单粒编号、剥壳、在无胚端切取三分之一米粒，用碘篮染色法进行直链淀粉简易测定，淘汰染成棕红色的种子；第二年秋，将染成篮色的对应带胚米粒在纸床上进行无阻力发芽，海南进行第三代加代种植，选择植株矮健的单株收种；第三年夏在重庆含谷基地高温条件下种植第四代，按上述方法筛选耐热单株；第三年秋在海南进行第五代加代种植；第四年夏再在重庆含谷基地高温条件下种植第六代，筛选耐热单株；第四年秋季在海南进行第七代加代种植；第五年夏季在重庆对遗传稳定的株系进行耐热性和稻瘟病抗性鉴定、品质和主要农艺性状测定，选择出株高在100-110厘米、稻瘟病综合抗性指数在低于5级、米质达国标三级以上、穗平着粒数在130-150粒的4个品系，在日均温32℃、最高温在38℃的高温条件下结实率92-95％以上的耐热粳稻，育种过程完成。