CN108901820A - 一种耐盐光身水稻三系不育系选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐盐光身水稻三系不育系选育方法，属于作物遗传育种技术领域。该方法涉及到生育期适中，叶片无茸毛（光身），耐盐（含sst基因），的优质细胞质雄性不育系的选育。利用该三系不育系与大量耐盐恢复系组配，可望筛选出叶片无茸毛（光身），耐盐（含sst基因）的三系杂交稻新组合,可望在沿海盐碱滩涂种植生产。

Description

一种耐盐光身水稻三系不育系选育方法

技术领域

本发明具体涉及一种光身耐盐水稻三系不育系选育方法，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，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。水稻在盐碱地种植会影响其个体形态的发育，严重时会造成水稻减产甚至死亡。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，水稻耐盐育种仍以常规育种为主，通过水稻耐盐种质资源耐盐筛选和鉴定，已经筛选出了一些水稻耐盐种质资源，并育成了系列耐盐性不同的水稻品种，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。

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。如何采用常规育种技术与现代分子育种相结合，创制并选育出光身耐盐优质水稻细胞质雄性不育系，进而配制出强优势耐盐光身三系杂交稻新组合，对有效改良盐碱地土壤，提高盐碱地利用率，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光身耐盐水稻三系不育系选育方法，育成生育期适中、光身耐盐、优良水稻三系不育系，利用上述不育系进行大量组配，可望筛选出高结实率、光身耐盐三系杂交稻组合。

以耐盐突变体为供体亲本，即早稻恢复系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）、结实率下降(仅60%）等连锁性状的水稻耐盐突变体sst，以生产上大面积应用且高结实率的三系保持系（如广8B、金23B和II－32B等）为细胞质雄性不育为供体。通过杂交回交技术，高结实率、光身等性状的定向选择，通过对符合目标性状的不育保持系的选择鉴定，育成的一种优质，耐盐，结实率高的细胞质雄性不育系，进而配组获得光身、耐盐的三系杂交稻新组合。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

1、本发明的方法包括以下步骤：

1）以耐盐突变体记为品种A为父本，即在保持原来农艺性状的基础上，伴随SST基因的隐性突变（sst耐盐基因），导致叶片茸毛消失（光身）的连锁性状，结实率低(仅60%左右)；以高结实率、配合力好的细胞质雄性不育保持系B为母本(记为品种B)；作杂交组合A/B；种植杂种一代F_1A/B，并以F_1A/B为母本，以品种B为父本，做F_（A/B//B） 复交一代；种植F_（A/B//B），并收获F₂种子；

2）种植F₂种子，从中选择水稻叶片无茸毛（光身、即含sst耐盐基因），且结实率>85%的F₂单株，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，将种子用采用浸于含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，当胚芽长至半粒谷长(2-5mm)，胚根为一粒谷长（4-10mm）时取出，将符合发芽标准的种子移植至含有1.0%浓度NaCl溶液的水培装置进行盐胁迫种植，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，选择在1.0%水培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。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、柱头外露率高、结实率达85%以上的综合性状优良株系，收获并建立F₄株系。

3)将 F₄代株系种子参见步骤2）的盐胁迫处理方法，并根据上述选择标准，选择柱头外露率高、后期结实率达85%以上、光身(含有sst耐盐基因)且综合性状优良单株，建立F₅株系。

4)种植F₅代，在水稻抽穗开花时，以水稻细胞质雄性不育系(品种B的同型三系不育系)为母本，从符合育种目标的F₅代中选择综合性状优良单株进行成对测交。收获测交父本F₅代与相对应的测交F₁代种子；

5) 分别成对种植父本F₅与测交一代。对测交一代采用1%的I₂-KI染色法镜检，鉴定出花粉育性为完全典型败育的株系，其将相应的父本入选，同时继续选择单株回交，获得父本F₆代与回交一代；

6）F₆代后的父本加代及回交不育世代均在1%盐碱地上种植(播种、插秧)筛选，并将入选的转育的不育株系进行成对饱和回交（回交4-6代），最终选育出综合性状与父本一致，不育性稳定、光身耐盐的细胞质雄性不育系，其轮回父本即为其对应的保持系。

、本发明的突出优点

本发明为一种光身耐盐的水稻三系不育系选育方法。该方法涉及到表型光身，耐盐的优质三系不育系的选育，利用上述不育系进行大量组配，可望筛选出优质、高结实率，且光身耐盐的三系杂交稻新组合。具有下列优点：(1)育成的耐盐三系不育系，进而配制出耐盐杂交稻新品种可望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，为保障粮食安全具有重要意义。(2) 育成耐盐光身且高结实率优良三系保持系，克服突变体sst(耐盐R401)结实率低的缺点，确保三系杂交稻后代的结实率；（3）构建杂交回交群体，通过水稻耐盐光身和高结实率的直观表型性状选择，育种目标明确，可快速获得比sst突变体更为耐盐、结实率明显提高的水稻保持系，育种效率高；（4）育成的三系不育系水稻优异种质，配组的杂种一代种植生产能够节约淡水资源，且能在盐碱地生长，病虫害少，减少农药与化肥用量，确保大米产品食用的安全。

具体实施方式

实施例1：

1）以耐盐突变体sst（见《水稻苗期耐盐性基因SST分子标记的筛选与应用》）

为父本，即在保持原来农艺性状的基础上，伴随SST基因的隐性突变（sst耐盐基因），导致叶片茸毛消失（光身）的连锁性状，结实率低(仅60%左右)；以高结实率、配合力好的细胞质雄性不育保持系广8B为母本；作杂交组合sst/广8B；，种植杂种一代F₁，并以F₁为母本，以广8B为父本，做F_{（sst/广8B//广8B）} 复交一代；种植F_（A/B//B），并收获F₂种子；

2）种植F₂种子，从中选择水稻叶片无茸毛（光身、即含sst耐盐基因），且结实率>85%的F₂单株，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，当胚芽长至半粒谷长(约2-5mm)，胚根为一粒谷长（约4-10mm）时取出，将符合发芽标准的种子移植至含有1.0%浓度NaCl溶液的水培装置进行盐胁迫种植，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，选择在1.0%水培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。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、柱头外露率高、结实率达85%以上的综合性状优良株系，收获并建立F₄株系。

3)将 F₄代株系种子参见步骤2）的盐胁迫处理方法，并根据上述选择标准，选择柱头外露率高、后期结实率达85%以上、光身(含有sst耐盐基因)且综合性状优良单株，建立F₅株系。

4)种植F₅代。在水稻抽穗开花时，以水稻细胞质雄性不育系广8A为母本，从符合育种目标的F₅代中选择综合性状优良单株进行成对测交。收获测交父本F₅代与相对应的测交F₁代种子；

5) 分别成对种植父本F₅与测交一代。对测交一代采用1%的I₂-KI染色法镜检，鉴定出花粉育性为完全典型败育的株系，其将相应的父本入选，同时继续选择单株回交，获得父本F₆代与回交一代；

6）F₆代后的父本加代及回交不育世代均在1%盐碱地上种植(播种、插秧)筛选，并将入选的转育的不育株系进行成对饱和回交（回交4代），最终选育出综合性状与父本一致，不育性稳定、光身耐盐的细胞质雄性不育系广耐A，其轮回父本即为其对应的保持系广耐B。

优点：育成群体整齐，不育度高；耐盐；稻米细长粒形、生长繁茂、矮秆多穗、株叶形态优良、具有增城丝苗型品质的优质三系不育系“广耐A”，该不育系保持了广8A高配合力，易制种特性的前提下，与同类型恢复系配组杂交一代，杂种优势好，具有适应性广、耐盐、优质、抗病等优良特性，可望在南方大面积盐碱地生产应用。

实施例2：

1）以耐盐突变体sst为父本，即在保持原来农艺性状的基础上，伴随SST基因的隐性突变（sst耐盐基因），导致叶片茸毛消失（光身）的连锁性状，结实率低(仅60%左右)；以高结实率、配合力好的细胞质雄性不育保持系金23B为母本；作杂交组合sst/金23B；种植杂种一代F₁，并以F₁为母本，以金23B为父本，做F_{（sst/金23B//金23B）} 复交一代；种植F_（A/B//B），并收获F₂种子；

2）种植F₂种子，从中选择水稻叶片无茸毛（光身、即含sst耐盐基因），且结实率>85%的F₂单株，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，当胚芽长至半粒谷长(约2-5mm)，胚根为一粒谷长（约4-10mm）时取出，将符合发芽标准的种子移植至含有1.0%浓度NaCl溶液的水培装置进行盐胁迫种植，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，选择在1.0%水培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。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、柱头外露率高、结实率达85%以上的综合性状优良株系，收获并建立F₄株系。

3)将 F₄代株系种子参见步骤2）的盐胁迫处理方法，并根据上述选择标准，选择柱头外露率高、后期结实率达85%以上、光身(含有sst耐盐基因)且综合性状优良单株，建立F₅株系。

4)种植F₅代。在水稻抽穗开花时，以水稻细胞质雄性不育系金23A为母本，从符合育种目标的F₅代中选择综合性状优良单株进行成对测交。收获测交父本F₅代与相对应的测交F₁代种子；

5) 分别成对种植父本F₅与测交一代。对测交一代采用1%的I₂-KI染色法镜检，鉴定出花粉育性为完全典型败育的株系，其将相应的父本入选，同时继续选择单株回交，获得父本F₆代与回交一代；

6）F₆代后的父本加代及回交不育世代均在1%盐碱地上种植(播种、插秧)筛选，并将入选的转育的不育株系进行成对饱和回交（回交-6代），最终选育出综合性状与父本一致，不育性稳定、光身耐盐的细胞质雄性不育系金耐A，其轮回父本即为其对应的保持系金耐B。

优点：育成具有群体整齐、不育度高、耐盐、配合力强的优良三系不育系“金耐A”，该不育系保持了金23A高配合力，易制种特性的前提下，与同类型恢复系配组杂交一代，具有熟期早、宜直播、耐盐，适应性广等特点。

实施例3：

1）以耐盐突变体sst为父本，在保持原来农艺性状的基础上，伴随SST基因的隐性突变，导致叶片茸毛消失（光身）的联锁性状，且结实率下降(仅60%左右)；以高结实率，一般配合力好的长粒型细胞质雄性不育保持系II-32B为母本；作杂交组合sst/II-32B；，种植杂种一代F₁，并以F₁为母本，以II-32B为父本，做F_{（（sst/II-32B//II-32B））} 复交一代；种植F_（A/B//B），并收获F₂种子；

2）种植F₂种子，从中选择水稻叶片无茸毛（光身、即含sst耐盐基因），且结实率>85%的F₂单株，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，当胚芽长至半粒谷长(约2-5mm)，胚根为一粒谷长（约4-10mm）时取出，将符合发芽标准的种子移植至含有1.0%浓度NaCl溶液的水培装置进行盐胁迫种植，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，选择在1.0%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。观察植株能正常生长至开花，结实，选择叶片光滑、柱头外露率高、结实率达85%以上的综合性状优良株系，收获并建立F₄株系。

3)将 F4代株系种子参见步骤2的盐胁迫处理方法，并根据上述选择标准，选择柱头外露率高、后期结实率达85%以上、光身(含有sst耐盐基因)且综合性状优良单株，建立F₅株系。

4)种植F₅代。在水稻抽穗开花时，以水稻细胞质雄性不育系II-32A为母本，从符合育种目标的F₅代中选择综合性状优良单株进行成对测交。收获测交父本F₅代与相对应的测交F₁代种子；

5) 分别成对种植父本F₅与测交一代。对测交一代采用1%的I₂-KI染色法镜检，鉴定出花粉育性为完全典型败育的株系，其将相应的父本入选，同时继续选择单株回交，获得父本F₆代与回交一代；

6）F6代后的父本加代及回交不育世代均在1%盐碱地上种植(播种、插秧)筛选，并将入选的转育的不育株系进行成对饱和回交（回交5代），最终选育出综合性状与父本一致，不育性稳定、光身耐盐的细胞质雄性不育系耐32A，其轮回父本即为其对应的保持系耐32B。

优点：光身耐盐的细胞质雄性不育系耐32A具有育成群体整齐，不育度高，适应性广等特性，该不育系保持了耐32A高配合力，易制种特性的前提下，与大面积生产并通过耐盐筛选的同类型恢复系配组杂交一代，在提高耐盐性的同时，杂种一代产量高，适应性广，在我国南方籼稻区的盐碱地种植生产上具有广阔的推广应用前景。

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)

1.一种光身耐盐水稻三系不育系选育方法，其特征在于：以现有的高结实率、一般配合力好的细胞质雄性不育保持系B，以耐盐突变体记为品种A，即保持原来农艺性状的基础上，伴随SST基因的隐性突变为sst耐盐基因，导致叶片茸毛消失的连锁性状，且结实率60%的突变体为父本，通过杂交及回交方法，采用系谱法选择、性状鉴定等技术，育成柱头外露率高、结实率达85%以上、光身、含有sst耐盐基因且综合性状优良的保持株系，以现有的水稻细胞质雄性不育系为母本，从中选出测交一代为彻底不育的株系，以对应的父本材料为轮回父本，进行饱和回交，最终选育出综合性状与父本一致，不育性稳定、光身耐盐的细胞质雄性不育系。

2.根据权利要求1所述一种光身耐盐水稻三系不育系选育方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

1）以耐盐突变体记为品种A为父本，即在保持原来农艺性状的基础上，伴随SST基因的隐性突变st耐盐基因，导致叶片茸毛消失的连锁性状，结实率低仅60%；以高结实率、配合力好的细胞质雄性不育保持系B为母本，记为品种B；作杂交组合A/B；种植杂种一代F_1A/B，并以F_1A/B为母本，与品种B为父本，做F_（A/B//B） 复交一代；种植F_（A/B//B），并收获F₂种子；

2）种植F₂种子，从中选择水稻叶片无茸毛光身、即含sst耐盐基因、且结实率>85%的F₂单株，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，将种子用采用浸于含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，当胚芽长至半粒谷长2-5mm，胚根为一粒谷长4-10mm时取出，将符合发芽标准的种子移植至含有1.0%浓度NaCl溶液的水培装置进行盐胁迫种植，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，选择在1.0%浓度NaCl溶液水培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；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、柱头外露率高、结实率达85%以上的综合性状优良株系，收获并建立F₄株系；

3)将 F₄代株系种子按步骤2）的盐胁迫处理方法，并根据上述选择标准，选择柱头外露率高、后期结实率达85%以上、光身含有sst耐盐基因且综合性状优良单株，建立F₅株系；

4)种植F₅代，在水稻抽穗开花时，以水稻细胞质雄性不育系为母本，从符合育种目标的F₅代中选择综合性状优良单株进行成对测交；收获测交父本F₅代与相对应的测交F₁代种子；

5) 分别成对种植父本F₅与测交一代，对测交一代采用1%的I₂-KI染色法镜检，鉴定出花粉育性为完全典型败育的株系，其将相应的父本入选，同时继续选择单株回交，获得父本F₆代与回交一代；

6）F₆代后的父本加代及回交不育世代均在盐浓度为1%盐碱地上种植筛选，并将入选的转育的不育株系进行成对饱和回交，回交4-6代，最终选育出综合性状与父本一致，不育性稳定、光身耐盐的细胞质雄性不育系，其轮回父本即为其对应的保持系。

3.根据权利要求1所述一种光身耐盐水稻三系不育系选育方法，其特征在于：所述的品种A为水稻耐盐突变体sst；品种B为广8B、金23B和II－32B中一种。