CN107667854B - 一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，辐射所选材料是通过综合性状优良且优势互补的水稻品种通过复交选育出来的，无论在产量、抗性、品质都具有一定的优势；花药培养所选材料是经过辐射诱变的复交种，复交种多样化的优良基因背景为诱发耐盐基因突变提供广泛的变异来源，同时也为其他优良性状的稳定提供基础；并通过包括四个NaCl浓度的生根培养基筛选、盐碱地筛选的多次耐盐筛选,使得选育的水稻耐盐性更加彻底；此外通过花药培养选育耐盐水稻，花药培养具有打破耐盐基因与不良基因连锁的作用，耐盐选育的效率更高。

Description

一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法
技术领域
本发明涉及水稻的选育技术，尤其涉及一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法。
背景技术
稻米是我国人民的最主要粮食作物。随着人们生活水平的提高和人口递增耕地缩减的趋势持续，提高稻作产量，增加稳定供给，是我国水稻育种长期以来一直努力攻关课题。利用优异的种质资源进行高产稳产育种是提高稻作产量是最有效和最经济的途径。
土壤的盐渍化是限制农作物生长,造成作物减产最严重的非生物胁迫之一。水稻在盐碱地种植一般都会减产，严重时甚至不能完成生长。世界上的盐碱地面积超过十亿公顷，其中，我国的盐碱土地面积达到了一亿公顷，受盐渍侵害的稻田约占栽培面积的五分之一。
目前有通过合理的水土管理和化学改良可稍微减轻对水稻的盐害，但是其耗资大、见效少而难以实现。
因此，如何通过遗传改良提高水稻的耐盐性，培育耐盐水稻品种，深入开展水稻耐盐性研究，是保证盐碱稻地区粮食安全生产和改善生态环境的有效途径之一，其研究意义重大。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种选育效率高、选育结果好的一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，包括以下步骤：
(1)选择两种性状优良的水稻品种A和品种B，以品种A为母本，以品种B为父本进行杂交得到F1代A/B；再以F1为母本同另一性状优良的水稻品种C杂交得到复交种A/B//C；
(2)用伽马射线辐射复交种A/B//C诱发变异，再以NaCl溶液进行耐盐筛选，浸种48-60h，播种、移栽；
(3)选存活的未发生盐害的单株A/B//C为材料进行花药培养，取孕穗期剑叶叶枕距2-5cm的幼穗进行培养，将花药接种在诱导培养基上，暗处理20-30d，待愈伤组织成熟后转移至继代培养基，经过12-16d的培养后将继代培养基上的愈伤组织转移到分化培养基上，待分化培养基上长出花培苗，将花培苗转移到生根培养基上，根据花培苗的根长及对盐碱的敏感性进行耐盐筛选；
(4)将耐盐的花培苗移栽盐碱地筛选高产、优质、食味好、抗条、抗瘟的广适耐盐水稻。
更为优选的，步骤(1)中所述水稻品种A、品种B、品种C的亲本材料之间要求综合性状优良且实现互补，要求不同亲本材料直接遗传距离大，最大限度的拓宽耐盐基因变异来源，优良基因来源。
为获得最佳的耐盐筛选效果，步骤(2)中所述NaCl质量浓度为0.5％。
更为优选的，步骤(3)中所述诱导培养基包括以下成分：KNO3 2.45g/L、NH4NO31.65g/L、KH2PO4 0.35g/L、MgSO4·7H2O 0.4g/L、CaCl2 0.45g/L、ZnSO4·7H2O 7mg/L、MnSO4·H2O 16mg/L、H3BO3 5.6mg/L、CuSO4·5H2O 0.025mg/L、KI 0.83mg/L、Na2MoO4·2H2O0.25mg/L、CoCl2·6H2O 0.03mg/L,Na2-EDTA 0.05g/L、FeSO4·7H2O 0.035g/L,肌醇0.1g/L、烟酸0.5mg/L、盐酸硫胺素0.5mg/L、盐酸吡哆醇0.5mg/L、甘氨酸2mg/L、2.4-D 5mg/L、蔗糖35g/L、琼脂6g/L、水解酪蛋白1g/L、山梨糖醇20g/L，pH＝5.8。
更为优选的，步骤(3)中所述继代培养基为在所述诱导培养基的基础上增加NaCl的成分。
更进一步的，所述继代培养基具体包括4个质量浓度：0.4％的NaCl、0.6％的NaCl、0.8％的NaCl、1％的NaCl；继代培养基的培养为愈伤组织成熟后均匀切成4份，分别转移到4个质量浓度的继代培养基上进行培养。
更为优选的，步骤(3)中所述分化培养基包括以下成分：KNO32.45g/L、NH4NO31.65g/L、KH2PO4 0.35g/L、MgSO4·7H2O 0.4g/L、CaCl2 0.45g/L、ZnSO4·7H2O 7mg/L、MnSO4·H2O 16mg/L、H3BO3 5.6mg/L、CuSO4·5H2O 0.025mg/L、KI 0.83mg/L、Na2MoO4·2H2O0.25mg/L、CoCl2·6H2O 0.03mg/L,Na2-EDTA 0.05g/L、FeSO4·7H2O 0.035g/L,肌醇0.1g/L、烟酸0.5mg/L、盐酸硫胺素0.5mg/L、盐酸吡哆醇0.5mg/L、甘氨酸2mg/L、6-BA 4mg/L、蔗糖30g/L、琼脂6g/L、水解酪蛋白1g/L、山梨糖醇15g/L，pH＝5.8。
更为优选的，步骤(3)中所述生根培养基含有1％的NaCl，具体包括以下成分：NaCl1g/L、KNO3 2.45g/L、NH4NO3 1.65g/L、KH2PO4 0.35g/L、MgSO4·7H2O 0.4g/L、CaCl2 0.45g/L、ZnSO4·7H2O 7mg/L、MnSO4·H2O 16mg/L、H3BO3 5.6mg/L、CuSO4·5H2O 0.025mg/L、KI0.83mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.25mg/L、CoCl2·6H2O 0.03mg/L,Na2-EDTA 0.05g/L、FeSO4·7H2O 0.035g/L,肌醇0.1g/L、烟酸0.5mg/L、盐酸硫胺素0.5mg/L、盐酸吡哆醇0.5mg/L、甘氨酸2mg/L、蔗糖35g/L、琼脂6g/L、水解酪蛋白1g/L、山梨糖醇20g/L，pH＝5.8。
更为优选的，步骤(3)中所述生根培养基的培养优先选择根长较长的花培苗移栽盐碱地进行耐盐鉴定。
更进一步的，步骤(3)中所述耐盐筛选选择标准为根长3-5cm,叶片没有盐害变黄。
有益效果：本发明提供的一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，具有以下优点：
A)性状优良：辐射所选材料是通过综合性状优良且优势互补的水稻品种通过复交选育出来的，无论在产量、抗性、品质都具有一定的优势；
B)耐盐基因变异来源丰富：花药培养所选材料是经过辐射诱变的复交种，复交种的几个亲本资源具有以下特点：综合性状优良、不同亲本之间遗传差距大、优良性状互补；多样化的优良基因背景为诱发耐盐基因突变提供广泛的变异来源，同时也为其他优良性状的稳定提供基础；
C)耐盐彻底：通过包括四个NaCl浓度的生根培养基筛选、盐碱地筛选的多次耐盐筛选,使得选育的水稻耐盐性更加彻底；
D)耐盐选育高效：通过花药培养选育耐盐水稻，花药培养具有打破耐盐基因与不良基因连锁的作用，耐盐选育的效率更高。
附图说明
图1为实施例1耐盐常规粳稻Y001的选育方法流程示意图；
图2为实施例2耐盐恢复系粳稻粳恢9236的选育方法流程示意图；
图3为实施例2耐盐杂交粳稻粳恢9236的选育方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例1：
请结合图1，以耐盐常规粳稻的选育为例，一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，包括以下步骤：
(1)选择优质、抗条、多穗的镇稻11号为母本，同优质、高抗稻瘟病的武2329杂交得F1，再以F1为母本同优质食味的新粳18杂交得复交组合：镇稻11号/武2329//新粳18；其中镇稻11号、武2329、新粳18在产量、抗性、品质均能实现优良性状的互补；
(2)用伽马射线辐射复交种镇稻11号/武2329//新粳18诱发变异，再以质量浓度为0.5％的NaCl溶液进行耐盐筛选，浸种48h，播种、移栽；
(3)选存活的未发生盐害的单株镇稻11号/武2329//新粳18为材料进行花药培养，取孕穗期剑叶叶枕距2-5cm的幼穗进行培养，将花药接种在诱导培养基上，暗处理20-30d，待愈伤组织成熟后均匀切成4份，分别转移到4个浓度的继代培养基上，所述继代培养基是在原有的诱导培养基基础上进行NaCl成分的添加，具体为0.4％的NaCl、0.6％的NaCl、0.8％的NaCl、1％的NaCl；经过15d的培养后将继代培养基上的愈伤组织转移到分化培养基上，待分化培养基上长出花培苗，将花培苗转移到1％的NaCl的生根培养基上，根据花培苗的根长及对盐碱的敏感性进行耐盐筛选；具体的选择根长3-5cm,叶片没有盐害变黄的花培苗；
(4)将耐盐的花培苗移栽盐碱地筛选高产、优质、食味好、抗条、抗瘟的广适耐盐水稻Y001。
其中，步骤(3)中所述诱导培养基包括以下成分：KNO3 2.45g/L、NH4NO3 1.65g/L、KH2PO4 0.35g/L、MgSO4·7H2O 0.4g/L、CaCl2 0.45g/L、ZnSO4·7H2O 7mg/L、MnSO4·H2O16mg/L、H3BO3 5.6mg/L、CuSO4·5H2O 0.025mg/L、KI 0.83mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.25mg/L、CoCl2·6H2O 0.03mg/L,Na2-EDTA 0.05g/L、FeSO4·7H2O 0.035g/L,肌醇0.1g/L、烟酸0.5mg/L、盐酸硫胺素0.5mg/L、盐酸吡哆醇0.5mg/L、甘氨酸2mg/L、2.4-D 5mg/L、蔗糖35g/L、琼脂6g/L、水解酪蛋白1g/L、山梨糖醇20g/L，pH＝5.8。
步骤(3)中所述分化培养基包括以下成分：KNO3 2.45g/L、NH4NO3 1.65g/L、KH2PO40.35g/L、MgSO4·7H2O 0.4g/L、CaCl2 0.45g/L、ZnSO4·7H2O 7mg/L、MnSO4·H2O 16mg/L、H3BO3 5.6mg/L、CuSO4·5H2O 0.025mg/L、KI 0.83mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.25mg/L、CoCl2·6H2O 0.03mg/L,Na2-EDTA 0.05g/L、FeSO4·7H2O 0.035g/L,肌醇0.1g/L、烟酸0.5mg/L、盐酸硫胺素0.5mg/L、盐酸吡哆醇0.5mg/L、甘氨酸2mg/L、6-BA 4mg/L、蔗糖30g/L、琼脂6g/L、水解酪蛋白1g/L、山梨糖醇15g/L，pH＝5.8。
步骤(3)中所述生根培养基含有1％的NaCl，具体包括以下成分：NaCl 1g/L、KNO32.45g/L、NH4NO3 1.65g/L、KH2PO4 0.35g/L、MgSO4·7H2O 0.4g/L、CaCl2 0.45g/L、ZnSO4·7H2O 7mg/L、MnSO4·H2O 16mg/L、H3BO3 5.6mg/L、CuSO4·5H2O 0.025mg/L、KI0.83mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.25mg/L、CoCl2·6H2O 0.03mg/L,Na2-EDTA 0.05g/L、FeSO4·7H2O 0.035g/L,肌醇0.1g/L、烟酸0.5mg/L、盐酸硫胺素0.5mg/L、盐酸吡哆醇0.5mg/L、甘氨酸2mg/L、蔗糖35g/L、琼脂6g/L、水解酪蛋白1g/L、山梨糖醇20g/L，pH＝5.8。
实施例2：
请结合图2，以耐盐杂交粳稻的选育为例，一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，包括以下步骤：
(1)选择大穗、多粒的恢复系甬优12号为母本，同高亲和、高配合力、高光效的恢复系C418杂交得F1，再以F1为母本同优质、高产、抗条的恢复系嘉禾218杂交得复交组合甬优12号/C418//嘉禾218；其中甬优12号、C418、嘉和218在产量、抗性、品质、高光效、配合力均能实现优良性状的互补；
(2)用伽马射线辐射复交种甬优12号/C418//嘉禾218诱发变异，再以质量浓度为0.5％的NaCl溶液进行耐盐筛选，浸种48h，播种、移栽；
(3)选存活的未发生盐害的单株甬优12号/C418//嘉禾218为材料进行花药培养，取孕穗期剑叶叶枕距2-5cm的幼穗进行培养，将花药接种在诱导培养基上，暗处理20-30d，待愈伤组织成熟后均匀切成4份，分别转移到4个浓度的继代培养基上，所述继代培养基是在原有的诱导培养基基础上进行NaCl成分的添加，具体为0.4％的NaCl、0.6％的NaCl、0.8％的NaCl、1％的NaCl；经过15d的培养后将继代培养基上的愈伤组织转移到分化培养基上，待分化培养基上长出花培苗，将花培苗转移到1％的NaCl的生根培养基上，根据花培苗的根长及对盐碱的敏感性进行耐盐筛选；具体的选择根长3-5cm,叶片没有盐害变黄的花培苗；
(4)将耐盐的花培苗移栽盐碱地筛选高产、优质、食味好、抗条、亲和性好、配合力好的耐盐恢复系粳恢9236；
(5)请参阅图3，将实施例1获得的耐盐粳稻Y001转育为不育系Y001A；
(6)以新转育的不育系Y001A同恢复系新品系粳恢9236杂交配组，选育优质、高产、多抗的耐盐杂交粳稻新组合粳优9236。
请参照下表所列，为实施例1-实施例2中各种水稻品种的性状特征，可以看出亲本之间的优良性状的互补性，以及得到的新组合具有优异的耐盐性能以及优良的综合性状。
性状
镇稻11号 优质、抗条、多穗
武2329 优质、高抗稻瘟病、
新粳18 优质食味
Y001 高产、优质、食味好、抗条、抗瘟
甬优12号 大穗、多粒
C418 高亲和、高配合力、高光效
嘉和218 优质、高产、抗条
粳恢9236 高产、优质、食味好、抗条、亲和性好、配合力好
粳优9236 耐盐、米质优、综合抗性好
评价方法：对实施例1-2所得耐盐常规粳稻Y001以及耐盐杂交粳稻粳恢9236进行耐盐评价：
具体以黄叶数占总叶片数的百分比为指标评价待试品种的耐盐性，其中黄叶数占总叶片数的百分比为0-25％为强耐盐型、26％-75％为中度耐盐型、76％-100％为盐敏感型。
经测试，评价结果如下：
Y001：黄叶数占总叶片数的百分比为13％，表现为强耐盐型、全生育期135-140d，株高95-97cm，有效穗290万-315万穗/hm2，每穗总粒数138-145粒，结实率91-92％，千粒重24-25g，适宜在江苏省沿江及苏南地区中上等肥力条件下种植。
粳优9236：黄叶数占总叶片数的百分比为17％，表现为强耐盐型、全生育期142-148d，株高112-116cm，有效穗270万-285万穗/hm2，每穗总粒数178-185粒，结实率90-92％，千粒重26-27g，适宜在江苏省沿江及苏南地区中上等肥力条件下种植。
从以上评价结果可以看出，本发明一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，通过辐射诱变、花药培养的方法选育出的水稻无论是常规型号还是杂交型均具有强耐盐性能，且无论在产量、抗性、品质都具有明显的优势。
应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）选择两种性状优良的水稻品种A和品种B，以品种A为母本，以品种B为父本进行杂交得到F1代 A/B；再以F1为母本同另一性状优良的水稻品种C杂交得到复交种A/B//C；所述水稻品种A、品种B、品种C的亲本材料之间要求综合性状优良且实现互补，要求不同亲本材料直接遗传距离大；所述品种A具体选取甬优12号，品种B选用C418，品种C选用嘉禾218；
（2）用伽马射线辐射复交种A/B//C诱发变异，再以NaCl溶液进行耐盐筛选，浸种48-60h，播种、移栽；
（3）选存活的未发生盐害的单株A/B//C为材料进行花药培养，取孕穗期剑叶叶枕距2-5cm的幼穗进行培养，将花药接种在诱导培养基上，暗处理20-30d，待愈伤组织成熟后转移至继代培养基，经过12-16d的培养后将继代培养基上的愈伤组织转移到分化培养基上，待分化培养基上长出花培苗，将花培苗转移到生根培养基上，根据花培苗的根长及对盐碱的敏感性进行耐盐筛选；
（4）将耐盐的花培苗移栽盐碱地筛选高产、优质、食味好、抗条、抗瘟的广适耐盐水稻。
2.根据权利要求1所述的辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，其特征在于：步骤（2）中所述NaCl质量浓度为0.5%。
3.根据权利要求1所述的辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，其特征在于：步骤（3）中所述诱导培养基包括以下成分：KNO3 2.45g/L、NH4NO31.65g/L、KH2PO4 0.35g/L、MgSO4·7H2O 0.4g/L、CaCl2 0.45g/L、ZnSO4·7H2O 7mg/L、MnSO4·H2O 16mg/L、H3BO35.6mg/L、CuSO4·5H2O 0.025mg/L、KI 0.83mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.25mg/L、CoCl2·6H2O 0.03mg/L,Na2-EDTA 0.05g/L、FeSO4·7H2O 0.035g/L,肌醇0.1g/L、烟酸0.5mg/L、盐酸硫胺素0.5mg/L、盐酸吡哆醇0.5mg/L、甘氨酸2mg/L、2.4-D 5mg/L、蔗糖35g/L、琼脂6g/L、水解酪蛋白1g/L、山梨糖醇20g/L， pH=5.8。
4.根据权利要求1所述的辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，其特征在于：步骤（3）中所述继代培养基为在所述诱导培养基的基础上增加NaCl的成分。
5.根据权利要求1或4所述的辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，其特征在于：所述继代培养基具体包括4个质量浓度：0.4%的NaCl、0.6%的NaCl、0.8%的NaCl、1%的NaCl；继代培养基的培养为愈伤组织成熟后均匀切成4份，分别转移到4个质量浓度的继代培养基上进行培养。
6.根据权利要求1所述的辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，其特征在于：步骤（3）中所述分化培养基包括以下成分：KNO32.45g/L、NH4NO31.65g/L、KH2PO4 0.35g/L、MgSO4·7H2O 0.4g/L、CaCl2 0.45g/L、ZnSO4·7H2O 7mg/L、MnSO4·H2O 16mg/L、H3BO35.6mg/L、CuSO4·5H2O 0.025mg/L、KI 0.83mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.25mg/L、CoCl2·6H2O 0.03mg/L,Na2-EDTA 0.05g/L、FeSO4·7H2O 0.035g/L,肌醇0.1g/L、烟酸0.5mg/L、盐酸硫胺素0.5mg/L、盐酸吡哆醇0.5mg/L、甘氨酸2mg/L、6-BA 4mg/L、蔗糖30g/L、琼脂6g/L、水解酪蛋白1g/L、山梨糖醇15g/L， pH=5.8。
7.根据权利要求1所述的辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，其特征在于：步骤（3）中所述生根培养基含有1%的NaCl，具体包括以下成分：NaCl 1g/L、KNO32.45g/L、NH4NO31.65g/L、KH2PO4 0.35g/L、MgSO4·7H2O 0.4g/L、CaCl2 0.45g/L、ZnSO4·7H2O 7mg/L、MnSO4·H2O 16mg/L、H3BO3 5.6mg/L、CuSO4·5H2O 0.025mg/L、KI 0.83mg/L、Na2MoO4·2H2O0.25mg/L、CoCl2·6H2O 0.03mg/L,Na2-EDTA 0.05g/L、FeSO4·7H2O 0.035g/L,肌醇0.1g/L、烟酸0.5mg/L、盐酸硫胺素0.5mg/L、盐酸吡哆醇0.5mg/L、甘氨酸2mg/L、蔗糖35g/L、琼脂6g/L、水解酪蛋白1g/L、山梨糖醇20g/L， pH=5.8。
8.根据权利要求1所述的辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，其特征在于：步骤（3）中生根培养基的培养中所述耐盐筛选优先选择根长较长的花培苗移栽盐碱地进行耐盐鉴定。
9.根据权利要求8所述的辐射诱变、花药培养选育耐盐水稻的育种方法，其特征在于：步骤（3）中所述耐盐筛选选择标准为根长3-5cm,叶片没有盐害变黄。
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