CN106718852A - 一种富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，包括：选择抗病水稻为亲本I，抗虫水稻为亲本II，巨大胚水稻为亲本III，红米水稻为亲本IV，将亲本两两杂交获得两个单交F1代；两个单交F1代杂交获得双交F1代；种植双交F1代，采用花药培养构建加倍单倍体群体；通过系统选育聚合种皮红色、巨大胚、抗病、抗虫、偏粳并兼顾熟期与产量的定型品系，即得富含多种营养抗病虫水稻。本发明育成的水稻品种，具有红米、巨大胚、抗稻瘟病和趋避抗虫特性，既可以利用红米的多种营养，又可以进行绿色生态生产保证食用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及水稻育种技术领域，尤其涉及一种富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法。
背景技术
米胚富含蛋白质、脂肪、可溶性糖、维生素和各类生理活性成分，如伽玛氨基丁酸、肌醇、谷维素、VE、谷胱甘肽和N-去氢神经酰胺等。医学营养专家早已提出：长期食用胚米能预防高血压和高血脂、降低血清胆固醇，软化血管，有助于排毒、美容养颜，保持青春活力之功能。日本、中国水稻研究所、上海交通大学、福建农林大学、南京农业大学和浙江大学先后开展了巨大胚水稻研究。
红米为我国特种水稻之一，富含众多的营养素，其中以铁质最为丰富，故有补血及预防贫血的功效。而其内含丰富的磷，维生素A、B群，则能改善营养不良、夜盲症和脚气病等毛病，又能有效舒缓疲劳、精神不振和失眠等症状。所含的泛酸、维生素E、谷胱甘肽等物质，则有抑制致癌物质的作用，尤其对预防结肠癌的作用更是明显。值得注意的是，与五谷杂粮一样红米常保留种皮食用，一般农药残留相对易高。
我国用世界7％的耕地养活了世界22％的人口，同时也消耗了世界35％的化肥和33％的农药。绿色生产和食品安全日益成为公众关注的焦点。另外，随着全球气候变化、种植结构调整以及栽培品种变更，水稻生产面临的生物胁迫越来越严重。稻瘟病、两迁害虫(稻飞虱和二化螟)原有病虫害频繁暴发，造成巨大的经济损失，喷药过度也严重影响了安全品质。因此，加强抗病和抗虫水稻品种选育，有助于推动更安全绿色农业的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，育成的定型品系，聚合红米、巨大胚、抗病、抗虫的4种优良特性，不仅具有红米和胚米富含的多种营养成分，又可以进行绿色生产，适宜作为安全的特膳营养大米。
一种富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，包括：
(1)选择抗病水稻为亲本I，趋避型抗虫水稻为亲本II，胚重是普通稻胚重的2倍以上的水稻品种为亲本III，红米水稻为亲本IV，将四个亲本两两杂交获得两个单交F1代；
(2)种植两个单交F1代，进行杂交获得双交F1代；
(3)种植双交F1代，采用花药培养构建加倍单倍体群体，按单株收获种子；
(4)种植DH1代，提取DNA，采用分子标记鉴定选择携带抗稻瘟病基因的株系，通过分子标记鉴定籼粳类型，选择偏粳型的株系，在入选株系中选择种皮红色、胚重是普通稻胚重的2倍以上的株系；
(5)种植DH2代，选择对稻飞虱和二化螟具有趋避抗性的优良品系；
(6)种植DH3代，按熟期选育，选择生育期不超过135天的优良品系；
(7)种植DH4代，按产量选育，选择亩产400公斤以上的优良品系；
(8)种植DH5代，系统选育，选择聚合种皮红色、胚重是普通稻胚重的2倍以上、抗病、抗虫、偏粳多种特性，并兼顾熟期与产量的定型品系，即得富含多种营养抗病虫水稻。
将四个亲本两两杂交指的是：将亲本I和亲本II进行杂交获得单交F1-A(亲本I/亲本II)代，将亲本III和亲本IV进行杂交获得单交F1-B(亲本III/亲本IV)代。
作为优选，所述的亲本I为华占。
华占是中国水稻研究所选育强优势籼型恢复系(新品种授权公告号：CNA004168G)，可购于中国水稻研究所朱旭东课题组。该品种抗稻瘟病，携带抗病基因Pi2，高感虫，对稻飞虱和二化螟无趋避型抗虫性，胚普通大小，系种皮白色的普通水稻。
作为优选，所述的亲本II为浙抗稻2号。
浙抗稻2号是浙江大学选育的对稻飞虱和二化螟具有趋避型抗虫性粳稻新品种。该品种已向农业部植物新品种保护办公室申请受理新品种保护，申请号：20130458.8，可购于浙江大学农学院。该水稻品种对稻飞虱和二化螟具有趋避型抗虫性，中感稻瘟病，胚普通大小，系种皮白色的普通水稻。
作为优选，所述的亲本III为XS-gel。
XS-gel是浙江大学培育的巨大胚粳稻，详见：Zhang LL，Hu PS，Tang S Q，Zhao HJ，Wu D X.Comparative studies on major nutritional components of rice withgiant embryo.Journal of Food Biochemistry，2005，29：653-661。XS-gel为巨大胚，胚大小为普通水稻2倍以上，是亲本I(华占)的2.6倍、亲本II(浙抗稻2号)的2.4倍、亲本IV(长浙红珍)的2.3倍，高感稻瘟病，高感虫，对稻飞虱和二化螟无趋避抗虫性，系种皮白色的水稻。
作为优选，所述的亲本IV为长浙红珍。
长浙红珍是浙江大学和长江大学合作选育的红米特种粳稻品种。该品种已向农业部植物新品种保护办公室申请受理新品种保护，申请号：20150891.1，可购于浙江大学农学院。长浙红珍为红米特种粳稻，种皮红色，胚普通大小，高感稻瘟病，高感虫，对稻飞虱和二化螟无趋避抗虫性。
选用华占、浙抗稻2号、XS-gel、与长浙红珍杂交配组并经花药培养，选育的富含多种营养抗病虫水稻品种，为红米特种稻，种皮红色，巨大胚，胚大小与XS-ge1相仿(是XS-ge1的0.98倍)，是亲本I(华占)的2.39倍、亲本II(浙抗稻2号)的2.39倍、亲本IV(长浙红珍)的2.29倍，抗稻瘟病，对稻飞虱和二化螟具有趋避型抗虫性。
作为优选，步骤(4)中，所述的抗稻瘟病基因为华占携带的Pi2抗稻瘟病基因。
具体的引物设计与操作方法参见：陈深等.水稻恢复系华占抗稻瘟病遗传分析及基因鉴定.植物病理学报，2015，45(6)：598-605。
作为优选，步骤(4)中，用于鉴定籼粳类型的分子标记是InDel标记。
具体方法参见：陈萍萍等.利用InDel标记鉴定水稻籼粳交衍生株系的籼粳属性[J].福建农业学报，2014，29(6)：519-523。
作为优选，步骤(5)中，采用室内结合室外大区鉴定选择对稻飞虱和二化螟具有趋避抗性的优良品系。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明育成的水稻品种，具有红米、巨大胚、抗稻瘟病和趋避抗虫特性，既可以利用红米的多种营养，又可以进行绿色生态生产保证食用安全性；
(2)采用花药培养，比杂交技术快速稳定且可以早期性状判断。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
1、育种材料：
(1)以华占为亲本I。华占是中国水稻研究所选育强优势籼型恢复系(新品种授权公告号：CNA004168G)，可购于中国水稻研究所朱旭东课题组。该品种抗稻瘟病，携带抗病基因Pi2，高感虫，对稻飞虱和二化螟无趋避型抗虫性，胚普通大小，系种皮白色的普通水稻。
(2)以浙抗稻2号为亲本II。浙抗稻2号是浙江大学选育的对稻飞虱和二化螟具有趋避型抗虫性粳稻新品种。该品种已向农业部植物新品种保护办公室申请受理新品种保护，申请号：20130458.8，可购于浙江大学农学院。该水稻品种对稻飞虱和二化螟具有趋避型抗虫性，中感稻瘟病，胚普通大小，系种皮白色的普通水稻。
(3)以XS-gel为亲本III。XS-gel是浙江大学培育的巨大胚粳稻，详见：Zhang LL，Hu P S，Tang S Q，Zhao H J，Wu D X.Comparative studies on major nutritionalcomponents of rice with giant embryo.Journal of Food Biochemistry，2005，29：653-661。XS-ge1为巨大胚，胚大小为普通水稻2倍以上，是亲本I(华占)的2.6倍、亲本II(浙抗稻2号)的2.4倍、亲本IV(长浙红珍)的2.3倍，高感稻瘟病，高感虫，对稻飞虱和二化螟无趋避抗虫性，系种皮白色的水稻。
(4)以长浙红珍为亲本IV。长浙红珍是浙江大学和长江大学合作选育的红米特种粳稻品种。该品种已向农业部植物新品种保护办公室申请受理新品种保护，申请号：20150891.1，可购于浙江大学农学院。长浙红珍为红米特种粳稻，种皮红色，胚普通大小，高感稻瘟病，高感虫，对稻飞虱和二化螟无趋避抗虫性。
2、富含多种营养抗病虫水稻的选育过程为：
(1)2011年春夏季，浙江杭州，选择抗病水稻华占为亲本I，趋避型抗虫水稻浙抗稻2号为亲本II，巨大胚水稻XS-ge1为亲本III，红米水稻长浙红珍为亲本IV，亲本I和亲本II进行杂交，获得单交F1-A(亲本I/亲本II)代种子9粒；亲本III和亲本IV进行杂交，获得单交F1-B(亲本III/亲本IV)代种子11粒；
(2)2012年冬春季，海南陵水，种植单交F1-A代和单交F1-B代，相互杂交，获得复交F1(亲本I/亲本II//亲本III/亲本IV)代种子125粒；
(3)2012年春夏季，浙江杭州，种植复交F1代植株125株，采用花药培养构建加倍单倍体群体；
(4)2013年冬春季，海南陵水，按单株收获DH0代种子，构建DH系951个；
(5)2013年春夏季，浙江杭州，种植DH1系植株，提取DNA，先用分子标记鉴定选择携带抗稻瘟病基因Pi2的株系167个，入选株系再用分子鉴定鉴定籼粳类型，选择偏粳型的株系156个，再观察入选株系籽粒的种皮和胚大小，保留种皮红色和巨大胚(胚大小是亲本I、II和IV的2.0倍以上)的株系29个；
(6)2014年冬春季，海南陵水和浙江杭州，按株系种植DH2代，室内结合室外大区同步鉴定选择对稻飞虱和二化螟具有趋避抗虫性的优良品系5个；
(7)2014年春夏季，浙江杭州，种植DH3代，按熟期选育，选择生育期不超过135天的熟期适中的优良品系4个；
(8)2015年春夏季，浙江杭州，按产量选育，选择产量400公斤以上的优良品系2个；
(9)2016年夏秋季，浙江杭州，按品系种植DH5代，获得聚合红米、巨大胚、抗病、抗虫、偏粳多种特性兼顾熟期与产量的定型品系，即富含多种营养抗病虫水稻。
本实施例选育的富含多种营养抗病虫水稻品种：为红米特种稻，种皮红色，巨大胚，胚大小与XS-ge1相仿(是XS-gel的0.98倍)，是华占的2.39倍、浙抗稻2号的2.36倍、长浙红珍的2.26倍，抗稻瘟病，对稻飞虱和二化螟具有趋避型抗虫性，有效聚合4个亲本的优良特性。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，其特征在于，包括：
(1)选择抗病水稻为亲本I，趋避型抗虫水稻为亲本II，胚重是普通稻胚重的2倍以上的水稻品种为亲本III，红米水稻为亲本IV，将四个亲本两两杂交获得两个单交F1代；
(2)种植两个单交F1代，进行杂交获得双交F1代；
(3)种植双交F1代，采用花药培养构建加倍单倍体群体，按单株收获种子；
(4)种植DH1代，提取DNA，采用分子标记鉴定选择携带抗稻瘟病基因的株系，通过分子标记鉴定籼粳类型，选择偏粳型的株系，在入选株系中选择种皮红色、胚重是普通稻胚重的2倍以上的株系；
(5)种植DH2代，选择对稻飞虱和二化螟具有趋避抗性的优良品系；
(6)种植DH3代，按熟期选育，选择生育期不超过135天的优良品系；
(7)种植DH4代，按产量选育，选择亩产400公斤以上的优良品系；
(8)种植DH5代，系统选育，选择聚合种皮红色、胚重是普通稻胚重的2倍以上、抗病、抗虫、偏粳多种特性，并兼顾熟期与产量的定型品系，即得富含多种营养抗病虫水稻。
2.根据权利要求1所述的富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，其特征在于，将四个亲本两两杂交为：将亲本I和亲本II进行杂交，将亲本III和亲本IV进行杂交。
3.根据权利要求1所述的富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，其特征在于，所述的亲本I为华占。
4.根据权利要求1所述的富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，其特征在于，所述的亲本II为浙抗稻2号。
5.根据权利要求1所述的富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，其特征在于，所述的亲本III为XS-gel。
6.根据权利要求1所述的富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，其特征在于，所述的亲本IV为长浙红珍。
7.根据权利要求3所述的富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的抗稻瘟病基因为华占携带的Pi2抗稻瘟病基因。
8.根据权利要求1所述的富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，其特征在于，步骤(4)中，用于鉴定籼粳类型的分子标记是InDel标记。
9.根据权利要求1所述的富含多种营养抗病虫水稻的聚合育种方法，其特征在于，步骤(5)中，采用室内结合室外大区鉴定选择对稻飞虱和二化螟具有趋避抗性的优良品系。
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| CN104273023A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-01-14 | 浙江大学 | 一种水稻聚合育种方法 |
| CN104285775A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-01-21 | 湖北省农业科学院粮食作物研究所 | 一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法 |
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