CN107027621A - 一种抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法，该方法培育出来的粳稻品种具有抗穗颈瘟、优质、高产的特点，且能够在生产上大面积推广；该方法包括以下步骤：(1)选用优质、高产品种扬粳687作母本，与高产、多抗、高配合力粳稻中间材料盐9660杂交获得F1；(2)将F1浸种催芽后播种，F2代起逐代起进行农艺性状、丰产性筛选、稻瘟病抗病基因Pi‑ta、Pib基因型筛选；F4代起逐代起进行稻米外观品质筛选；F5代起逐代起进行穗颈瘟接种鉴定；F6代起逐代起进行稻米食味品质筛选；经过8代后选择，获得了抗穗颈瘟、优质、高产粳稻品种。

Description

一种抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法
一、技术领域
本发明涉及一种植物的育种方法，具体涉及一种抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法。
二、背景技术
水稻是我国重要的粮食作物，占粮食总产的一半以上。水稻也是江苏省第一大粮食作物，全省80％以上的人口以稻米为主食。近年来江苏省水稻种植面积约为2.20×106hm2，其中粳稻面积约占全省水稻总面积的90％以上。由于我国人口众多，耕地面积逐年减少，高产育种一直是水稻育种家的首要目标，而品质改良相对滞后。近年来，随着人们生活水平的提高，消费者对稻米品质的要求越来越高，现有的粳稻品种很难满足人们对优质稻米的需求。另一方面，稻瘟病是江苏省最主要的病害，20世纪90年代初发病面积达166.67万hm2，减产35万t，苗、叶、穗颈瘟在江苏省都有发生，但穗颈瘟的潜在威胁最大，严重时可以导致颗粒无收(陆凡，等.西南农业大学学报，1998，20(5)：387-391)。实践证明，选育和推广抗病品种是防治穗颈瘟最经济、有效和安全的方法。因此，选育抗穗颈瘟、且优质高产的粳稻品种是江苏省水稻育种的重要目标，如何选育抗穗颈瘟，又优质高产的粳稻品种是江苏粳稻育种当前迫切需要解决的问题。
三、发明内容
技术问题：
本发明的目的是在解决上述现有技术中存在的问题与不足，提供了一种抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法，从而培育出抗穗颈瘟、优质(既有好的外观品质又有优良食味)、高产的粳稻新品种，使其在生产上能够获得老百姓认可且能得到大面积的推广应用。
技术方案：
本发明课题组在多年的育种实践中，通过对各种育种方案和育种方法的反复比较得到中间育种材料盐9660，盐9660是以武育粳3号与扬粳319杂交再与武育粳3号回交后经过多代选择育成的中间品系，该品系具有产量高、抗性广尤其是穗颈瘟抗性好、配合力高的特点,该品系分类命名水稻：水稻(Oryza sativa)，保藏编号CGMCC No.13599，于2017年3月28在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心进行保藏，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中科院微生物研究所。
本发明利用中间育种材料盐9660可以很好的达到发明目的以解决现有粳稻育种中存在的技术问题，一种抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法包括以下步骤：
(1)选用优质、高产品种扬粳687作母本，与保藏编号为CGMCC No.13599的盐9660杂交获得F1；
(2)将F1浸种催芽后播种，连续自交8代后获得抗穗颈瘟、优质、高产粳稻品种。具体为：
1)选用优质、高产品种扬粳687作母本，与保藏编号为CGMCC No.13599的盐9660杂交获得F1；从F1自交即自交1代起每代选择农艺性状与母本扬粳687相当的单株；
2)将所选F1单株混合种植，从F2自交即自交2代起每代进行稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pib基因型检测，淘汰不含有这2个抗病基因的单株；
3)从F4自交即自交4代起每代单株混收，脱壳成糙米，淘汰品质达不到国标3级优质稻米的单株；
4)从F5自交即自交5代起每代进行穗颈瘟接种鉴定，淘汰感病单株，即获得抗穗颈瘟、优质、高产粳稻品种。
详细步骤如下：
(1)选用优质、高产品种扬粳687作母本，与盐9660杂交获得种子F1；
(2)F1自交：将F1种子种植，F1起逐代选择株高90～95cm、每株8～10穗、每穗120粒以上的单株混合，获得F2；
(3)F2自交：将得到的F2种子栽插，自F2起逐代对当选株系进行稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pib基因型检测，淘汰不含有这2个抗病基因的单株，再选择全生育期在155天左右的迟熟中粳类型单株获得F3；
(4)F3自交：将得到的F3种子栽插，同F2代选择方法获得F4；
(5)F4自交：将得到的F4种植，自F4起逐代对当选株系进行品质筛选，淘汰品质达不到国标3级优质稻米的单株，获得F5；
(6)F5自交：将得到的F5种植株系，自F5起逐代对当选的株系进行穗颈瘟接种鉴定，根据“罗楚平等水稻稻瘟病接种技术及2009年江苏省区试品种抗性鉴定,江苏农业科学，2009，6:178-179”记载的标准，选择穗颈瘟损失率5级以下的单株获得F6；
(7)F6自交：将得到的F6种植株系，自F6起逐代对当选的株系进行食味品尝，根据“张亚东等稻米食味品质评价方法的建立和应用，江苏农业科学，2011，39(5)：350-352”记载的标准，淘汰食味品尝差的株系，获得F7；
(8)F7自交：种植F7的株系，同F6代选择方法获得F8；
(9)F8自交：种植F8株系，获得粳稻新品系，即为获得的抗穗颈瘟、优质、高产粳稻。
所获得的抗穗颈瘟、优质、高产粳稻定名为苏垦118，株型紧凑，平均株高92厘米，每亩有效穗21-23万，每穗实粒数120-130粒，结实率93.5％，千粒重27克，全生育期155天,抗穗颈瘟，穗颈瘟损失率5级、穗颈瘟综合抗性指数4.75；米质较优，整精米率76.3％，垩白率17％，垩白度4.6％，胶稠度70毫米，直链淀粉含量13.9％。
有益效果：本发明的育种方法中，选用了具有产量高、抗性广尤其是穗颈瘟抗性好、配合力高的中间品系盐9660；在自交2代时选择同时含有稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pib的单株；在自交4代时单株混收，脱壳成糙米，淘汰品质达不到国标3级优质稻米的单株；在自交5-6代开始进行穗颈瘟接种鉴定和食味品尝，结合品尝和鉴定结果淘汰感病或者食味差的株系。获得抗穗颈瘟、优质、高产粳稻品种，定名为苏垦118：
1、产量高、适应性广
2014-2016年，苏垦118年分别在南京、兴化、洪泽、姜堰、盐城、东辛农场等地示范种植和大面积推广，该品种表现出分蘖力强、穗粒协调、灌浆快、熟相好、结实率高。2015年江苏宝应县安宜镇示范方，经省市种子站组织的专家实产验收亩产为776.8公斤；2016年灌浆成熟期遭遇几十年不遇的连续阴雨天气，光照严重不足，苏垦118在江苏兴化市周庄镇江孙村百亩示范攻关方，经省市专家现场实产验收亩产为762.5公斤。
2、抗性广、穗颈瘟抗性突出
苏垦118经江苏省农科院植保所抗性鉴定(以下材料均为公知公用，江苏省农科院植保所抗性鉴定为公开对外服务项目)发现，该品种对4个白叶枯病代表菌株KS6-6、浙173、PX097、JS49-6(刘永峰，等.江苏省植物病理学会第九届会员代表大会暨学术研讨会论文集，1999：107-111)鉴定结果都在3级以下(9级制)，表现为抗。稻瘟病苗期鉴定(罗楚平，等.江苏农业科学，2009，6:178-179)结果ZB27、ZC15、ZD7、ZE3、ZF1、ZG1等6个小种抗性都为0-2级；稻瘟病综合指数2014年为5级，2015年为4.75级；穗颈瘟3年鉴定(罗楚平，等.江苏农业科学，2009，6:178-179)结果最高为5级(即穗颈瘟损失率为5级以下)；条纹叶枯病经省统一鉴定(周彤，等.植物保护，2008，34(6)：77-80)，3年异地鉴定结果为抗，纹枯病3年鉴定(潘学彪，等.江苏农学院学报，1997，18(3)：27-32)结果均为抗到高抗。试验示范过程中纹枯病轻，未发生稻曲病。该品种实际株高在92厘米左右，在试验示范和大面积推广过程中未出现倒伏现象，抗倒能力强。2014年、2015年水稻生育期连续阴雨天气多，穗颈瘟在江苏乃至长江中下游地区的水稻生产上呈暴发性危害，但苏垦118在多地生产示范中均表现出对穗颈瘟的良好抗性。
3、品质好、食味品质突出
苏垦118由省种子站统一取样经农业部稻米及制品质量检测中心分析，糙米率85.7％，精米率79.7％，整精米率76.3％，长宽比1.6-1.8，垩白率17％，垩白度4.6％，透明度2级，碱消值6.8级，胶稠度70mm，直链淀粉含量13.9％，米饭微香。既有好的外观品质又有优良食味，米饭口感柔软滑润，富有弹性，冷而不硬，食味品质极佳。
4、本发明选用中间材料盐9660作父本，盐9660是以武育粳3号与扬粳319杂交再与武育粳3号回交后经过多代选择育成的中间品系，该品系在育种过程中表现了具有产量高、抗性广尤其是穗颈瘟抗性好、配合力高的特点。
四、附图说明
图1为本发明育种方法的育种系谱示意图。
五、生物保藏
盐9660，分类命名为水稻(Oryza sativa)，于2017年2月8日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号中科院微生物研究所，保藏号为：CGMCC No.13599。
六、具体实施方式
本发明课题组在多年的育种实践中，通过对各种育种方案和育种方法的反复比较育成中间育种材料盐9660，盐9660是以武育粳3号与扬粳319杂交再与武育粳3号回交后经过多代选择育成的中间品系，该品系具有产量高、抗性广尤其是穗颈瘟抗性好、配合力高的特点。本发明利用中间育种材料盐9660与优质、高产品种扬粳687杂交很好的解决了现有粳稻育种中存在的抗穗颈瘟、优质(既有好的外观品质又有优良食味)、高产的粳稻新品种技术问题。
保藏编号CGMCC No.13599的盐9660特征特性：株型紧凑，分蘖力较强，叶片淡绿色，成熟期转色好，抗倒性强。全生育期150天左右，株高95厘米左右，叶片挺立。每亩有效穗22万左右，每穗实粒数120粒左右，结实率90％左右，千粒重26克左右。抗穗颈瘟，中抗白叶枯病，感纹枯病，抗条纹叶枯病。
早熟、优质、高产中粳品种扬粳687特征特性：该品种成熟早，穗大粒多，抗倒性好，灌浆速度快，易脱粒，后期熟相较好，秆青籽黄，抗病性好，米质较优，综合性状好，全生育期144天左右，株高90厘米左右，叶片狭挺，叶色略淡。分蘖力较强，每亩最高茎蘖苗30～35万，亩有效穗23万，每穗实粒数120粒左右,结实率94％左右，千粒重25克左右，糙米率83.1％，垩白率90％，参加生产试验，比对照增产11.6％。一般亩产600-650千克左右。
具体实施步骤如下：
(一)育种方案和方法
1、2002年选用优质、高产品种扬粳687作母本，与盐9660杂交获得种子61粒即F1；
2、F1自交：2003将61粒F1种子种植30株，去除杂株2株，选择农艺性状与扬粳687相当，即株高90～95cm、每株8～10穗、每穗120粒以上的10个单株F2混合；
3、F2自交：2004将得到的F2种子混合栽插800株，自F2起逐代对当选株系进行稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pib进行基因检测(王军等.利用分子标记辅助选择聚合水稻抗病基因Pi-ta、Pi-b和Stv-bi，作物学报，2011，37(6)：975-981)，淘汰不含有这2个抗病基因的单株，选择农艺性状再选择全生育期在155天左右的迟熟中粳类型单株获得F3；
4、F3自交：2005将得到的F3种植10个株系，根据农艺性状筛选，选择农艺性状与扬粳687相当、不含有稻瘟病2个抗病基因Pi-ta、Pib的5个株系的15单株获得F4；
5、F4自交：2006将得到的F4种植15个株系，自F4起逐代对当选株系进行品质筛选(吉志军，等.不同基因型水稻稻米加工品质和外观品质的生态型差异,南京农业大学学报，2005，28(4):16-20)，淘汰品质达不到国标3级优质稻米的单株，获得农艺性状与扬粳687相当,不含有稻瘟病2个抗病基因Pi-ta、Pib的4个株系共20株获得F5；
6、F5自交：2007将得到的F5种植20个株系，自F5起逐代对当选的株系进行穗颈瘟接种鉴定(罗楚平，等.水稻稻瘟病接种技术及2009年江苏省区试品种抗性鉴定,江苏农业科学，2009，6:178-179)，根据农艺性状、穗颈瘟抗性筛选，获得稻米品质国标3级以上,农艺性状与扬粳687相当,含有2个稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pib,穗颈瘟损失率5级以下的6个株系的20个单株F6；
7、F6自交：2008将得到的F6种植20个株系，自F6起逐代对当选的株系进行食味品尝(张亚东，等.稻米食味品质评价方法的建立和应用，江苏农业科学，2011，39(5)：350-352)，结合品尝结果淘汰16个株系，获得4个株系共8个单株获得F7；
8、F7自交：2009种植F7的8个株系，再次重复以上丰产性、抗病性、农艺性状结合品质筛选，共入选3个株系的6个单株得到个F8；
9、F8自交：2010种植6个株系，根据丰产性、穗颈瘟抗性、品质和一致性进行筛选，获得表现为丰产优质抗穗颈瘟的3个粳稻品系；
10、2011将得到的表现为丰产优质抗穗颈瘟的新品系定名为抗穗颈瘟、优质、高产粳稻苏垦118；
11、2012年参加江苏省迟熟中粳预备试验；
12、2013、2014年参加苏省迟熟中粳区域试验；
13、2015年参加苏省迟熟中粳生产试验；
14、2016年通过江苏省品种审定、定名苏垦118.
详细育种流程见表1
(二)栽培技术要点如下：
经试验示范种植，苏垦118亩产650-700公斤产量构成：每亩有效穗21-23万，每穗实粒数120-130粒，结实率93％以上，千粒重27克左右。高产栽培应该在保证有效穗的前提下，攻大穗，保粒重。即通过适期播种和科学管理培育壮秧；合理密植和及时搁田构建高产群体；精确定量施肥，攻大穗、保粒重。
具体栽培要点是：
1、适期播种，培育壮秧。在本省苏中及其以南稻区一般5月中旬播种，湿润育秧每亩净秧板播量25公斤左右，旱育秧每亩净秧板播量40-45公斤，机插秧塑盘育秧每盘100克干种子，5月20-25日播种，每亩大田用种量3-3.5公斤。
2、适时移栽，合理密植。一般6月上、中旬移栽，秧龄30天左右，每亩大田栽插1.6万-1.8万穴，每亩基本苗6万-8万，机插秧秧龄控制在18-20天。
3、科学肥水管理。一般亩施纯氮量20公斤左右，肥料运筹上采取“前重、中控、后补”的原则，并重视磷钾肥和有机肥的配合施用。水浆管理上，注意浅水栽插，寸水活棵，薄水分蘖，足苗后适时分次搁田，后期干干湿湿，养根保叶，活熟到老，收割前一周断水。
4、病虫草害防治。播前用药剂浸种防治恶苗病和干尖线虫病等种传病虫害，秧田期和大田期注意灰飞虱、稻蓟马的防治，中、后期要综合防治纹枯病、螟虫、稻飞虱等。
表1：本发明育种方法选育流程
四)产量水平及特征特性
2013-2014年参加江苏省区试，两年平均亩产644.3公斤，2013年比对照镇稻14号增产5.84％，2014年比组平均产量增产0.35％；2015年生产试验平均亩产677.5公斤，比对照武运粳24增产4.44％。
株型紧凑，分蘖力较强，叶片淡绿色，群体整齐度好，抗倒性好，成熟期转色好。省区试平均结果：每亩有效穗21-23万，每穗实粒数120-130粒，结实率93％以上，千粒重27克，株高92厘米左右，全生育期155天，比对照早1.5天。病害鉴定：穗颈瘟损失率5级、穗颈瘟综合抗性指数4.75，中感白叶枯病，抗纹枯病，条纹叶枯病发病率13.51％。米质理化指标根据农业部食品质量监督检验测试中心2015年检测：整精米率76.3％，垩白率17％，垩白度4.6％，胶稠度70毫米，直链淀粉含量13.9％，米质较优。
本发明课题组在长期的育种过程中以武育粳3号与扬粳319杂交再与武育粳3号回交后经过多代选择选育了中间品系盐9660。中间材料盐9660在育种过程中表现了具有产量高、抗性广尤其是穗颈瘟抗性好、配合力高的特点。

Claims (5)

1.一种抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选用优质、高产品种扬粳687作母本，与保藏编号为CGMCC No.13599的盐9660杂交获得F1；
(2)将F1浸种催芽后播种，连续自交5-8代后获得抗穗颈瘟、优质、高产粳稻品种。
2.根据权利要求1所述的抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法，其特征在于，
1)选用优质、高产品种扬粳687作母本，与保藏编号为CGMCC No.13599的盐9660杂交获得F1；从F1自交即自交1代起每代选择农艺性状与母本扬粳687相当的单株；
2)将所选F1单株混合种植，从F2自交即自交2代起每代进行稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pib基因型检测，淘汰不含有这2个抗病基因的单株；
3)从F4自交即自交4代起每代单株混收，脱壳成糙米，淘汰品质达不到国标3级优质稻米的单株；
4)从F5自交即自交5代起每代进行穗颈瘟接种鉴定，淘汰感病单株，即获得抗穗颈瘟、优质、高产粳稻品种。
3.根据权利要求1或2所述的抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)选用优质、高产品种扬粳687作母本，与盐9660杂交获得种子F1；
(2)F1自交：将F1种子种植，F1起逐代选择株高90～95cm、每株8～10穗、每穗120粒以上的单株混合，获得F2；
(3)F2自交：将得到的F2种子栽插，自F2起逐代对当选株系进行稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pib基因型检测，淘汰不含有这2个抗病基因的单株，再选择全生育期在148-152天的迟熟中粳类型单株获得F3；
(4)F3自交：将得到的F3种子栽插，同F2代选择方法获得F4；
(5)F4自交：将得到的F4种植，自F4起逐代对当选株系进行品质筛选，淘汰品质达不到国标3级优质稻米的单株，获得F5；
(6)F5自交：将得到的F5种植株系，自F5起逐代对当选的株系进行穗颈瘟接种鉴定，根据“罗楚平等水稻稻瘟病接种技术及2009年江苏省区试品种抗性鉴定,江苏农业科学，2009，6:178-179”记载的选择标准，选择穗颈瘟损失率5级以下的单株获得F6；
(7)F6自交：将得到的F6种植株系，自F6起逐代对当选的株系进行食味品尝，根据“张亚东等稻米食味品质评价方法的建立和应用，江苏农业科学，2011，39(5)：350-352”记载的方法，淘汰食味品尝差的株系，获得F7；
(8)F7自交：种植F7的株系，同F6代选择方法获得F8；
(9)F8自交：种植F8株系，获得粳稻新品系，即为获得的抗穗颈瘟、优质、高产粳稻。
4.根据权利要求1或2所述的抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法，其特征在于，所获得的抗穗颈瘟、优质、高产粳稻定名为苏垦118，株型紧凑，平均株高92厘米，每亩有效穗21-23万，每穗实粒数120-130粒，结实率93.5％，千粒重27克，全生育期155天，抗穗颈瘟，穗颈瘟损失率5级、穗颈瘟综合抗性指数4.75；米质较优，整精米率76.3％，垩白率17％，垩白度4.6％，胶稠度70毫米，直链淀粉含量13.9％。
5.根据权利要求3所述的抗穗颈瘟、优质、高产粳稻的育种方法，其特征在于，所获得的抗穗颈瘟、优质、高产粳稻定名为苏垦118，株型紧凑，平均株高92厘米，每亩有效穗21-23万，每穗实粒数120-130粒，结实率93.5％，千粒重27克，全生育期155天，抗穗颈瘟，穗颈瘟损失率5级、穗颈瘟综合抗性指数4.75；米质较优，整精米率76.3％，垩白率17％，垩白度4.6％，胶稠度70毫米，直链淀粉含量13.9％。
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