CN105746338B - 一种饲用旱稻三系不育系的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种饲用旱稻三系不育系的选育方法，属于特种稻育种技术领域。本发明选用高产、高粗蛋白质含量的饲料稻品种作基础亲本，以稻草适合做饲料的谷秆两用稻品种和高产抗逆性强的旱稻品种作一般亲本，三系保持系作轮回亲本，通过科学的杂交配组、花药培养和目标性状筛选，选育出可以作旱作栽培的、高产高营养的谷秆两用混合饲料稻三系不育系，该不育系与相同类型的恢复系组配，可育成高产高营养的谷秆两用混合饲料杂交稻品种。本发明方法科学高效，易于操作，对杂交饲用旱稻品种的选育具有重要意义。

Description

一种饲用旱稻三系不育系的选育方法

技术领域

本发明属于特种稻育种技术领域，具体涉及一种饲用旱稻三系不育系的选育方法。

背景技术

饲料稻是指在生育期适宜、抗性强的基础上，采用优化栽培，能实现高产（667平方米产量550千克以上）、高含蛋白质、高出糙率（不低于80％）且适合饲用的水稻品种。“高蛋白饲料稻”要求糙米粗蛋白质含量大于或等于12%，“高蛋白饲料稻”的选育推广，不但可缓解早籼稻因口感差而难卖的问题，还可实现南方地区以饲料稻糙米替代饲料玉米的设想。用饲料稻饲养的生猪抗病性有所提高且肉质口感好，且饲养成本与玉米饲养基本持平，发展潜力巨大。而将水稻的地上部分全部割取，谷粒、秸秆、叶子混在一起作为饲料，俗称为混合饲料稻，混合饲料稻与割青、干草、谷粒相比，富含谷粒和纤维，营养价值和物理特性都较为良好，通常在蜡熟期或完熟期收割，收获也比较方便，是以稻作饲料的最佳方案。谷秆两用稻稻草的粗蛋白质含量、蛋白质消化率、干物质消化率都较一般稻草高，谷秆两用稻草中木质素和半纤维素通过脂键紧密结合的“物理硬壳”较少，相对集中，从而对稻草中营养物质的“营养封闭”程度较小，因而胃蛋白酶、纤维素酶等与谷秆两用稻草粉的接触面大，动物可从中获得较多的营养物质。因而，利用谷秆两用稻来培育混合饲料稻可以使得稻草更符合饲料要求。

我国人均水资源占有量2400吨，为世界人均水资源占有量的1/4，居世界第109位，每年由于缺水造成的经济损失逾2000亿元。而目前我国农业用水占总用水量的80%，其中水稻用水量占农业用水的70%。这意味着，仅水稻的生产耗水就占到全国总用水量的56%，因此以我国现有的水资源，难以支撑传统水稻的进一步发展。旱稻品种无需充足的水分，节水量超过50%，因此可作为国家确保粮食安全的又一选择，利用旱地发展高产旱稻，应成为维持国家粮食安全的新选择。

由于饲料稻的研究工作较迟，育种研究开展不够，在选育中缺少理论指导，又为选育工作增加了难度。本发明方法以高产、糙米粗蛋白质含量大于12%、出糙率大于80%的饲料稻品种作基础亲本，以稻草适合做饲料的谷秆两用稻品种和高产抗逆性强的旱稻品种作一般亲本，通过科学的杂交配组和目标性状筛选，选育出可以旱作栽培、高产高营养的谷秆两用混合饲料稻品种。该方法科学高效，对饲料稻品种的选育具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以旱作栽培的、可组配出高产高营养的谷秆两用混合饲料杂交稻品种三系不育系的选育方法。所得不育系与相同类型的恢复系组配，可育成高产高营养的谷秆两用混合饲料杂交稻品种。本发明的选育方法科学高效易操作，为杂交饲料稻的选育提供了一种高效的新方法，对饲料稻品种的选育具有重要意义。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种饲用旱稻三系不育系的选育方法包括以下步骤：

（1）亲本选择：选高产、糙米粗蛋白质含量大于12%、出糙率大于80%的饲料稻品种作基础亲本（P），谷秆两用稻品种（P1）和高产抗逆性强的旱稻品种（P2）作一般亲本，三系保持系（R）作轮回亲本；

（2）杂交配组方法：为使饲料稻品种（P）在杂种后代中的遗传成分占比大，保持其高产高蛋白综合优良性状，采用以下杂交配组方法：

第一次杂交：P×P1→F_1-1；P×P2→F_1-2；R×P→F_1-3；

第二次杂交：（P×F_1-1）→BF_1-1；（P×F_1-2）→BF_1-2 ；（F_1-3×P）→BF_1-3；

第三次杂交：BF_1-1×BF_1-2→BF_1-12；

第四次杂交：BF_2-3×BF_1-12→BF_1-123；

第五次杂交：R×DH₂→BC₁F₁；

第六次杂交回交：A×lyB并回交4代→lyA；

（3）种植及杂交后代选择方法：

a. 分别种植亲本P、P1、P2、R，在开花期作杂交P×P1→F_1-1，P×P2→F_1-2，R×P→F_1-3；分别种植杂交F₁代F_1-1、F_1-2、F_1-3和亲本P，在开花期作杂交P×F_1-1、P×F_1-2和F_1-3×P，得回交F₁代BF_1-1、BF_1-2和BF_1-3；

b. 分别种植BF_1-1、BF_1-2和BF_1-3，开花期作杂交BF_1-1×BF_1-2→BF_1-12，BF_1-3收种得BF_2-3；分别种植BF_1-12和BF_2-3，开花期作杂交BF_2-3×BF_1-12→BF_1-123；

c．种植BF_1-123，开花期取剑叶与倒二叶叶枕距为10-13cm的稻穗，采用75wt%酒精喷湿穗表面消毒，以保鲜袋包裹后于8.5℃下低温处理5天；超净工作台上剥离幼穗，0.1wt%砷汞水消毒9分钟，无菌水清洗4次，花药表面水分吹干后接种于SK3培养基上诱导愈伤组织，接种量为3500-4000个花药，愈伤组织继代1次后置于N6培养基中进行分化诱导，将获得的分化苗置于含3.5mg/L秋水仙素的生根培养基中诱导生根和加倍培养，长成小苗，最后转移到无激素的MS培养基上生根，长成小植株，再移植到温室里种植，并进行水稻倍性鉴定去除单倍和多倍体，保留二倍体植株，成熟后单株收种得DH群体；

d. 在旱地上稀播所得的DH群体，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗，成熟后选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株100株，单株齐泥割下收种，将稻谷和稻秆分别挂牌标记，稻谷出糙后和稻秆分别进行粗蛋白含量测定，筛选糙米粗蛋白含量高于12%，且对应的稻秆粗蛋白含量高于7%的品系10份，得DH₂；

e. 分别种植10份DH₂株系和R，开花期作杂交R×DH₂得BC₁F₁，旱作种植BC₁F₁，得BC₁F₂；在旱地上稀播BC₁F₂，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗，成熟后选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株180株，单株收种得BC₁F₃；

f. 以株系方式旱作种植BC₁F₃，每个株系播种80粒，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，每个小区保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗40株，成熟期选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株200株，单株齐泥割下收种，将稻谷和稻秆分别挂牌标记，稻谷出糙后和稻秆分别进行粗蛋白含量测定，筛选糙米粗蛋白含量高于12%，且对应的稻秆粗蛋白含量高于7%的品系20份，得BC₁F₄；

g．对20份BC₁F₄品系进行重复产量试验，挑最高产的株系里的优异单株得BC₁F₅，即为可以旱作栽培、高产的谷秆两用混合饲料稻保持系“lyB”；

h. 将“lyB”与三系不育系A杂交并回交4代，即育成可以旱作栽培、高产的谷秆两用混合饲料稻三系不育系“lyA”。

所述高产、糙米粗蛋白质含量大于12%、出糙率大于80%的饲料稻品种为“金早47”或“湘早籼24号”；所述谷秆两用稻品种为“东南201”；所述高产抗逆性强的旱稻品种为“沪旱3号”或“临旱1号”；所述三系保持系为“龙特浦B”或“花2B”；所述三系不育系为“龙特浦A”。

本发明的有益效果：

本发明以高产、糙米粗蛋白质含量大于12%、出糙率大于80%的饲料稻品种作基础亲本，以稻草适合做饲料的谷秆两用稻品种，高产抗逆性强的旱稻品种作一般亲本，以优异三系保持系作轮回亲本，通过科学的杂交配组和目标性状筛选，选育可以作旱作栽培、高产高营养的谷秆两用混合饲料稻三系不育系。该饲料稻三系不育系组配出的杂交稻品种可作旱稻栽培、产量高、稻谷和稻草的粗蛋白含量均高于普通稻品种，可充分利用旱田和山地种植，节约种稻用水60%以上，充分利用稻秆资源，每亩可增加经济收入400元以上。该选育方法科学、易行、高效，对饲用旱稻品种的选育和国家粮食安全具有重要意义。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1：

（1）亲本选择：选高产、糙米粗蛋白质含量大于12%、出糙率大于80%的饲料稻品种“金早47”作基础亲本（P），谷秆两用稻品种“东南201”（P1），高产抗逆性强的旱稻品种“沪旱3号”（P2）作一般亲本，三系保持系“龙特浦B”（R）作轮回亲本；

（2）种植及杂交后代选择：

a. 分别种植亲本P、P1、P2、R，在开花期作杂交P×P1→F_1-1，P×P2→F_1-2，R×P→F_1-3；分别种植杂交F₁代F_1-1、F_1-2、F_1-3和亲本P，在开花期作杂交P×F_1-1、P×F_1-2和F_1-3×P，得回交F₁代BF_1-1、BF_1-2和BF_1-3；

b. 分别种植BF_1-1、BF_1-2和BF_1-3，开花期作杂交BF_1-1×BF_1-2→BF_1-12，BF_1-3收种得BF_2-3；分别种植BF_1-12和BF_2-3，开花期作杂交BF_2-3×BF_1-12→BF_1-123；

c．种植BF_1-123，开花期取剑叶与倒二叶叶枕距为10-13cm的稻穗，采用75wt%酒精喷湿穗表面消毒，以保鲜袋包裹后于8.5℃下低温处理5天；超净工作台上剥离幼穗，0.1wt%砷汞水消毒9分钟，无菌水清洗4次，花药表面水分吹干后接种于SK3培养基上诱导愈伤组织，接种量为3500个花药，愈伤组织继代1次后置于N6培养基中进行分化诱导，将获得的分化苗置于含3.5mg/L秋水仙素的生根培养基中诱导生根和加倍培养，长成小苗，最后转移到无激素的MS培养基上生根，长成小植株，再移植到温室里种植，并进行水稻倍性鉴定（参照黄惠君的植株田间表型鉴定方法：黄惠君，水稻单倍体离体自然加倍因素的研究，广东农业科学，1992，48（2）：9-11），去除单倍和多倍体，保留二倍体植株，成熟后单株收种得DH群体；

d. 在旱地上稀播所得的DH群体，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗，成熟后选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株100株，单株齐泥割下收种，将稻谷和稻秆分别挂牌标记，稻谷出糙后和稻秆分别进行粗蛋白含量测定，筛选糙米粗蛋白含量高于12%，且对应的稻秆粗蛋白含量高于7%的品系10份，得DH₂；

e. 分别种植10份DH₂株系和R，开花期作杂交R×DH₂得BC₁F₁，旱作种植BC₁F₁，得BC₁F₂；在旱地上稀播BC₁F₂，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗，成熟后选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株180株，单株收种得BC₁F₃；

f. 以株系方式旱作种植BC₁F₃，每个株系播种80粒，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，每个小区保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗40株，成熟期选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株200株，单株齐泥割下收种，将稻谷和稻秆分别挂牌标记，稻谷出糙后和稻秆分别进行粗蛋白含量测定，筛选糙米粗蛋白含量高于12%，且对应的稻秆粗蛋白含量高于7%的品系20份，得BC₁F₄；

g．对20份BC₁F₄品系进行重复产量试验，挑最高产的株系里的优异单株得BC₁F₅，即为可以旱作栽培、高产的谷秆两用混合饲料稻保持系“lyB-1”；

h. 将“lyB-1”与三系不育系“龙特浦A”杂交并回交4代，即育成可以旱作栽培、高产的谷秆两用混合饲料稻三系不育系“lyA-1”。

“lyA-1”可与同类型恢复系组配出谷秆两用混合饲料杂交旱稻品种，该杂交旱稻品种可作旱稻栽培、且产量高、稻谷和稻草的粗蛋白含量均高于普通稻品种，可充分利用旱田和山地种植，节约种稻用水60%以上，充分利用稻秆资源，每亩可增加经济收入400元以上。

实施例2：

（1）亲本选择：选高产、糙米粗蛋白质含量大于12%、出糙率大于80%的饲料稻品种“湘早籼24号”作基础亲本（P），谷秆两用稻品种“东南201”（P1），高产抗逆性强的旱稻品种“临旱1号”（P2）作一般亲本，三系保持系 “花2B”（R）作轮回亲本；

（2）种植及杂交后代选择：

a. 分别种植亲本P、P1、P2、R，在开花期作杂交P×P1→F_1-1，P×P2→F_1-2，R×P→F_1-3；分别种植杂交F₁代F_1-1、F_1-2、F_1-3和亲本P，在开花期作杂交P×F_1-1、P×F_1-2和F_1-3×P，得回交F₁代BF_1-1、BF_1-2和BF_1-3；

b. 分别种植BF_1-1、BF_1-2和BF_1-3，开花期作杂交BF_1-1×BF_1-2→BF_1-12，BF_1-3收种得BF_2-3；分别种植BF_1-12和BF_2-3，开花期作杂交BF_2-3×BF_1-12→BF_1-123；

c．种植BF_1-123，开花期取剑叶与倒二叶叶枕距为10-13cm的稻穗，采用75wt%酒精喷湿穗表面消毒，以保鲜袋包裹后于8.5℃下低温处理5天；超净工作台上剥离幼穗，0.1wt%砷汞水消毒9分钟，无菌水清洗4次，花药表面水分吹干后接种于SK3培养基上诱导愈伤组织，接种量为4000个花药，愈伤组织继代1次后置于N6培养基中进行分化诱导，将获得的分化苗置于含3.5mg/L秋水仙素的生根培养基中诱导生根和加倍培养，长成小苗，最后转移到无激素的MS培养基上生根，长成小植株，再移植到温室里种植，并进行水稻倍性鉴定（参照黄惠君的植株田间表型鉴定方法：黄惠君，水稻单倍体离体自然加倍因素的研究，广东农业科学，1992，48（2）：9-11），去除单倍和多倍体，保留二倍体植株，成熟后单株收种得DH群体；

d. 在旱地上稀播所得的DH群体，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗，成熟后选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株100株，单株齐泥割下收种，将稻谷和稻秆分别挂牌标记，稻谷出糙后和稻秆分别进行粗蛋白含量测定，筛选糙米粗蛋白含量高于12%，且对应的稻秆粗蛋白含量高于7%的品系10份，得DH₂；

e. 分别种植10份DH₂株系和R，开花期作杂交R×DH₂得BC₁F₁，旱作种植BC₁F₁，得BC₁F₂；在旱地上稀播BC₁F₂，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗，成熟后选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株180株，单株收种得BC₁F₃；

f. 以株系方式旱作种植BC₁F₃，每个株系播种80粒，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，每个小区保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗40株，成熟期选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株200株，单株齐泥割下收种，将稻谷和稻秆分别挂牌标记，稻谷出糙后和稻秆分别进行粗蛋白含量测定，筛选糙米粗蛋白含量高于12%，且对应的稻秆粗蛋白含量高于7%的品系20份，得BC₁F₄；

g．对20份BC₁F₄品系进行重复产量试验，挑最高产的株系里的优异单株得BC₁F₅，即为可以旱作栽培、高产的谷秆两用混合饲料稻保持系“lyB-2”；

h. 将“lyB-2”与三系不育系“龙特浦A”杂交并回交4代，即育成可以旱作栽培、高产的谷秆两用混合饲料稻三系不育系“lyA-2”。

“lyA-2”可与同类型恢复系组配出谷秆两用混合饲料杂交旱稻品种，该杂交旱稻品种可作旱稻栽培、且产量高、稻谷和稻草的粗蛋白含量均高于普通稻品种，可充分利用旱田和山地种植，节约种稻用水60%以上，充分利用稻秆资源，每亩可增加经济收入400元以上。

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 (1)

1.一种饲用旱稻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）亲本选择：选高产、糙米粗蛋白质含量大于12%、出糙率大于80%的饲料稻品种作基础亲本P，谷秆两用稻品种P1和高产抗逆性强的旱稻品种P2作一般亲本，三系保持系R作轮回亲本；

（2）种植及杂交后代选择方法：

a. 分别种植亲本P、P1、P2、R，在开花期作杂交P×P1→F_1-1，P×P2→F_1-2，R×P→F_1-3；分别种植杂交F₁代F_1-1、F_1-2、F_1-3和亲本P，在开花期作杂交P×F_1-1、P×F_1-2和F_1-3×P，得回交F₁代BF_1-1、BF_1-2和BF_1-3；

b. 分别种植BF_1-1、BF_1-2和BF_1-3，开花期作杂交BF_1-1×BF_1-2→BF_1-12，BF_1-3收种得BF_2-3；分别种植BF_1-12和BF_2-3，开花期作杂交BF_2-3×BF_1-12→BF_1-123；

c．种植BF_1-123，开花期取剑叶与倒二叶叶枕距为10-13cm的稻穗，采用75%(wt)酒精喷湿穗表面消毒，以保鲜袋包裹后于8.5℃下低温处理5天；超净工作台上剥离幼穗，0.1%(wt)升汞水消毒9分钟，无菌水清洗4次，花药表面水分吹干后接种于SK3培养基上诱导愈伤组织，接种量为3500-4000个花药，愈伤组织继代1次后置于N6培养基中进行分化诱导，将获得的分化苗置于含3.5mg/L秋水仙素的生根培养基中诱导生根和加倍培养，长成小苗，最后转移到无激素的MS培养基上生根，长成小植株，再移植到温室里种植，并进行水稻倍性鉴定，去除单倍和多倍体，保留二倍体植株，成熟后单株收种得DH群体；

d. 在旱地上稀播所得的DH群体，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗，成熟后选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株100株，单株齐泥割下收种，将稻谷和稻秆分别挂牌标记，稻谷出糙后和稻秆分别进行粗蛋白含量测定，筛选糙米粗蛋白含量高于12%，且对应的稻秆粗蛋白含量高于7%的品系10份，得DH₂；

e. 分别种植10份DH₂株系和R，开花期作杂交R×DH₂得BC₁F₁，旱作种植BC₁F₁，得BC₁F₂；在旱地上稀播BC₁F₂，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗，成熟后选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株180株，单株收种得BC₁F₃；

f. 以株系方式旱作种植BC₁F₃，每个株系播种80粒，播种完喷浇一次水，在之后的整个苗期不浇水，苗期28天后对秧苗进行抗旱性筛选，去除分蘖力差、植株茎秆细弱的苗，每个小区保留分蘖力强、植株茎秆和叶片生长旺盛的稻苗40株，成熟期选择稻秆粗壮、叶片保持绿色不早衰的单株200株，单株齐泥割下收种，将稻谷和稻秆分别挂牌标记，稻谷出糙后和稻秆分别进行粗蛋白含量测定，筛选糙米粗蛋白含量高于12%，且对应的稻秆粗蛋白含量高于7%的品系20份，得BC₁F₄；

g．对20份BC₁F₄品系进行重复产量试验，挑最高产的株系里的优异单株得BC₁F₅，即为可以旱作栽培、高产的谷秆两用混合饲料稻保持系“lyB”；

h. 将“lyB”与三系不育系A杂交并回交4代，即育成可以旱作栽培、高产的谷秆两用混合饲料稻三系不育系“lyA”；

所述高产、糙米粗蛋白质含量大于12%、出糙率大于80%的饲料稻品种为“金早47”或“湘早籼24号”；所述谷秆两用稻品种为“东南201”；所述高产抗逆性强的旱稻品种为“沪旱3号”或“临旱1号”；所述三系保持系为“龙特浦B”或“花2B”；所述三系不育系为“龙特浦A”。