CN102754591B - 一种多抗水稻种质的选育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多抗水稻种质的选育方法，属于生物技术领域。本发明以同时携有抗白叶枯病基因Xa21和Xa23的亲本P1与同时携有抗稻瘟病基因Pi-K h 和Pi-1的亲本P2为亲本原料，通过聚合杂交和分子标记辅助选择技术把分散在不同抗源中的Pi1、PiK h 、Xa21和Xa23导入到同一个水稻种质中，创制携有“多抗区段”的水稻新种质，并利用“多抗”种质快速改良优良杂交稻亲本的抗性。该种质可以直接配制抗病杂交稻组合，也可作为新一轮抗病杂交稻亲本的抗源。更为重要的是，获得的多抗种质可以通过一次杂交就可将多个抗病基因导入同一个育种群体中，可以大大缩短育种时间，提高育效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种多抗水稻种质的选育方法，属于生物技术领域。
背景技术
水稻在粮食生产中占有举足轻重的地位，但是，目前水稻的抗病性问题仍十分突出，通过审定的品种或组合多数抗性不强，同时抗两种主要病害的品种较少。造成上述现状的主要原因有以下几方面：1、目前多数育种单位采用传统的育种方法进行抗病育种，育种效率低；2、缺乏综合性状优良的抗源，育种年限长；3、缺乏同时携有已知多个抗病基因的种质，育种效率低。因此，创建携有多个抗病基因的水稻亲本对水稻的抗病育种具有重要的意义。目前已有个别通过标记辅助选择技术把2-3个抗病基因导入水稻的研究报道，但是都是针对分散在不同染色体片段上的抗性基因进行聚合的，还未发现根据水稻抗病基因“成簇分布”的特点进行多抗水稻种质创制的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多抗水稻的选育方法，通过聚合杂交和分子标记辅助选择技术创制携有多个抗病基因的水稻新种质。
本发明采取的技术方案如下：
（1）同时携有抗白叶枯病基因Xa21和Xa23的亲本P1与同时携有抗稻瘟病基因Pi-K h 和Pi-1的亲本P2相互杂交，获得杂交F1。
（2）种植步骤（1）中获得的F1，成熟期收种获得F2种子。
（3）种植（2）获得的F2，通过与抗病基因紧密连锁的分子标记筛选出杂合抗病标记基因型（即标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1）的单株。
（4）种植（3）中筛选的单株，收获自交F3种子。
（5）种植自交F3，通过分子标记辅助选择技术选出携有纯合抗病标记基因型（即标记基因型为Xa21Xa21Xa23Xa23 PiK h PiK h Pi1Pi1）的单株，抽穗期与轮回亲本P3杂交。
（6）种植（5）中获得的杂交F1，抽穗期与轮回亲本P3回交，获得BC1F1种子。
（7）种植（6）中的BC1F1种子，从中选出株叶形态与轮回亲本P3相近且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株继续与轮回亲本P3回交，获得BC2F1种子。
（8）种植（7）中的BC2F1种子，从中选出株叶形态与轮回亲本P3相近且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株继续与轮回亲本P3回交，获得BC3F1种子。
（9）种植（8）中的BC3F1种子，从中选出株叶形态与轮回亲本P3相近且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株自交，获得BC3F2种子。
（10）种植（9）中的BC3F2种子，从中选出株叶形态与轮回亲本P3相近且标记基因型为Xa21Xa21Xa23Xa23 PiK h PiK h Pi1Pi1的单株自交，获得BC3F3株系，通过鉴定、筛选得到多抗水稻。
本发明通过对BC3F3株系进行配合力鉴定、抗性鉴定等，选出保留轮回亲本P3主要优点但其白叶枯和稻瘟病抗性得到改良的“多抗”新种质。所育成的新种质同时携有水稻第11号染色体上的Pi1、PiK h 、Xa21和Xa23基因。
所述轮回亲本P3为优良杂交稻亲本或品系。
本发明的原理在于：根据前人对Pi1、PiK h 、Xa21和Xa23的定位结果，这4个水稻抗病基因均位于水稻第11号染色体上，它们之间的连锁关系为：Xa21－Xa23－Pi-K h －Pi1，整个区段的长度大约为30cM，且上述4个抗病基因均已有与其紧密连锁的分子标记。本发明根据上述抗病基因的成簇分布的特点，以Pi1、PiKh、Xa21和Xa23所在的染色体区段作为目标“多抗区段”，通过聚合杂交和分子标记辅助选择技术把分散在不同抗源中的Pi1、PiK h 、Xa21和Xa23导入到同一个水稻种质中，创制携有 “多抗区段”的水稻新种质，并利用“多抗”种质快速改良优良杂交稻亲本的抗性。
本发明的效果在于通过聚合杂交和分子标记辅助选择技术创制同时携有Pi-1、Pi-K h 、Xa-21和Xa-23的“多抗”水稻新种质，并应用到杂交水稻亲本的抗性改良中，快速选育“多抗”杂交稻亲本。本发明的优点是获得的“多抗”种质同时携有在水稻11号染色体上“成簇分布的4个抗性基因，该种质可以直接配制抗病杂交稻组合，也可作为新一轮抗病杂交稻亲本的抗源。更为重要的是，获得的多抗种质可以通过一次杂交就可将多个抗病基因导入同一个育种群体中，可以大大缩短育种时间，提高育效率。同时由于“多抗区段”具有作为一个整体遗传给后代的倾向，因而在育种过程中可以对多个抗病基因同时进行标记选择，也可以通过人工或自然接种鉴定进行选择，因此也非常适合于广大基层育种工作者。
具体实施方式
实施例一：
1、携有白叶枯病抗性基因Xa21和Xa23的供体亲本L17（安徽省农业科学院水稻研究所倪大虎等育成的携有抗稻瘟病的Pi9(t)基因和抗白叶枯病基因Xa21及Xa23的株系）（倪大虎等。分子标记辅助培育水稻抗白叶枯病和稻瘟病三基因聚合系。作物学报。2008，34(1)：100-105）与携有稻瘟病抗性基因Pi-K h 和Pi-1的07中MA119-2-3（福建农林大学蒋云林通过分子标记辅助育种技术选育出的携有Pi-K h 和Pi-1基因的Ⅱ-32B抗病近等基因系）（蒋云林。利用MAS技术选育持久抗病杂交水稻亲本的研究。福建农林大学硕士学位论文，2008，第63页）杂交，获得F1。
2、种植F1，成熟时收种种子，获得F2 种子。
3、种植F2，在F2大群体中通过与抗病基因紧密连锁的分子标记筛选出标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株。
4、种植3步骤的中选单株，收获自交F3种子。
5、种植自交F3，通过分子标记辅助选择技术选出标记基因型为Xa21Xa21Xa23Xa23 PiK h PiK h Pi1Pi1的单株，抽穗期与恢复系明恢63杂交，获得杂种F1。
6、种植5中获得的F1，抽穗期与明恢63回交，获得BC1F1种子。
7、种植6中的BC1F1种子，从中选出株叶态最像明恢63且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株继续与明恢63回交，获得BC2F1种子。
8、种植7中的BC2F1种子，从中选出株叶态最像明恢63且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株继续与明恢63回交，获得BC3F1种子。
9、种植8中的BC3F1种子，从中选出株叶态最像明恢63且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株自交，获得BC3F2种子。
10、种植9中的BC3F2种子，从中选出株叶态最像明恢63且标记基因型为Xa21Xa21Xa23Xa23 PiK h PiK h Pi1Pi1的单株自交，获得BC3F3株系。
11、利用10获得的不同株系，进行配合力鉴定、抗性鉴定等，选出保留明恢63主要优点但抗白叶枯和稻瘟病的“多抗”恢复系。
实施例二：
1、携有白叶枯病抗性基因Xa21和Xa23的新品系R106（罗彦长等育成的携有Xa21和Xa23基因的新品系）（罗彦长等。聚合抗稻白叶枯病双基因三系不育系R106A的选育研究。中国农业科学，2005，38 (11): 2157-2164）与同时携有稻瘟病抗性基因Pi-Kh和Pi-1的07中MA120-2-2（福建农林大学蒋云林通过分子标记辅助育种技术选育出的携有Pi-K h 和Pi-1基因的Ⅱ-32B抗病近等基因系Ⅱ-32B 的抗病近等基因系）（蒋云林。利用MAS技术选育持久抗病杂交水稻亲本的研究。福建农林大学硕士学位论文，2008，第63页）杂交，获得F1。
2、种植F1，成熟时收种种子，获得F2 种子。
3、种植F2，在F2群体中通过与抗病基因紧密连锁的分子标记筛选出标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株。
4、种植3步骤的中选单株，收获自交F3种子。
5、种植自交F3，通过分子标记辅助选择技术选出抗病标记基因型为Xa21Xa21Xa23Xa23 PiK h PiK h Pi1Pi1的单株，抽穗期与恢复系珍汕97B杂交，获得杂种F1。
6、种植5中获得的F1，抽穗期与珍汕97B回交，获得BC1F1种子。
7、种植6中的BC1F1种子，从中选出株叶态最像珍汕97B且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株继续与珍汕97B回交，获得BC2F1种子。
8、种植7中的BC2F1种子，从中选出株叶态最像珍汕97B且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株继续与珍汕97B回交，获得BC3F1种子。
9、种植8中的BC3F1种子，从中选出株叶态最像珍汕97B且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株自交，获得BC3F2种子。
10、种植9中的BC3F2种子，从中选出株叶态最像珍汕97B且标记基因型为Xa21Xa21Xa23Xa23 PiK h PiK h Pi1Pi1的单株自交，获得BC3F3株系。
11、利用10获得的不同株系，进行配合力鉴定、抗性鉴定等，选出保留珍汕97B主要优点但抗白叶枯和稻瘟病的“多抗”保持系。
Claims (2)
1.一种多抗水稻种质的选育方法，其特征在于：所述选育方法包括以下步骤：
（1）同时携有抗白叶枯病基因Xa21和Xa23的亲本P1与同时携有抗稻瘟病基因PiK h 和Pi1的亲本P2相互杂交，获得杂交F1；
（2）种植步骤（1）中获得的F1，成熟期收种获得F2种子；
（3）种植（2）获得的F2，通过与抗病基因紧密连锁的分子标记筛选出杂合抗病标记基因型即标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株；
（4）种植（3）中筛选的单株，收获自交F3种子；
（5）种植自交F3，通过分子标记辅助选择技术选出携有纯合抗病标记基因型即标记基因型为Xa21Xa21Xa23Xa23 PiK h PiK h Pi1Pi1的单株，抽穗期与轮回亲本P3杂交；
（6）种植（5）中获得的杂交F1，抽穗期与轮回亲本P3回交，获得BC1F1种子；
（7）种植（6）中的BC1F1种子，从中选出株叶形态与轮回亲本P3相近且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株继续与轮回亲本P3回交，获得BC2F1种子；
（8）种植（7）中的BC2F1种子，从中选出株叶形态与轮回亲本P3相近且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株继续与轮回亲本P3回交，获得BC3F1种子；
（9）种植（8）中的BC3F1种子，从中选出株叶形态与轮回亲本P3相近且标记基因型为Xa21xa21Xa23xa23 PiK h piK h Pi1 pi1的单株自交，获得BC3F2种子；
（10）种植（9）中的BC3F2种子，从中选出株叶形态与轮回亲本P3相近且标记基因型为Xa21Xa21Xa23Xa23 PiK h PiK h Pi1Pi1的单株自交，获得BC3F3株系，通过鉴定、筛选得到多抗水稻。
2.根据权利要求1所述的多抗水稻种质的选育方法，其特征在于：所述轮回亲本P3为优良杂交稻亲本或品系。
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