CN110073969A

CN110073969A - 一种利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法

Info

Publication number: CN110073969A
Application number: CN201910404535.8A
Authority: CN
Inventors: 王伟平; 黎妮; 张超; 李日生
Original assignee: Hunan Hybrid Rice Research Center
Current assignee: Hunan Hybrid Rice Research Center
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2019-08-02

Abstract

本发明属于农作物育种技术领域，公开了一种利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法。包括：水稻抗倒伏性能初步鉴定、抗倒伏资源筛选、抗倒伏材料创制、抗倒伏品种培育和再次品比试验决选出优良品系。本发明通过已有亲本杂交配组，经田间选择和多代纯化，获得稳定品系。通过与现有骨干不育系(母本)和恢复系(父本)杂交、复交，对杂交后代株系进行抗倒材料选择，培育出了大穗型抗倒耐肥水稻亲本材料R1152、R1116、R1283等，用其配组的杂交组合Y两优1152、广两优1116、Y两优844等表现出穗大粒多、耐肥抗倒力强、产量水平高。本方法采用倒伏指数的定量评估，能够准确客观判断不同水稻新品系的抗倒能力，更好的辅助筛选优良品系。

Description

一种利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法

技术领域

本发明属于农作物技术领域，尤其涉及一种利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

大面积水稻直播可节省大量劳力，缓解劳力季节性紧张的矛盾，对实现水稻生产的轻型化、专业化、规模化有着重要的意义，具有广阔的推广前景。但与移栽水稻相比，直播水稻存在难全苗、草害重、易倒伏三大难题，现有技术一般都是加强田间管理，无法从根本上解决水稻倒伏的问题。

在长江中下游稻区，水稻轻简化直播栽培面积越来越大，水稻根系浅，抗倒伏能力有差异，加之每年台风、大雨、施肥不当等的影响，水稻倒伏问题越来越成为当前生产上急需解决的突出问题。因此，选育抗倒伏的水稻品种推广应用在生产上意义重大。在水稻的育种过程中，选择抗倒伏性强的育种群体，且从育种群体中把抗倒伏能力强的优良个体鉴别、筛选出来，并加代稳定系选、配组，最终培育出新的水稻优良品种是亟待解决的问题。传统判断水稻抗倒伏能力主要是肉眼田间观察，没有量化标准，只能将粗略分为倾、斜、倒、伏等级别，这种判断方式客观上易受台风等环境因子的影响，主观上易受人为因子影响。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术一般都是加强田间管理，无法从根本上解决水稻倒伏的问题。

(2)传统判断水稻抗倒伏能力主要是肉眼田间观察，没有量化标准，只能将粗略分为倾、斜、倒、伏等级别，这种判断方式客观上易受台风等环境因子的影响，主观上易受人为因子影响。

解决上述技术问题的难度：

(1)利用抗倒资源材料与其它综合性状优良的材料人工杂交，反复选择优良品种，将上述材料进行加代稳定，根据育种目标对其它性状进行定向选择，时间周期长。

(2)通过“位次加权积分”算法，决选综合性能优良品系。

解决上述技术问题的意义：

生长期水稻倒伏使得水稻品质与食味变差，结实率下降，产量受损。已成熟水稻倒伏，使收割难度加大，增产不增收。提高水稻抗倒伏能力，对实现水稻的高产、稳产、优质有重大意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法。

本发明是这样实现的，一种利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法。所述利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法包括：

第一步，水稻抗倒伏性能初步鉴定：利用设备模拟风雨，测定水稻抗倒伏指数；

第二步，抗倒资源筛选：选择一定条件下未倒伏材料作为育种资源；

第三步，抗倒材料创制：利用抗倒资源材料与其它综合性状优良的材料人工杂交，反复选择优良品种；

第四步，抗倒品种培育：将上述材料进行加代稳定，根据育种目标对其它性状进行定向选择；

第五步，再次品比试验决选出优良品系：通过“位次加权积分”算法，决选综合性能优良品系。

所述第一步的水稻抗倒伏性能初步鉴定进一步包括：

步骤一，选择人工造风设备，模拟水稻倒伏的风力；

步骤二，选择人工造雨设备，模拟水稻倒伏的降雨量；

步骤三，利用设备模拟风雨：在植株上部模拟降雨，控制流量与时间，然后模拟降雨的同时吹风；

吹风口可对着穗部与行向呈30°夹角随植株移动而移动，进而通过调节风速级别模拟风雨交加的形式使水稻发生倒伏；

步骤四，鉴定标准的制定：不同产量下各品种发生倒伏的风速及抗倒伏指数的制定。

所述第二步的抗倒资源筛选进一步包括：

选择成熟期未倒伏材料作为抗倒伏育种的遗传资源。

所述第三步的抗倒材料创制进一步包括：

利用抗倒资源材料与其它综合性状优良的材料或杂交稻亲本进行人工杂交，按照系谱选育方法，在致倒逆境胁迫下种植F2-F4代群体，反复选择成熟期未倒伏的单株或株系；F5代对抗倒株系进行品质、抗性和综合农艺性状鉴定，培育的三系不育系的还需进行保持力鉴定，恢复系进行恢复力鉴定。

所述第四步的抗倒品种培育进一步包括：

将上述材料进行加代稳定，根据育种目标对其它性状进行定向选择，可培育出抗倒伏的常规品种；将具有保持力的株系与不育胞质进行回交制保，可培育出抗倒不育系；将具备恢复力株系进行加代稳定，可培育出抗倒恢复系；利用抗倒伏的不育系与恢复系配制杂交组合，根据育种目标选择其它性状，可培育出抗倒杂交组合。

所述第五步的再次品比试验决选出优良品系进一步包括：

根据当前水稻育种背景，众多生物性状中，抗病性、抗倒性、产量和米质四大性状是最主要的评价指标，品比试验中决选的新品系抗病性(穗颈瘟接种鉴定综合抗性指数在5.0以下)、抗倒性(倒伏指数值低于20)、产量(与对照相当或增产)、米质(垩白度<5％，国优三级以上)必须达标。为了进一步量化评价参试新品种(系)的综合表现，本方法通过“位次加权积分”的概念以优化综合排名，即根据四大评价指标在育种评价体系中的权重将试验中各参试品种(系)不同指标的位次按一定的权重求和。位次加权积分越低则综合排名越靠前。计算公式：

RP＝NB×0.3+LI×0.3+GY×0.2+GQ×0.2(1)

RP：位次加权积分；

NB：Neck Blast穗颈瘟综合抗性指数位次；

LI：Lodging Index倒伏指数位次；

GY：GrainYield产量位次；

GQ：Grain Quality米质位次。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明水稻抗倒伏性能初步鉴定指标的制订基于模拟自然条件下水稻的倒伏过程，对植株群体为对象直接评价水稻的抗倒伏性能的强弱，既不受天气状况(如风、雨的大小程度)影响，又可利用倒伏时的风速级别这一指标对植株群体的抗倒性作出定量的评价。

本发明通过已有亲本杂交配组，经田间选择和多代纯化，获得稳定品系。通过与现有骨干不育系(母本)和恢复系(父本)杂交、复交，对杂交后代株系进行抗倒材料选择，培育出了大穗型抗倒耐肥水稻亲本材料R1152、R1116、R1283等，用其配组的杂交组合Y两优1152、广两优1116、Y两优844表现出穗大粒多、耐肥抗倒力强、产量水平高。

通过上述本发明的一种基于倒伏指数辅助筛选的水稻育种方法，可定量分析水稻新品系的抗倒伏能力，综合新品系比较试验中的抗病性、抗倒性、产量与米质等多方面因素，决选综合性状突出的优良水稻新品种，不但减少了水稻育种的盲目性，而且培育出新的水稻品种，具有较广的适应性和抗逆能力。这种新的辅助水稻育种方法，简便易行，操作方便，具有广阔的应用前景。

以往传统判断水稻抗倒伏能力主要是肉眼田间观察，没有量化标准，只能将粗略分为倾、斜、倒、伏等级别，这种判断方式客观上易受台风等环境因子的影响，主观上易受人为因子影响；而本方法采用倒伏指数的定量评估，能够准确客观判断不同水稻新品系的抗倒能力，更好的辅助筛选优良品系。

附图说明

图1是本发明实施例提供的利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的水稻抗倒伏性能初步鉴定方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法包括：

S101：水稻抗倒伏性能初步鉴定：利用设备模拟风雨，测定水稻抗倒伏指数；

S102：抗倒资源筛选：选择一定条件下未倒伏材料作为育种资源；

S103：抗倒材料创制：利用抗倒资源材料与其它综合性状优良的材料人工杂交，反复选择优良品种；

S104：抗倒品种培育：将上述材料进行加代稳定，根据育种目标对其它性状进行定向选择；

S105：再次品比试验决选出优良品系：通过“位次加权积分”算法，决选综合性能优良品系。

所述第一步的水稻抗倒伏性能初步鉴定进一步包括：

S201：选择人工造风设备，模拟水稻倒伏的风力；

S202：选择人工造雨设备，模拟水稻倒伏的降雨量；

S203：利用设备模拟风雨：在植株上部模拟降雨，控制流量与时间，然后模拟降雨的同时吹风；

S204：鉴定标准的制定：不同产量下各品种发生倒伏的风速及抗倒伏指数的确定。

作为本发明的优选实施例，可采用一款喷雾喷粉机作为田间小面积的造风设备，能产生满足模拟水稻倒伏的20m/s-80m/s的风力。

所述第二步的抗倒资源筛选进一步包括：

选择成熟期未倒伏材料作为抗倒伏育种的遗传资源。

所述第三步的抗倒材料创制进一步包括：

利用抗倒资源材料与其它综合性状优良的材料或杂交稻亲本进行人工杂交，按照系谱选育方法，在致倒伏逆境胁迫下种植F2-F4代群体，反复选择成熟期未倒伏的单株或株系；F5代对抗倒株系进行品质、抗性和综合农艺性状鉴定，培育三系不育系的还需进行保持力鉴定，恢复系进行恢复力鉴定。

所述第四步的抗倒品种培育进一步包括：

所述第五步的再次品比试验决选出优良品系进一步包括：

RP＝NB×0.3+LI×0.3+GY×0.2+GQ×0.2(1)

RP：位次加权积分；

NB：Neck Blast穗颈瘟综合抗性指数位次；

LI：Lodging Index倒伏指数位次；

GY：GrainYield产量位次；

GQ：Grain Quality米质位次。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例：

采用上述利用抗倒伏指数评价辅助水稻育种的方法培育的水稻品种Y两优1152有效穗增8.4％、总粒增11.4％、实粒增8.7％、结实率增2.5％，实际产量增10.7％。米质理化指标长宽比3.2，整精米率55.3％，垩白率28.0％，垩白度2.5％，胶稠度65.0毫米，直链淀粉含量15.8％，稻米品质优、口感好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法，其特征在于，所述利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法包括：

第五步，再次品比试验决选出优良品系：通过位次加权积分算法，决选综合性能优良品系。

2.如权利要求1所述利用抗倒伏指数评价辅助水稻育种的方法，其特征在于，所述第一步的水稻抗倒伏性能初步鉴定进一步包括：

步骤一，选择人工造风设备，模拟水稻倒伏的风力；

步骤二，选择人工造雨设备，模拟水稻倒伏的降雨量；

步骤四，鉴定标准的确定：不同产量下各品种发生倒伏的风速及抗倒伏指数的确定。

3.如权利要求1所述利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法，其特征在于，所述第二步的抗倒资源筛选进一步包括：

选择成熟期未倒伏材料作为抗倒伏育种的遗传资源。

4.如权利要求1所述利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法，其特征在于，所述第三步的抗倒材料创制进一步包括：

利用抗倒资源材料与其它综合性状优良的材料或杂交稻亲本进行人工杂交，按照系谱选育方法，在致倒伏逆境胁迫下种植F2-F4代群体，反复选择成熟期未倒伏的单株或株系；F5代对抗倒伏株系进行品质、抗性和综合农艺性状鉴定，培育三系不育系的还需进行保持力鉴定，恢复系进行恢复力鉴定。

5.如权利要求1所述利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法，其特征在于，所述第四步的抗倒品种培育进一步包括：

将上述材料进行加代稳定，根据育种目标对其它性状进行定向选择，可培育出抗倒伏的常规品种；将具有保持力的株系与不育胞质进行回交制保，可培育出抗倒三系不育系；将具备恢复力株系进行加代稳定，可培育出抗倒恢复系；利用抗倒伏的不育系与恢复系配制杂交组合，根据育种目标选择其它性状，可培育出抗倒杂交组合。

6.如权利要求1所述利用抗倒伏指数辅助水稻育种的方法，其特征在于，所述第五步的再次品比试验决选出优良品系进一步包括：

根据当前水稻育种背景，众多生物性状中，抗病性、抗倒性、产量和米质四大性状是最主要的评价指标，品比试验中决选的新品系抗病性、抗倒性、产量、米质达标；通过位次加权积分的概念以优化综合排名，根据四大评价指标在育种评价体系中的权重将试验中各参试品种不同指标的位次按一定的权重求和；位次加权积分越低则综合排名越靠前；计算公式：

RP＝NB×0.3+LI×0.3+GY×0.2+GQ×0.2；

RP：位次加权积分；

NB：Neck Blast穗颈瘟综合抗性指数位次；

LI：Lodging Index倒伏指数位次；

GY：GrainYield产量位次；

GQ：Grain Quality米质位次。