CN108703067B - 一种长生育期观赏水稻品种的快速选育方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及植物新品种选育技术领域，尤其是一种快速选育长生育期的观赏水稻品种的选育方法，把水稻的长生育期和叶片颜色两个性状有机来结合到一个品种中，培育农艺性状稳定的长生育期叶色的观赏水稻品种，具体为：选择遗传背景相同的长生育期品种和目标叶色品种进行杂交获得F0种子，种植收取F1植株上的种子获得F2种子，播种F2种子，选择100‑500株具有叶色苗移栽，成熟时选择抽穗期极显著延长的单株，分株收种，收获的种子即是农艺性状稳定的长生育期的观赏水稻品种。通过本发明方法可快速选育出长生育期观赏水稻品种，选育的品种生长期长，性状稳定，具有更长时效的观赏价值。

Description

一种长生育期观赏水稻品种的快速选育方法
技术领域
本发明涉及植物新品种选育技术领域,尤其是一种快速选育长生育期的观赏水稻品种的选育方法。
背景技术
观赏水稻广泛应用于休闲观光农业中，利用水稻的各种不同叶色的突变体(紫、黄、白、红、绿等叶色)，通过精心布置，组成各种字型、图案来勾画出各类美丽的田间图案，形成休闲式田园景观，推动休闲农业的发展；同时观赏稻也可以用于家庭盆栽和插花艺术。然而传统育成的叶色突变体品种生育期普遍偏短(110-140天)，通过大量劳力物力精细组织栽培的图案随着品种的成熟而图案淡化，影响了休闲观光农业的持久性和效益性，迫切需要培育长生育期(180-240天)的观赏水稻品种。我国科研人员通过诱变获得了生育期显著延长的突变体(生育期介于180-240天)并克隆了相应的基因PHYC、DHT8、RID1/EHD2和EHD4等。同时水稻具有各类不同叶色的丰富稻种资源，在物理和化学方法诱变创制新种质过程中，叶色突变是一类高频率发生的，通过各种途径突变获得了大量各类叶色突变体并克隆了相应的基因，这为快速选育长生育期的观赏水稻提供了很好的种质和基因基础。随着生物技术手段的迅猛发展，利用CRISPR/Cas9技术定点突变目标基因变得越发容易，尤其是单基因控制的性状，如：香味基因FGR、粒长基因GS3和光温敏核不育基因PTGMS-2等均获得了预期的碱基突变和性状改变。
发明内容
本发明要解决上述现有观赏品种的缺点,提供一种快速、经济和安全的选育长生育期观赏水稻品种，延长观赏稻田间图案的持久性的品种选育方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种长生育期观赏水稻品种的快速选育方法，一种长生育期观赏水稻品种的快速选育方法，其特征在于，把水稻的长生育期和叶片颜色两个性状有机来结合到一个品种中，培育农艺性状稳定的长生育期叶色的观赏水稻品种，包括具有相同遗传背景的长生育期品种和遗传背景不同且已知控制长生育期突变基因的品种两种培养方案。
第一种，针对具有相同遗传背景的长生育期品种，选择长生育期品种和目标叶色品种进行杂交获得F0种子，种植收取F1植株上的种子获得F2种子，播种F2种子，选择100-500株具有叶色苗移栽，成熟时选择抽穗期极显著延长的单株，分株收种，收获的种子即是农艺性状稳定的长生育期的观赏水稻品种。
第二种，针对遗传背景不同且已知控制长生育期突变基因的品种，选择遗传背景不同且已知控制长生育期突变基因的品种与目标叶色品种两者之间杂交，获得F0种子，种植F1，再用目标叶色品种做轮回亲本连续回交，每次回交之前开展分子标记辅助选择，选择具有控制长生育期突变基因的株系连续与目标叶色品种回交3-4次，回交到BC3F1或BC4F1，选择具有控制长生育期突变基因片段的目标叶色单株，收取BC3F1或BC4F1植株上的种子获得BC3F2或BC4F2种子，播种种植100-500株BC3F2或BC4F2种子，后期选择抽穗期具有显著延长的目标叶色单株，并进一步通过分子标记检测确定是否是含有控制生育期突变基因的纯合株系，选择5-10个单株，分单株收种，收获的种子连续自交种植2-3代以上即可获得农艺性状稳定的长生育期的观赏水稻品种。
第二种选育方案中，所述分子标记辅助选择时，以已知控制长生育基因DNA序列或旁临序列为模板设计分子标记引物，分别提取两个品种的DNA、PCR和电泳，筛选在两个品种间具有良好多态性的引物为分子标记。
本发明的有益技术效果是：通过本发明方法可快速选育出长生育期观赏水稻品种，选育的品种生长期长，性状稳定，具有更长时效的观赏价值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
利用日本晴背景的黄叶突变体yl(镁离子螯合酶I亚基基因CHLI突变导致，2012年南昌3月28日播种，7月5日抽穗，播始历期99天，7月30日成熟，全生育期约124天)和日本晴背景的迟熟突变体lhd3(PHYC突变导致，2012年南昌3月28日播种，10月底抽穗，播始历期206天，11月底至12月初成熟，全生育期约245天)杂交获得F0种子15粒，种植F1植株收获F2种子约1500粒，播种部分F2种子成苗580株，苗期获得黄叶植株118株，后期选择生育期显著延长的单株35株，选择其中5株种植，播始历期213-222天(2014年3月24日南昌播种，11月1-10抽穗)获得的长生育期观赏品种整个生育期叶片由黄逐渐变成淡黄色。
实施例2
利用日本晴背景的迟熟突变体lhd3(PHYC突变导致)与紫叶色品种紫叶稻(2012年南昌3月28日播种，6月15日抽穗，播始历期79天，7月18日成熟，全生育期约112天)杂交，用紫叶稻品种做轮回亲本并结合以控制长生育的已知基因PHYC紧密连锁的旁临序列(与基因PHYC相距47Kb)为模版，设计分子标记引物序列并合成引物序列，CSZ-2F:5`-AGCTGATCTGCTCAAGCTGTGG-3`，CSZ-2R:5`-CAGTCTCTCTCGGCCAATTAAGC-3`，分别提取迟熟突变体lhd3和紫叶稻两个品种的DNA、PCR和电泳，确定该设计的分子标记引物序列在两个品种间具有良好多态性，用于后续分子标记辅助选择使用的PCR引物序列。种植F1，用紫叶稻品种做轮回亲本回交，之后每次回交之前用CSZ-2引物对上一代的回交株系开展分子标记辅助选择，选择具有控制长生育期突变基因的株系再连续与紫叶稻品种回交到BC3F1，选择具有控制长生育期突变基因片段的紫叶色单株，收取BC3F1植株上的种子获得BC3F2种子，选择5个单株的种子播种，种植BC3F2种子，每个株系再50株，共计栽植规模250株，后期选择抽穗期具有显著延长的紫叶色单株，并进一步通过分子标记检测确定是否是控制生育期突变基因的纯合，选择10个单株，分单株收种，再选择5个单株连续自交种植至BC3F5，农艺性状稳定，种植播始历期204-213天(2015年3月27日南昌播种，11月底12初抽穗)获得的长生育期观赏品种整个生育期叶片均为紫色，即获得农艺性状稳定的长生育期的观赏水稻品种。
DNA提取按照2％CTAB的小修改后的方法提取。
PCR反应体系以20μL计为：10xPCR反应缓冲液2μL，5pM引物F和R各1μL，10mM dNTP0.5μL，DNA样2μL，TaqDNA聚合酶0.2IU，加ddH2O补足至20μL。
PCR反应条件为：95℃预变性5分钟，95℃变性30秒，58℃退火30秒，72℃延伸1分钟，共35个循环，72℃保温10分钟。
分子标记辅助选择的引物序列：
CSZ-2F：5`-AGCTGATCTGCTCAAGCTGTGG-3`
CSZ-2R：5`-CAGTCTCTCTCGGCCAATTAAGC-3`，
引物由北京鼎国公司合成，合成的前后引物各1OD直接稀释成5pM浓度使用。
PCR产物在4％的琼脂糖凝胶中电泳分离,用GelRed染色后,在凝胶成像仪紫外灯下扫描拍照、分析和记录所要信息。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种长生育期观赏水稻品种的快速选育方法，其特征在于，把水稻的长生育期和叶片颜色两个性状有机来结合到一个品种中，培育农艺性状稳定的长生育期叶色的观赏水稻品种，具体为： 选择长生育期品种和目标叶色品种进行杂交获得F0 种子，种植收取F1植株上的种子获得F2种子，播种F2种子，选择100-500株具有叶色苗移栽，成熟时选择抽穗期极显著延长的单株，分株收种，收获的种子即是农艺性状稳定的长生育期的观赏水稻品种；所述长生育期品种为具有相同遗传背景的长生育期品种。
2.根据权利要求1所述长生育期观赏水稻品种的快速选育方法，其特征在于：针对遗传背景不同且已知控制长生育期突变基因的品种，选择遗传背景不同且已知控制长生育期突变基因的品种与目标叶色品种两者之间杂交，获得F0种子，种植F1，再用目标叶色品种做轮回亲本连续回交，每次回交之前开展分子标记辅助选择，选择具有控制长生育期突变基因的株系连续与目标叶色品种回交3-4次，回交到BC3F1或BC4F1，选择具有控制长生育期突变基因片段的目标叶色单株，收取BC3F1或BC4F1植株上的种子获得BC3F2或BC4F2种子，播种种植100-500株BC3F2或BC4F2种子，后期选择抽穗期具有显著延长的目标叶色单株，并进一步通过分子标记检测确定是否是含有控制生育期突变基因的纯合株系，选择5-10个单株，分单株收种，收获的种子连续自交种植2-3代即可获得农艺性状稳定的长生育期的观赏水稻品种。
3.根据权利要求2所述长生育期观赏水稻品种的快速选育方法，其特征在于，所述分子标记辅助选择时，以已知控制长生育基因DNA序列或旁临序列为模板设计分子标记引物，分别提取两个品种的DNA、PCR和电泳，筛选在两个品种间具有良好多态性的引物为分子标记。
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