CN104137767A - 高抗逆性长穗颈三系不育系的选育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高抗逆性长穗颈三系不育系的选育方法，属于水稻抗逆性育种技术领域。本方法选抗旱品种绿旱1号、耐寒品种东野一号、耐盐碱品种东稻四号为抗源亲本，以长穗颈三系保持系eB为轮回亲本，通过杂交回交聚合方法将这3种水稻抗逆性的抗源基因聚合到长穗颈三系保持系eB中，经多代回交和筛选，育成农艺和产量性状与长穗颈三系保持系eB高度一致、具有高抗逆性的长穗颈三系保持系（抗逆eB系），抗逆eB系与对应的长穗颈不育系（eA系）杂交并回交3代，即可育成高抗逆性长穗颈三系不育系（抗逆eA系）用它配制三系杂交稻可提高杂交稻的抗逆性水平。
Description
技术领域
本发明具体涉及高抗逆性长穗颈三系不育系的选育方法，属于水稻抗逆性育种技术领域。
背景技术
水稻作为中国第一大粮食作物，对解决中国粮食安全和提高人民健康水平作出了巨大贡献。水稻对各种胁迫(逆境)因子如抗寒、抗旱、抗盐等的抗御能力称为水稻抗逆性。近年来，全球自然灾害发生次数多，同时人口增加、水资源短缺、土壤盐碱荒漠化的趋势和农业劳动力短缺等日益加剧，由此带来的各种胁迫直接影响到水稻的生产，盐碱、干旱、低温等已成为水稻产量损失的主要原因，近年了育种家对抗逆性育种机制及抗逆性育种作了大量研究，并取得了一些进展，也育成了一些抗逆性品种，但大都为单一抗逆性品种。培育能全面耐盐碱抗干旱耐低温性强的高产品种对于突破当前我国抗逆性品种紧缺困境，应对干旱、盐碱地等生态环境恶劣年份，为中国粮食安全增添新的技术储备，保障国家粮食安全具有重要现实意义。杂交水稻的三系不育系存在着遗传性包穗的缺陷，种子生产必需施用“920”（赤霉素），不仅增加了种子生产的成本，且施用“920”还造成了环境污染，福建农林大学利用eui基因选育的长穗颈三系不育系可达到遗传解除或缓解包穗，不用或少用“920”，从而使杂交稻的种子生产成本下降，种子质量提高并减少环境污染。但长穗颈三系不育系同样也存在抗逆性差的问题。
本发明方法通过杂交回交聚合方法将多种水稻抗逆性的抗源基因聚合到长穗颈三系保持系材料中，育成农艺和产量性状与长穗颈三系保持系高度一致、具有高抗逆性的长穗颈三系保持系，再通过抗逆性长穗颈保持系与对应的长穗颈不育系杂交回交，育成高抗逆性长穗颈三系不育系，用它配制三系杂交稻可提高杂交稻的抗逆性水平，可适应干旱、寒害、盐碱地等恶劣气候和土壤条件，保证水稻产量，对确保水稻生产和粮食安全意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高抗逆性长穗颈三系不育系的选育方法，从而大大提高长穗颈三系不育系的抗逆性水平。本方法以抗旱品种绿旱1号(审定编号:国审稻2005053；国家农作物品种权保护，公告号：CNA002893E)、耐寒品种东野一号(陈大洲.东乡野生稻耐冷性研究及其应用［D］.南京: 南京农业大学，2004)、耐盐碱品种东稻四号(审定编号：吉审稻2010005)为抗源亲本，以长穗颈三系保持系eB（II-32eB1、金23eB、协青早eB1或协青早eB2，均为福建农林大学作物遗传改良研究所选育）为轮回亲本，通过杂交回交聚合方法将这3种水稻抗逆性的抗源基因聚合到长穗颈三系保持系eB中，经多代回交和筛选，育成农艺和产量性状与长穗颈三系保持系eB高度一致、具有高抗逆性的长穗颈三系保持系（抗逆eB系），抗逆eB系与对应的长穗颈不育系（eA系）杂交并回交3代，即可育成高抗逆性长穗颈三系不育系（抗逆eA系），用它配制三系杂交稻可提高杂交稻的抗逆性水平，可适应干旱、寒害、盐碱地等恶劣气候和土壤条件，保证水稻产量。
为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：
1）选抗旱品种绿旱1号-A、耐寒品种东野一号-B、耐盐碱品种东稻四号-C为抗源亲本，长穗颈三系保持系eB为轮回亲本-D，分别作杂交A/B和D/C，得杂交F1代，分别以F1-AB和F1-CD表示；
2）种植F1-AB和F1-CD，在开花期作杂交F1-CD/F1-AB，得复交F1-ABCD，种植F1-ABCD，自交得F2-ABCD，种植F2-ABCD，群体在1200-1500株，苗期分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，对高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的秧苗进行挂牌标记，成熟期选择挂牌标记且具有长穗颈性状的稻株收种，得F3-ABCD；
3）株系种植具有长穗颈性状且全抗3种逆境的F3-ABCD单株种子，每个株系种植30-40株，同时种植长穗颈三系保持系轮回亲本eB，开花期选择农艺性状优异的单株5个与轮回亲本eB作母本杂交，得5个杂交F1代，以BF1- ABCD表示；
4）种植3）所得5个BF1-ABCD种子，自交得BF2-ABCD，株系种植BF2-ABCD，同时种植轮回亲本eB，苗期对BF2-ABCD分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，保留抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗；
5）开花期选择农艺性状优异的BF2-ABCD单株5个与轮回亲本eB作母本回交，得5个回交BC1F1代，种植BC1F1代种子，自交得BC1F2代，种植BC1F2代，同时种植轮回亲本eB，苗期对BC1F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异的挂牌单株5个与轮回亲本eB作母本继续回交，得5个回交BC2F1代；
6）种植5）所得BC2F1代种子，自交得BC2F2代，种植BC2F2代，同时种植轮回亲本eB，苗期对BC2F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异、与轮回亲本eB最相似的单株10株与轮回亲本eB作母本继续回交，得10个回交BC3F1代；
7）种植6）所得BC3F1代种子，自交得BC3F2代，种植BC3F2代，同时种植轮回亲本eB对应的长穗颈不育系eA，苗期对BC3F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的稻苗，开花期选择农艺性状优异、与轮回亲本eB最相似的单株5株即可定型为高抗逆性长穗颈三系保持系抗逆eB系；
8）抗逆eB系与原eB系相对应的长穗颈不育系eA系杂交并回交3代，即可育成高抗逆性长穗颈三系不育系抗逆eA系。
上述的高抗逆性长穗颈三系不育系的选育方法，其轮回亲本长穗颈三系保持系eB为II-32eB1、金23eB、协青早eB1或协青早eB2，其相对应的长穗颈三系不育系eA为II-32eA1、金23eA、协青早eA1或协青早eA2。
上述育成的高抗逆性长穗颈三系不育系具有抗干旱、耐寒、耐盐碱的特性。
本发明的有益效果：
本发明的效果在于分别把控制抗旱、耐寒、耐盐碱的抗源基因通过杂交及回交育种方法导入长穗颈三系不育系中，育成与原三系不育系遗传背景相同但具有高抗逆性的长穗颈三系不育系，高抗逆性的长穗颈三系不育系农艺和产量性状与原长穗颈三系不育系高度一致，仍然具备高产、优质特性，但高抗逆性的长穗颈三系不育系配制的三系杂交稻抗逆性好，可适应干旱、寒害、盐碱地等恶劣气候和土壤条件，在恶劣气候和土壤条件下每亩比对照品种可增加产量20-28%。
具体实施方式
实施例1：
1）选抗旱品种绿旱1号（A）、耐寒品种东野一号（B）、耐盐碱品种东稻四号（C）为抗源亲本，长穗颈三系保持系II-32eB1为轮回亲本（D），分别作杂交A/B和D/C，得杂交F1代，分别以F1-AB和F1-CD表示；
2）种植F1-AB和F1-CD，在开花期作杂交F1-CD/F1-AB，得复交F1（F1-ABCD），种植F1-ABCD，自交得F2-ABCD，种植F2-ABCD，群体在1200-1500株，苗期分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，对高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的秧苗进行挂牌标记，成熟期选择挂牌标记且具有长穗颈性状的稻株收种，得F3-ABCD；
3）株系种植具有长穗颈性状且全抗3种逆境的F3-ABCD单株种子，每个株系种植30-40株，同时种植长穗颈三系保持系轮回亲本II-32eB1，开花期选择农艺性状优异的单株5个与II-32eB1（作母本）杂交，得5个杂交F1代，以BF1- ABCD表示；
4）种植3）所得5个BF1-ABCD种子，自交得BF2-ABCD，株系种植BF2-ABCD，同时种II-32eB1，苗期对BF2-ABCD分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，保留抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗；
5）开花期选择农艺性状优异的BF2-ABCD单株5个与II-32eB1（作母本）回交，得5个回交BC1F1代，种植BC1F1代种子，自交得BC1F2代，种植BC1F2代，同时种植II-32eB1，苗期对BC1F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异的挂牌单株5个与II-32eB1（作母本）继续回交，得5个回交BC2F1代；
6）种植5）所得BC2F1代种子，自交得BC2F2代，种植BC2F2代，同时种植II-32eB1，苗期对BC2F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异、与II-32eB1最相似的单株10株与II-32eB1（作母本）继续回交，得10个回交BC3F1代；
7）种植6）所得BC3F1代种子，自交得BC3F2代，种植BC3F2代，同时种植II-32eB1对应的长穗颈不育系II-32eA1，苗期对BC3F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的稻苗，开花期选择农艺性状优异、与II-32eB1最相似的单株5株即可定型为高抗逆性长穗颈三系保持系（抗逆II-32eB1）；
8）抗逆II-32eB1与II-32eA1杂交并回交3代，即可育成高抗逆性长穗颈三系不育系“抗逆II-32eA1”；
抗逆II-32eA1与恢复系闽恢86配组的杂交稻“抗逆II-32eA1/闽恢86”农艺和产量性状与“II-32eA1/闽恢86”高度一致，仍然具备高产、优质特性，但抗逆性好，可适应干旱、寒害、盐碱地等恶劣气候和土壤条件，在恶劣气候和土壤条件下每亩比对照品种“II-32eA1/闽恢86”增加产量20-25%。
实施例2：
1）选抗旱品种绿旱1号（A）、耐寒品种东野一号（B）、耐盐碱品种东稻四号（C）为抗源亲本，长穗颈三系保持系协青早eB1为轮回亲本（D），分别作杂交A/B和D/C，得杂交F1代，分别以F1-AB和F1-CD表示；
2）种植F1-AB和F1-CD，在开花期作杂交F1-CD/F1-AB，得复交F1（F1-ABCD），种植F1-ABCD，自交得F2-ABCD，种植F2-ABCD，群体在1200-1500株，苗期分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，对高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的秧苗进行挂牌标记，成熟期选择挂牌标记且具有长穗颈性状的稻株收种，得F3-ABCD；
3）株系种植具有长穗颈性状且全抗3种逆境的F3-ABCD单株种子，每个株系种植30-40株，同时种植长穗颈三系保持系轮回亲本协青早eB1，开花期选择农艺性状优异的单株5个与协青早eB1（作母本）杂交，得5个杂交F1代，以BF1- ABCD表示；
4）种植3）所得5个BF1-ABCD种子，自交得BF2-ABCD，株系种植BF2-ABCD，同时种协青早eB1，苗期对BF2-ABCD分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，保留抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗；
5）开花期选择农艺性状优异的BF2-ABCD单株5个与协青早eB1（作母本）回交，得5个回交BC1F1代，种植BC1F1代种子，自交得BC1F2代，种植BC1F2代，同时种植协青早eB1，苗期对BC1F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异的挂牌单株5个与协青早eB1（作母本）继续回交，得5个回交BC2F1代；
6）种植5）所得BC2F1代种子，自交得BC2F2代，种植BC2F2代，同时种植协青早eB1，苗期对BC2F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异、与协青早eB1最相似的单株10株与协青早eB1（作母本）继续回交，得10个回交BC3F1代；
7）种植6）所得BC3F1代种子，自交得BC3F2代，种植BC3F2代，同时种植协青早eB1对应的长穗颈不育系协青早eA1，苗期对BC3F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的稻苗，开花期选择农艺性状优异、与协青早eB1最相似的单株5株即可定型为高抗逆性长穗颈三系保持系（抗逆协青早eB1）；
8）抗逆协青早eB1与协青早eA1杂交并回交3代，即可育成高抗逆性长穗颈三系不育系“抗逆协青早eA1”；
抗逆协青早eA1与恢复系闽恢63配组的杂交稻“抗逆协青早eA1/闽恢63”农艺和产量性状与“协青早eA1/闽恢63”高度一致，仍然具备高产、优质特性，但抗逆性好，可适应干旱、寒害、盐碱地等恶劣气候和土壤条件，在恶劣气候和土壤条件下每亩比对照品种“协青早eA1/闽恢63”增加产量22-28%。
实施例3：
1）选抗旱品种绿旱1号（A）、耐寒品种东野一号（B）、耐盐碱品种东稻四号（C）为抗源亲本，长穗颈三系保持系金23eB为轮回亲本（D），分别作杂交A/B和D/C，得杂交F1代，分别以F1-AB和F1-CD表示；
2）种植F1-AB和F1-CD，在开花期作杂交F1-CD/F1-AB，得复交F1（F1-ABCD），种植F1-ABCD，自交得F2-ABCD，种植F2-ABCD，群体在1200-1500株，苗期分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，对高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的秧苗进行挂牌标记，成熟期选择挂牌标记且具有长穗颈性状的稻株收种，得F3-ABCD；
3）株系种植具有长穗颈性状且全抗3种逆境的F3-ABCD单株种子，每个株系种植30-40株，同时种植长穗颈三系保持系轮回亲本金23eB1，开花期选择农艺性状优异的单株5个与金23eB（作母本）杂交，得5个杂交F1代，以BF1- ABCD表示；
4）种植3）所得5个BF1-ABCD种子，自交得BF2-ABCD，株系种植BF2-ABCD，同时种金23eB，苗期对BF2-ABCD分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，保留抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗；
5）开花期选择农艺性状优异的BF2-ABCD单株5个与金23eB（作母本）回交，得5个回交BC1F1代，种植BC1F1代种子，自交得BC1F2代，种植BC1F2代，同时种植金23eB，苗期对BC1F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异的挂牌单株5个与金23eB（作母本）继续回交，得5个回交BC2F1代；
6）种植5）所得BC2F1代种子，自交得BC2F2代，种植BC2F2代，同时种植金23eB，苗期对BC2F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异、与金23eB最相似的单株10株与金23eB（作母本）继续回交，得10个回交BC3F1代；
7）种植6）所得BC3F1代种子，自交得BC3F2代，种植BC3F2代，同时种植金23eB对应的长穗颈不育系金23eA，苗期对BC3F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的稻苗，开花期选择农艺性状优异、与金23eB最相似的单株5株即可定型为高抗逆性长穗颈三系保持系（抗逆金23eB）；
8）抗逆金23eB与金23eA杂交并回交3代，即可育成高抗逆性长穗颈三系不育系“抗逆金23eA”；
抗逆金23eA与恢复系闽恢63配组的杂交稻“抗逆金23eA/闽恢63”农艺和产量性状与“金23eA/闽恢63”高度一致，仍然具备高产、优质特性，但抗逆性好，可适应干旱、寒害、盐碱地等恶劣气候和土壤条件，在恶劣气候和土壤条件下每亩比对照品种“金23eA/闽恢63”增加产量20-26%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (3)
1.高抗逆性长穗颈三系不育系的选育方法，其特征在于：所述选育方法包括以下步骤：
1）选抗旱品种绿旱1号-A、耐寒品种东野一号-B、耐盐碱品种东稻四号-C为抗源亲本，长穗颈三系保持系eB为轮回亲本-D，分别作杂交A/B和D/C，得杂交F1代，分别以F1-AB和F1-CD表示；
2）种植F1-AB和F1-CD，在开花期作杂交F1-CD/F1-AB，得复交F1-ABCD，种植F1-ABCD，自交得F2-ABCD，种植F2-ABCD，群体在1200-1500株，苗期分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，对高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的秧苗进行挂牌标记，成熟期选择挂牌标记且具有长穗颈性状的稻株收种，得F3-ABCD；
3）株系种植具有长穗颈性状且全抗3种逆境的F3-ABCD单株种子，每个株系种植30-40株，同时种植长穗颈三系保持系轮回亲本eB，开花期选择农艺性状优异的单株5个与轮回亲本eB（作母本）杂交，得5个杂交F1代，以BF1- ABCD表示；
4）种植3）所得5个BF1-ABCD种子，自交得BF2-ABCD，株系种植BF2-ABCD，同时种植轮回亲本eB，苗期对BF2-ABCD分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，去除不抗旱、不耐寒、不耐盐碱的秧苗，保留抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗；
5）开花期选择农艺性状优异的BF2-ABCD单株5个与轮回亲本eB作母本回交，得5个回交BC1F1代，种植BC1F1代种子，自交得BC1F2代，种植BC1F2代，同时种植轮回亲本eB，苗期对BC1F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异的挂牌单株5个与轮回亲本eB作母本继续回交，得5个回交BC2F1代；
6）种植5）所得BC2F1代种子，自交得BC2F2代，种植BC2F2代，同时种植轮回亲本eB，苗期对BC2F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记抗旱、耐寒、耐盐碱的秧苗，开花期选择农艺性状优异、与轮回亲本eB最相似的单株10株与轮回亲本eB作母本继续回交，得10个回交BC3F1代；
7）种植6）所得BC3F1代种子，自交得BC3F2代，种植BC3F2代，同时种植轮回亲本eB对应的长穗颈不育系eA，苗期对BC3F2代分别进行抗旱、耐寒、耐盐碱试验，挂牌标记高抗旱、高耐寒、高耐盐碱的稻苗，开花期选择农艺性状优异、与轮回亲本eB最相似的单株5株即定型为高抗逆性长穗颈三系保持系抗逆eB系；
8）抗逆eB系与原eB系相对应的长穗颈不育系eA系杂交并回交3代，即育成高抗逆性长穗颈三系不育系抗逆eA系。
2.根据权利要求1所述的高抗逆性长穗颈三系不育系的选育方法，其特征在于：轮回亲本长穗颈三系保持系eB为II-32eB1、金23eB、协青早eB1或协青早eB2，其相对应的长穗颈三系不育系eA为II-32eA1、金23eA、协青早eA1或协青早eA2。
3.根据权利要求1所述的高抗逆性长穗颈三系不育系的选育方法，其特征在于：育成的高抗逆性长穗颈三系不育系具有抗干旱、耐寒、耐盐碱的特性。
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