CN108739356A - 一种高结实率耐盐的优质香型光身水稻种质的创制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高结实率、耐盐的优质香型光身水稻种质的创制方法，属于作物遗传育种技术领域。该方法即利用含有耐盐sst基因的水稻特异种质，与优质、抗病、高结实率等综合性状优良的香型水稻种质杂交复交，通过系谱法选择，室内与田间的耐盐性鉴定及香味性状等一系列遗传改良和筛选，创制出结实率高、耐盐性好，适宜沿海滩涂盐碱地直播生产的香型光身水稻特异种质。

Description

一种高结实率耐盐的优质香型光身水稻种质的创制方法

技术领域

本发明具体涉及一种高结实率耐盐的优质香型光身水稻种质的创制方法，属于作物遗传育种技术领域。

背景技术

土壤盐渍化是一个世界性问题，生态恶化和水资源短缺，盐渍化的影响涉及将近50%的灌溉土壤，且以每年100万公顷的速度增长。我国盐碱土的总面积约有5亿多亩，还有3亿多亩盐碱地有待开发利用。盐渍化土壤是影响农业生产和生态环境的一个重要的非生物胁迫因素。严重制约我国农业的生产和发展。我国人均耕地0.11hm²警戒线，耕地质量差，分布在平原、盆地的仅占34%。同时，水资源人均占有量居世界第109位，为世界上严重缺水的国家之一。粮食既是关系国计民生和国家经济安全的重要战略物资，也是人民群众最基本的生活资料，与社会稳定、经济发展密切相关。

盐胁迫是限制水稻生长、造成水稻减产的重要环境因素之一。如何提高水稻对盐碱的抗性能力，对于提高水稻产量，解决中国乃至世界的粮食问题具有重大的意义。目前，国内的水稻耐盐育种仍以常规育种为主，并已筛选出水稻耐盐种质资源，虽在生产上得到应用，但均未能在盐浓度较高的滩涂盐碱地推广。在传统的“淡水农业”模式即将超负荷运转的情况下，海水稻的巨大价值受到了各方各界的关注。2014年育成了“海稻86”，植株高、芒长，亩产在150公斤左右，具有很大应用潜力。随着现代分子生物学理论和基因工程技术的飞速发展，为作物耐盐育种研究提供了新思路和新方法。转基因技术可以打破物种间的生殖隔离障碍，定向创造更多的特异资源，直接在基因水平上改造植物的遗传物质。但转基因水稻的安全评价仍是当前食物安全争论不休的焦点，未能获得应用批准。因此，通过常规杂交和分子育种的方法，将耐盐基因转入综合性状优良的优质水稻品种之中，创制耐盐性较高的水稻新品种，并通过耐盐水稻种植生产，不仅有效提高沿海的生态效应，改良盐碱地土壤，提高盐碱地利用率，为保障粮食安全具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高结实率耐盐的优质香型光身水稻种质的创制方法。

为实现上述目的采用以下方案：

具体方法如下：

1）利用采用以江西省早稻恢复系R401经辐射突变后，在保持原来农艺性状的基础上，SST基因隐性突变为sst耐盐基因，伴随着叶片䇯毛消失（光身）、结实率下降(仅60%）等连锁性状的水稻突变体sst，该突变体耐盐度达0.6%，但生育期短，结实率仅60%，难以在生产直接应用。以水稻突变体sst为母本，与生育期适中、结实率高、丰产性好的优质香型水稻种质B杂交，作杂交组合F_A/F_B；种植杂种一代F_1(A/B)，并以种质B为轮回亲本，获得复交一代，以F_{1（A/B//B）}表示；种植F_{1（A/B//B）}，并收获F₂种子；

2）种植F₂群体，单本种植3000株，分蘖盛期时，人工逐株触摸叶片正反面，从中选择水稻叶片无茸毛、光身、即含sst耐盐基因的植株挂牌编号，每株取2-3片新叶，置于冰箱保鲜层备用。以种质B为对照，逐株取3g叶片切碎，放入小玻璃房皿中，并加入15ml的1.7wt.%氢氧化钾溶液后，立即盖上玻璃皿放置室温；10min后打开盖子，并逐株鉴定出具有香味的单株。种子成熟后，选择生育期短与种质B相近，株高适中，株叶形态好，穗头大，结实率高于85%的光身且有香味的F₂单株稻穗。

3）每株取1-2穗混合脱粒获得F₃，置于1.0%NaCl浓度的水溶液，在室温下浸种48小时后，将种子采用浸于含1.0%NaCl的湿毛巾包裹，放入38℃植物培养箱进行催芽破胸12h后，温度降至35℃催芽24h，选择胚芽长至半粒谷长2-5mm，胚根为1粒谷长4-10mm时取出，将符合水稻种子发芽标准的种子，采用根朝下，芽朝上，逐粒播种至含有1.0%浓度NaCl盐浓度的盐碱土壤进行育苗，长至2叶1心时，施用KCl复合肥促进幼苗生长,用量为2.5kg/亩，并定期采用相应盐度的水进行浇喷，确保盐浓度保持在1.0%含量。选择盐胁迫下能正常生长的秧苗，30d后移至含有1.0%盐浓度的盐碱地栽植。田间管理同一般大田，至水稻生长后期，观察植株能正常生长至开花，结实等整个生长周期的，选择叶片光滑无䇯毛、结实率达85%以上、谷粒有香味，生育期与品种B相似，综合性状优良的株系，收获并建立F₄株系；

4）重复步骤2、3；逐代对结实率、生育期、香味、耐盐性、光身及其他农艺性状进行鉴定，加代至群体整齐，性状基本一致的F₆代株系；

5）将入选的耐盐的F₆株系按播种量5公斤/亩，小区面积0.2亩，经催芽后，均匀播至1.0%盐浓度的沿海滩涂盐碱地，并采用适时灌溉，水稻成熟时，取样考种并实割测产。最终创制出生育期短，株型适中，产量性状好，香型光身耐盐的水稻优异种质。

2、所述的种质A为江西省早稻恢复系R401，经物理诱变后，SST基因的隐性突变为sst耐盐基因，伴随着叶片䇯毛消失（光身）、结实率仅60%左右的水稻突变体sst（见专利201410843389.6）。香味种质B分别为象牙香占、金泰B、三香628中的一种；通过性状互补，复合性状的定向选择，最终获得适宜在沿海盐碱滩涂种植的优质香型光身水稻种质。

本发明的优点在于：

(1) 创制出的优质香型光身水稻新种质可在沿海盐碱滩涂种植，不仅有效提高沿海的生态效应，改良盐碱地土壤，提高盐碱地利用率，为高产优质耐盐的水稻新品种的培育提供宝贵的遗传资源。

（2）充分利用分离群体的遗传背景多样性，在对耐盐主基因sst的选择基础上，利用微效基因的互作，从中选择耐盐性更优、结实率正常的植株，并通过多代鉴定，最终获得高利用价值的水稻新种质。

（3）通过光身和香味的表型性状选择，技术方法简单易行，育种目标明确，可快速获得耐盐和优质香味水稻特异新种质。

具体实施方式

实施例1：

1）利用采用以江西省早稻恢复系R401经辐射突变后，在保持原来农艺性状的基础上，SST基因隐性突变为sst耐盐基因，伴随着叶片䇯毛消失（光身）、结实率下降(仅60%）等连锁性状的水稻突变体sst，该突变体耐盐度达0.6%，但生育期短，结实率仅60%，难以在生产直接应用。以其为母本，与生育期适中、结实率高、丰产性好的优质香型水稻种质“象牙香占”杂交，作杂交组合F_A/F_B；种植杂种一代F_1(A/B)，并以“象牙香占”为轮回亲本，获得复交一代，以F_{1（A/B//B）}表示；种植F_{1（A/B//B）}，并收获F₂种子；

2）种植F₂群体，单本种植3000株，分蘖盛期时，人工逐株触摸叶片正反面，从中选择水稻叶片无茸毛（光身、即含sst耐盐基因）的植株挂牌编号，每株取3片新叶，置于冰箱保鲜层备用。以“象牙香占”为对照，逐株取3g叶片切碎，放入小玻璃房皿中，并加入15ml的1.7%氢氧化钾溶液后，立即盖上玻璃皿放置室温；10min后打开盖子，并逐株用鼻子嗅闻，鉴定出具有香味的单株。种子成熟后，选择生育期短与种质B相近，株高适中，株叶形态好，穗头大，结实率高于85%的光身且有香味的F₂单株稻穗。

3）每株取2穗混合脱粒获得F₃，置于1.0%NaCl浓度的水溶液，在室温下浸种48小时后，将种子采用浸于含1.0%NaCl的湿毛巾包裹，放入38℃植物培养箱进行催芽破胸12h后，温度降至35℃催芽24h，选择胚芽长至半粒谷长(约2mm)，胚根为1粒谷长（约4mm）时取出，将符合水稻种子发芽标准的种子，采用根朝下，芽朝上，逐粒播种至含有1.0%浓度NaCl盐浓度的盐碱土壤进行育苗，长至2叶1心时，施用KCl复合肥促进幼苗生长,用量为2.5kg/亩，，并定期采用相应盐度的水进行浇喷，确保盐浓度保持在1.0%含量。选择盐胁迫下能正常生长的秧苗，30d后移至含有1.0%盐浓度的盐碱地栽植。田间管理同一般大田，至水稻生长后期，观察植株能正常生长至开花，结实等整个生长周期的，选择叶片光滑无䇯毛、结实率达85%以上、谷粒有香味，生育期与“象牙香占”相似，综合性状优良的株系，收获并建立F₄株系；

4）重复步骤2、3；逐代对结实率、生育期、香味、耐盐性、光身及其他农艺性状进行鉴定，加代至群体整齐，性状基本一致的F₆代株系；

5）将入选的耐盐的F₆按株系按播种量5公斤/亩，小区面积0.2亩，经催芽后，均匀直播至1.0%盐浓度的沿海滩涂盐碱地，并采用适时灌溉，水稻成熟时，取样考种并实割测产。最终创制出生育期短，株型适中，产量性状好，香型光身耐盐的水稻优异新种质“耐盐香占”。

优点：“耐盐香占”具有群体整齐，株型好、生育期适中，后期转色好，谷粒长型，稻米品质优，具香味。该品种在保持了“象牙香占”食味口感的同时，耐盐性强，产量与常规品种“象牙香占”相当，适宜盐碱地种植生产，可望有效提高盐碱地生产效益。种质创新为耐盐优质水稻新品种的培育提供宝贵的种质资源。

实施例2：

1）利用采用以江西省早稻恢复系R401经辐射突变后，在保持原来农艺性状的基础上，SST基因隐性突变为sst耐盐基因，伴随着叶片䇯毛消失（光身）、结实率下降(仅60%）等连锁性状的水稻突变体sst，该突变体耐盐度达0.6%，但生育期短，结实率仅60%，难以在生产直接应用。以其为母本，与生育期适中、结实率高、丰产性好的优质香型水稻种质“金泰B”杂交，作杂交组合F_A/F_B；种植杂种一代F_1(A/B)，并以“金泰B”为轮回亲本，获得复交一代，以F_{1（A/B//B）}表示；种植F_{1（A/B//B）}，并收获F₂种子；

2）种植F₂群体，单本种植3000株，分蘖盛期时，人工逐株触摸叶片正反面，从中选择水稻叶片无茸毛（光身、即含sst耐盐基因）的植株挂牌编号，每株取2片新叶，置于冰箱保鲜层备用。以“金泰B”为对照，逐株取3g叶片切碎，放入小玻璃房皿中，并加入15ml的1.7%氢氧化钾溶液后，立即盖上玻璃皿放置室温；10min后打开盖子，并逐株用鼻子嗅闻，鉴定出具有香味的单株。种子成熟后，选择生育期短与种质B相近，株高适中，株叶形态好，穗头大，结实率高于85%的光身且有香味的F₂单株稻穗。

3）每株取1穗混合脱粒获得F₃，置于1.0%NaCl浓度的水溶液，在室温下浸种48小时后，将种子采用浸于含1.0%NaCl的湿毛巾包裹，放入38℃植物培养箱进行催芽破胸12h后，温度降至35℃催芽24h，选择胚芽长至半粒谷长(约5mm)，胚根为1粒谷长（约6mm）时取出，将符合水稻种子发芽标准的种子，采用根朝下，芽朝上，逐粒播种至含有1.0%浓度NaCl盐浓度的盐碱土壤进行育苗，长至2叶1心时，施用KCl复合肥促进幼苗生长,用量为2.5kg/亩，，并定期采用相应盐度的水进行浇喷，确保盐浓度保持在1.0%含量。选择盐胁迫下能正常生长的秧苗，30d后移至含有1.0%盐浓度的盐碱地栽植。田间管理同一般大田，至水稻生长后期，观察植株能正常生长至开花，结实等整个生长周期的，选择叶片光滑无䇯毛、结实率达85%以上、谷粒有香味，生育期与“金泰B”相似，综合性状优良的株系，收获并建立F₄株系；

4）重复步骤2、3；逐代对结实率、生育期、香味、耐盐性、光身及其他农艺性状进行鉴定，加代至群体整齐，性状基本一致的F₆代株系；

5）将入选的耐盐的F₆按株系按播种量5公斤/亩，小区面积0.2亩，经催芽后，均匀直播至1.0%盐浓度的沿海滩涂盐碱地，并采用适时灌溉，水稻成熟时，取样考种并实割测产。最终创制出生育期短，株型适中，产量性状好，香型光身耐盐的水稻优异新种质“耐盐香B”。

优点：“金泰B”是一个具有香味，稻米外观好的三系保持系，具有群体整齐，株型好、生育期适中，后期转色好，谷粒长型等特性。以此通过杂交、复交等技术，经耐盐、香味等基因的定向选择，可望获得耐盐性强，稻米品质优的三系保持系“耐盐香B”，可望转育出耐盐，有香味的细胞质雄性不育系，为耐盐三系杂交稻的选育提供技术与材料保障。

实施例3：

1）利用采用以江西省早稻恢复系R401经辐射突变后，在保持原来农艺性状的基础上，SST基因隐性突变为sst耐盐基因，伴随着叶片䇯毛消失（光身）、结实率下降(仅60%）等连锁性状的水稻突变体sst，该突变体耐盐度达0.6%，但生育期短，结实率仅60%，难以在生产直接应用。以其为母本，与生育期适中、结实率高、丰产性好的优质香型水稻种质“三香628”杂交，作杂交组合F_A/F_B；种植杂种一代F_1(A/B)，并以“三香628”为轮回亲本，获得复交一代，以F_{1（A/B//B）}表示；种植F_{1（A/B//B）}，并收获F₂种子；

2）种植F₂群体，单本种植3000株，分蘖盛期时，人工逐株触摸叶片正反面，从中选择水稻叶片无茸毛（光身、即含sst耐盐基因）的植株挂牌编号，每株取2－3片新叶，置于冰箱保鲜层备用。以“三香628”为对照，逐株取3g叶片切碎，放入小玻璃房皿中，并加入15ml的1.7%氢氧化钾溶液后，立即盖上玻璃皿放置室温；10min后打开盖子，并逐株用鼻子嗅闻，鉴定出具有香味的单株。种子成熟后，选择生育期短与种质B相近，株高适中，株叶形态好，穗头大，结实率高于85%的光身且有香味的F₂单株稻穗。

3）每株取1-2穗混合脱粒获得F₃，置于1.0%NaCl浓度的水溶液，在室温下浸种48小时后，将种子采用浸于含1.0%NaCl的湿毛巾包裹，放入38℃植物培养箱进行催芽破胸12h后，温度降至35℃催芽24h，选择胚芽长至半粒谷长(约5mm)，胚根为1粒谷长（约10mm）时取出，将符合水稻种子发芽标准的种子，采用根朝下，芽朝上，逐粒播种至含有1.0%浓度NaCl盐浓度的盐碱土壤进行育苗，长至2叶1心时，施用KCl复合肥促进幼苗生长,用量为2.5kg/亩，，并定期采用相应盐度的水进行浇喷，确保盐浓度保持在1.0%含量。选择盐胁迫下能正常生长的秧苗，30d后移至含有1.0%盐浓度的盐碱地栽植。田间管理同一般大田，至水稻生长后期，观察植株能正常生长至开花，结实等整个生长周期的，选择叶片光滑无䇯毛、结实率达85%以上、谷粒有香味，生育期与“三香628”相似，综合性状优良的株系，收获并建立F₄株系；

4）重复步骤2、3；逐代对结实率、生育期、香味、耐盐性及光身等性状及农艺性状进行鉴定，加代至群体整齐，性状基本一致的F₆代株系；

5）将入选的耐盐的F₆按株系按播种量5公斤/亩，小区面积0.2亩，经催芽后，均匀直播至1.0%盐浓度的沿海滩涂盐碱地，并采用适时灌溉，水稻成熟时，取样考种并实割测产。最终创制出生育期短，株型适中，产量性状好，香型光身耐盐的水稻优异新种质“耐香628”。

优点：“耐香628”在保留“三香628”的主要农艺性状前提下，株型紧凑，分蘖中等，抽穗整齐，叶色浓绿，叶片宽、长、略卷曲，剑叶挺立，穗型分散，单穗着粒密，谷粒细长，谷壳淡黄色，后期熟色好，产量与三香628相当，米质优，耐盐性好，病虫害少，适宜于南方盐碱地优质米生产。可显著提高盐碱地利用率，社会、经济效益显著。

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 (3)

1.一种高结实率耐盐的优质香型光身水稻种质的创制方法，其特征在于：分别采用生育期短，结实率60%左右，产量低，光身且含有耐盐度可达0.6%盐度耐盐sst基因的水稻耐盐突变体A和生育期适中、综合性状好，稻米品质优，结实率高、籽粒有香味的优质水稻种质B为亲本；通过杂交、复交，系谱法选择，采用不同的技术方法对后代的香味与耐盐性状进行鉴定，最终获得一种高结实率耐盐的优质香型光身水稻种质。

2.根据权利要求1所述的一种高结实率耐盐的优质香型光身水稻种质的创制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1）利用水稻突变体sst为母本，与生育期适中、结实率高、丰产性好的优质香型水稻种质B杂交，作杂交组合F_A/F_B；种植杂种一代F_1(A/B)，并以种质B为轮回亲本，获得复交一代，以F_{1（A/B//B）}表示；种植F_{1（A/B//B）}，并收获F₂种子；

2）种植F₂群体，单本种植3000株，分蘖盛期时，人工逐株触摸叶片正反面，从中选择水稻叶片无茸毛、光身、即含sst耐盐基因的植株，挂牌编号，每株取2－3片新叶，置于冰箱保鲜层备用；以种质B为对照，逐株取3g叶片切碎，放入小玻璃房皿中，并加入15ml的1.7wt.%氢氧化钾溶液后，立即盖上玻璃皿放置室温；10min后打开盖子，并逐株鉴定出具有香味的单株；种子成熟后，选择生育期短与种质B相近，株高适中，株叶形态好，穗头大，结实率高于85%的光身且有香味的F₂单株稻穗；

3）每株取1-2穗混合脱粒获得F₃，置于1.0wt.%NaCl浓度的水溶液，在室温下浸种48小时后，将种子采用浸于含1.0%NaCl的湿毛巾包裹，放入38℃植物培养箱进行催芽破胸12h后，温度降至35℃催芽24h，选择胚芽长至半粒谷长2-5mm，胚根为1粒谷长4-10mm时取出，将符合水稻种子发芽标准的种子，采用根朝下，芽朝上，逐粒播种至含有1.0wt.%浓度NaCl浓度的盐碱土壤进行育苗，长至2叶1心时，施用KCl复合肥促进幼苗生长,用量为2.5kg/亩，并定期采用相应盐度的水进行浇喷，确保盐浓度保持在1.0%含量；选择盐胁迫下能正常生长的秧苗，30d后移至含有1.0%盐浓度的盐碱地栽植；田间管理同一般大田，至水稻生长后期，观察植株能正常生长至开花、结实等整个生长周期的，选择叶片光滑无䇯毛、结实率达85%以上、谷粒有香味、生育期与品种B相似、综合性状优良的株系，收获并建立F₄株系；

4）重复步骤2）、3）；逐代对结实率、生育期、香味、耐盐性、光身及其他农艺性状进行鉴定，加代至群体整齐，性状基本一致的F₆代株系；

5）将入选的耐盐的F₆株系按播种量5公斤/亩，小区面积0.2亩，经催芽后，均匀播至1.0wt.%盐浓度的沿海滩涂盐碱地，并采用适时灌溉，水稻成熟时，取样考种并实割测产；最终创制出生育期短，株型适中，产量性状好，香型光身耐盐的水稻优异种质。

3.根据权利要求1所述的一种高结实率耐盐的优质香型光身水稻种质的创制方法，其特征在于：所述的水稻突变体sst为江西省早稻恢复系R401，经物理诱变后，SST基因的隐性突变为sst耐盐基因，伴随着叶片䇯毛消失、结实率仅60%的水稻突变体sst；种质B为象牙香占、金泰B、三香628中的一种。