CN103858750B - 一种高抗性淀粉杂交粳稻三交组合快速育种的方法 - Google Patents

一种高抗性淀粉杂交粳稻三交组合快速育种的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于杂交育种技术领域的一种高抗性淀粉杂交粳稻三交组合快速育种的方法。本发明首先选择针对性目标优质、高产、抗病的杂交粳稻组合，然后以高抗性淀粉含量水稻与杂交粳稻保持系和恢复系分别杂交、回交，选育高抗性淀粉粳稻保持系和恢复系，以粳稻不育系为母本与高抗性淀粉粳稻保持系为父本，配制杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系，再以杂合型高抗性淀粉粳稻不育系为母本，高抗性淀粉粳稻恢复系为父本，配制高抗性淀粉含量杂交粳稻三交组合。通过本发明方法育成的高抗性淀粉含量杂交粳稻三交组合具有高抗性淀粉功能性与高产、优质、抗病结合的特性，同时可以显著缩短育种时间。

Description

一种高抗性淀粉杂交粳稻三交组合快速育种的方法
技术领域
本发明属于杂交育种技术领域，具体涉及一种高抗性淀粉杂交粳稻三交组合快速育种的方法。
背景技术
据卫生部的统计，2010年我国糖尿病患者约9200万人，耐糖量低人群更是高达1.42亿人。稻米是我国的传统主食，普通稻米的抗性淀粉含量太低，可消化淀粉含量过高，容易导致高血糖。高抗性淀粉含量水稻品种选育是吃出健康的关键。
高抗性淀粉含量、糖尿病专用水稻新品种选育是当前实施膳食预防策略的研究热点。但值得尤为注意的是，国内外高抗性淀粉含量水稻资源缺乏，目前仅有浙江大学等个别研究单位报道采用诱变技术获得了高抗性淀粉含量籼稻突变体。不同类型水稻中的抗性淀粉含量差异显著，籼稻品种资源抗性淀粉含量相对较高，高的也多在1％以下，粳稻更低，高的仅0.5％，市场优质粳米为0.1％～0.3％。由于高抗性淀粉水稻不育系的选育工作仍有于起步阶段，高抗性淀粉杂交水稻处于不育系、保持系与恢复系杂交转育阶段，其产量、抗病性、适应性和品质水平与最新育成推广的水稻品种和杂交组合差距很大，导致高抗性淀粉含量水稻的生产成本与大米价格太高，阻碍了产业化进程。
由于高抗性淀粉含量功能性水稻育种难度大、科研投入远不及普通高产、优质和抗病水稻育种，迫切需要综合利用水稻育种的最新成果，快速提升高抗性淀粉含量水稻育种水平，以更好推动功能性新品种的大面积应用。与此同时，随着我国的城镇化的发展和生活水平的日益提高，对粳稻大米的选择趋势越来越明显。因此，高抗性淀粉粳稻品种选育也是当务之需。
高抗性淀粉含量杂交粳稻的选育和应用，是保持高抗性淀粉功能特性的同时，快速兼顾高产、优质、抗病性和适应性的关键，不仅是广大稻农种植高抗性淀粉含量水稻新品种实现增收的现实所需，也是满足粳稻大米消费者的选择，对高抗性淀粉含量水稻大面积推广与产业化采取膳食策略从源头预防我国糖尿病的发生意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高抗性淀粉杂交粳稻三交组合快速育种的方法，培育高抗性淀粉含量的大米。
一种高抗性淀粉杂交粳稻三交组合快速育种技术，其包括如下步骤：
(1)选择针对性目标优质、高产、抗病的杂交粳稻组合；所述杂交粳稻组合为不育系A／恢复系R；所述不育系A／恢复系R为A1／R1的杂交粳稻组合甬优17，即不育系甬粳4号A／恢复系甬恢12，或者A2／R2的杂交粳稻组合秀优5号，即不育系秀水110A／恢复系秀恢69；
(2)将高抗性淀粉含量(+RS)水稻与杂交粳稻保持系，杂交、回交，选择成熟时间、植株高矮和开花习性与杂交粳稻保持系相似的粳稻型优良单株，先检测并留选高抗性淀粉含量的株系，与相应的粳稻不育系成对测交，继续留选可以完全保持A系不育特性的优良株系，再评价农艺性状、品质和抗性，终选高抗性淀粉含量的优质高产抗病粳稻保持系；
所述杂交粳稻保持系为：B1，即甬粳4号B；或者B2，即秀水110B；
所述高抗性淀粉含量的优质高产抗病粳稻保持系为B1改良的高抗性淀粉粳稻不育系B1+RS；或者B2改良的高抗性淀粉的粳稻不育系B2+RS；
(3)将高抗性淀粉含量水稻与杂交粳稻恢复系杂交、回交，选择与杂交粳稻恢复系相似的粳稻型优良单株，先检测并留选高抗性淀粉含量的株系，与粳稻不育系成对测交，继续留选可以完全恢复对应A系不育特性的优良株系，再评价配合力、品质和抗性，终选高抗性淀粉含量的优质、抗病、配合力强的粳稻恢复系；
所述杂交粳稻恢复系为：R1，即甬恢12；或者R2，即秀恢69；
所述高抗性淀粉含量的优质、抗病、配合力强的粳稻恢复系为：R1+RS，即R1改良的高抗性淀粉粳稻恢复系甬恢12+RS；或者R2+RS，即R2改良的高抗性淀粉的粳稻恢复系秀恢69+RS；
(4)以粳稻不育系为母本，与高抗性淀粉含量的优质高产抗病粳稻保持系为父本，配制杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系：A1／B1+RS，即甬粳4号A/甬粳4号B+RS；或者A2／B2+RS，即秀水110A／秀水110B+RS；
所述粳稻不育系为：A1，即甬粳4号A；或者A2，即秀水110A；
(5)以杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系为母本，高抗性淀粉含量的优质、抗病、配合力强的粳稻恢复系为父本，配制高抗性淀粉含量杂交粳稻三交组合：A1／B1+RS//R1+RS，即甬粳4号A／甬粳4号B+RS／／甬恢12+RS；或者A2／B2+RS／／R2+RS，即秀水110A／秀水110B+RS／／秀恢69+RS。
通过对繁种和制种过程和杂种品比试验中涉及的植株高矮、开花习性、成熟时间、不育特性和恢复能力、杂种优势等多个特性的总体评价，选育A1系、B1+RS系和R1+RS系或A2系、B2+RS系和R2+RS可以互相匹配，三交杂种具有实际应用价值的高抗性淀粉含量杂交粳稻新组合。具体包括但不局限于：1)A1系与B1+RS系或A2系与B2+RS系的植株高矮和成熟时间相近，B1+RS系完全保持A1系或B2+RS系完全保持A2系的不育特性，即A1／B1+RS或A2／B2+RS杂种具有三系不育系鉴定标准的不育系指标；2)不育系A1和杂合型不育系A1／B1+RS或不育系A2和杂合型不育系A2B2+RS具有高异交结实率和繁种与制种的产量；3)A1系、B1+RS系和R1+RS系或A2系、B2+RS系和R2+RS具有高配合力，三交杂种A1／B1+RS／／R1+RS或A2／B2+RS／／R2+RS具有强杂种优势，其产量、品质和抗性等水平与生产上大面积推广品种相当。
本发明的有益效果：1)由于有了针对性的育种改良目标，育成的高抗性淀粉杂交粳稻三交组合在保持高抗性淀粉含量功能性的同时，有效兼顾了高产、优质、抗病性和适应性，可以更好促进广大稻农种植功能性新品种增产增收；2)科学综合利用了最新的高产优质抗病杂交粳稻新品种和高抗性淀粉含量水稻的三系法育种材料；3)杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系的选育，大大缩短了育种时间，不仅免除了普通杂交稻不育系需要连续5-6个世代的转育时间，同时与目前非常有限育成或几乎未有的纯合高抗性淀粉含量粳稻不育系比较，其开花特性、抗病性和适应性水平显著更优，有利于提高繁种和制种的产量，杂交粳稻三交组合杂种产量显著更高。
附图说明
图1为高抗性淀粉杂交粳稻三交组合快速育种的方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
附图1为以下实施例育种方法示意图。
实施例1以杂交甬优17为基础的高抗性淀粉杂交粳稻三交组合的育种方法
本实施例选择针对性目标优质、高产、抗病的杂交粳稻组合甬优17。相应材料甬粳4号A、甬粳4号B、甬恢12(可购于宁波市种子有限公司和宁波市农业科学研究院作物研究所)为杂交粳稻不育系(A1)、保持系(B1)、恢复系(R1)；高抗性淀粉含量水稻“浙辐111”(可购于浙江大学)，系从杂交水稻优良恢复系浙恢7954诱变选育的高抗性淀粉含量籼稻，系申请并授权水稻新品种，申请公告号：CNA004902E。
高抗性淀粉含量水稻浙辐111与杂交粳稻保持系甬粳4号B，杂交、回交2次，在BC2F2群体选择成熟时间、植株高矮和开花习性与甬粳4号B相似的粳稻型单株186株，检测并留选高抗性淀粉含量的株系42个，与甬粳4号A成对测交，继续留选可以完全保持甬粳4号A不育特性的优良株系16个，评价农艺性状、品质和抗性，结合配合力测配，终选高抗性淀粉含量的优质高产抗病粳稻保持系甬粳4号B+RS。
高抗性淀粉含量水稻浙辐111与杂交粳稻恢复系甬恢12，杂交、回交2次，在BC2F2群体选择与甬恢12相似的粳稻型单株256个，检测并留选高抗性淀粉含量的株系68个，与粳稻不育系甬粳4号A成对测交，继续留选可以完全恢复甬粳4号A不育特性的优良株系21个，再评价配合力、品质和抗性，终选高抗性淀粉含量的优质、抗病、配合力强的粳稻恢复系甬恢12+RS。
以粳稻不育系甬粳4号A为母本，与高抗性淀粉含量粳稻保持系甬粳4号B+RS为父本，配制杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系甬粳4号A/甬粳4号B+RS。
以杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系甬粳4号A/甬粳4号B+RS为母本，高抗性淀粉含量粳稻恢复系甬恢12+RS为父本，配制高抗性淀粉含量杂交粳稻三交组合甬粳4号A/甬粳4号B+RS／／甬恢12+RS。
根据三交杂交水稻育种各个环节涉及的水稻材料的特征特性，提供不同时间播种、田间种植管理、开花时间调节、人工辅助授粉、人工去杂等配套技术，保障各种选系及其杂种的种子质量和纯度达到国家相关规定的要求，实现各个育种系和杂交种子的规模化生产。
经大田产量联合品比试验，表明选育的高抗性淀粉含量杂交粳稻三交组合杂种在大田种植时植株高矮和成熟时间略有分离，但变异范围不会明显影响产量和收获时间，其群体产量水平同甬粳4号A与甬恢12配制杂种的产量水平相当，比浙辐111和甬粳4号B+RS的产量显著要高，品质和抗性显著更优，与目前生产主推的杂交水稻品种相仿，在正常栽培条件下每亩产量可达550公斤左右。各个品系抗性淀粉含量、产量、品质和抗病性的具体比较见表1。
表1甬优17改良品系抗性淀粉含量、产量、品质和抗病性比较
实施例2以杂交粳稻嘉优5号为基础的高抗性淀粉杂交粳稻三交组合的育种方法
本实施例选择针对性目标优质、高产、抗病的杂交粳稻组合秀优5号。相应材料秀水110A、秀水110B、秀恢69(可购于浙江勿忘农种业科技有限公司和嘉兴市农业科学研究院)为杂交粳稻不育系(A2)、保持系(B2)、恢复系(R2)。浙辐111为高抗性淀粉含量水稻(可购于浙江大学，系授权水稻新品种，申请公告号：CNA004902E)。
高抗性淀粉含量水稻浙辐111与杂交粳稻保持系秀水110B，杂交、回交2次，在BC2F2群体选择成熟时间、植株高矮和开花习性与秀水110B相似的粳稻型单株145株，检测并留选高抗性淀粉含量的株系31个，与秀水110A成对测交，继续留选可以完全保持秀水110A不育特性的优良株系12个，评价农艺性状、品质和抗性，结合配合力测配，终选高抗性淀粉含量的优质、高产、抗病粳稻保持系秀水110B+RS。
高抗性淀粉含量水稻浙辐111与杂交粳稻恢复系秀恢69，杂交、回交2次，在BC2F2群体选择与秀恢69相似的粳稻型单株176个，检测并留选高抗性淀粉含量的株系51个，与粳稻不育系秀水110A成对测交，继续留选可以完全恢复秀水110A不育特性的优良株系28个，再评价配合力、品质和抗性，终选高抗性淀粉含量的优质、抗病、配合力强的粳稻恢复系秀恢69+RS。
以粳稻不育系秀水110A为母本，与高抗性淀粉含量粳稻保持系秀水110B+RS为父本，配制杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系秀水110A／秀水110B+RS。
以杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系秀水110A／秀水110B+RS为母本，高抗性淀粉含量粳稻恢复系秀恢69+RS为父本，配制高抗性淀粉含量优质、高产抗病杂交粳稻三交组合秀水110A／秀水110B+RS／／秀恢69+RS。
根据三交杂交水稻育种各个环节涉及的水稻材料的特征特性，提供不同时间播种、田间种植管理、开花时间调节、人工辅助授粉、人工去杂等配套技术，保障各种选系及其杂种的种子质量和纯度达到国家相关规定的要求，实现各个育种系和杂交种子的规模化生产。
经大田产量联合品比试验，表明选育的高抗性淀粉含量杂交粳稻三交组合杂种在大田种植时植株高矮和成熟时间略有分离，但变异范围不会明显影响产量和收获时间，其群体产量水平同秀水110A与秀恢69配制杂种的产量水平相当，比浙辐111和秀水110B+RS的产量显著要高，品质和抗性显著更优，与目前生产主推的杂交水稻品种相仿，在正常栽培条件下每亩产量可达550公斤左右。各个品系抗性淀粉含量、产量、品质和抗病性的具体比较见表1。
表2秀优5号改良品系抗性淀粉含量、产量、品质和抗病性比较

Claims (1)

1.一种高抗性淀粉杂交粳稻三交组合快速育种技术，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)选择针对性目标优质、高产、抗病的杂交粳稻组合；所述杂交粳稻组合为不育系A／恢复系R；所述不育系A／恢复系R为A1／R1的杂交粳稻组合甬优17，即不育系甬粳4号A／恢复系甬恢12，或者A2／R2的杂交粳稻组合秀优5号，即不育系秀水110A／恢复系秀恢69；
(2)将高抗性淀粉含量水稻与杂交粳稻保持系，杂交、回交，选择成熟时间、植株高矮和开花习性与杂交粳稻保持系相似的粳稻型优良单株，先检测并留选高抗性淀粉含量的株系，与相应的粳稻不育系成对测交，继续留选可以完全保持A系不育特性的优良株系，再评价农艺性状、品质和抗性，终选高抗性淀粉含量的优质高产抗病粳稻保持系；
所述杂交粳稻保持系为：B1，即甬粳4号B；或者B2，即秀水110B；
所述高抗性淀粉含量的优质高产抗病粳稻保持系为B1改良的高抗性淀粉粳稻不育系B1+RS；或者B2改良的高抗性淀粉的粳稻不育系B2+RS；
(3)将高抗性淀粉含量水稻与杂交粳稻恢复系杂交、回交，选择与杂交粳稻恢复系相似的粳稻型优良单株，先检测并留选高抗性淀粉含量的株系，与粳稻不育系成对测交，继续留选可以完全恢复对应A系不育特性的优良株系，再评价配合力、品质和抗性，终选高抗性淀粉含量的优质、抗病、配合力强的粳稻恢复系；
所述杂交粳稻恢复系为：R1，即甬恢12；或者R2，即秀恢69；
所述高抗性淀粉含量的优质、抗病、配合力强的粳稻恢复系为：R1+RS，即R1改良的高抗性淀粉粳稻恢复系甬恢12+RS；或者R2+RS，即R2改良的高抗性淀粉的粳稻恢复系秀恢69+RS；
(4)以粳稻不育系为母本，与高抗性淀粉含量的优质高产抗病粳稻保持系为父本，配制杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系：A1／B1+RS，即甬粳4号A／甬粳4号B+RS；或者A2／B2+RS，即秀水110A/秀水110B+RS；
所述粳稻不育系为：A1，即甬粳4号A；或者A2，即秀水110A；
(5)以杂合型高抗性淀粉含量粳稻不育系为母本，高抗性淀粉含量的优质、抗病、配合力强的粳稻恢复系为父本，配制高抗性淀粉含量杂交粳稻三交组合：A1／B1+RS／／R1+RS，即甬粳4号A／甬粳4号B+RS／／甬恢12+RS；或者A2／B2+RS／／R2+RS，即秀水110A/秀水110B+RS／／秀恢69+RS。
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