CN110338014A - 一种快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于植物病害保护与水稻选育技术领域，具体涉及一种快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法。包括以下步骤：区分待测水稻育种材料恢保类型，确定待测恢复系、保持系的一般有效穗；根据待测恢复系、保持系以及感病对照品种的生育期，精选饱满种子分期播种；于秧苗适龄期，选择长势一致的壮苗，以适宜株行距适时单本移栽于鉴定圃中，每行株数是以100除以一般有效穗得到的；自然诱发与人工接种相结合方式进行穗颈瘟诱发，于感病对照品种穗颈瘟发病率50％以上时，计量发病穗数，计算发病率，判定待测材料的穗颈瘟发病级。本发明在判定穗颈瘟发病级时，仅需计量发病穗，进而计算病穗率，可提高50％及以上的效率，减少50％及以上的工作量。
Description
技术领域
本发明属于植物病害保护与水稻选育技术领域，具体涉及一种快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法。
背景技术
由灰梨孢(Pyricularia grisea Sacc.)引起的稻瘟病(Rice Blast)是影响水稻(Oryza sativa L.)生产的主要病害之一，具有发生范围广、传播快、流行频率高、病原菌易变异等特点，严重威胁水稻高产、稳产。近年来，随着优质杂交稻的大面积推广，感病品种随之增多，加之菌源充足、气候适宜稻瘟病发生等原因，稻瘟病邺已成为水稻上最主要的病害。生产实践证明，选育和种植抗稻瘟病水稻品种是防治水稻稻瘟病最经济、有效、环保的措施，而筛选抗稻瘟病水稻材料则是其重要基础工作。因此，开展水稻育种材料的稻瘟病感抗水平判定对高效选育抗稻瘟病水稻品种及水稻安全、稳定生产均具有重要意义。
水稻三系系谱选育法(简称水稻“三系法”)是传统杂交水稻育种的经典方法之一，而三系水稻育种材料稻瘟病感抗水平判定现有技术方案仍多为传统常规种植方法进行，即在区分三系水稻育种材料恢保关系的基础上，根据不同类型材料的生育期，分期播种，以丽江新团黑谷(或其他公认的感病品种)为感病对照品种，采用适宜的株行距，适时进行单本移栽，每行10株，种植行数为N(≥1，且为自然数)，视鉴定圃面积和种子苗情而定，一般N＝1或者2即可。感病对照品种丽江新团黑谷(或其他公认的感病品种)间比种植于供鉴定材料间。自水稻移栽后直至鉴定完成均保持适当的水层，多施氮肥作追肥；通过自然诱发与人工接种的相结合的方式进行诱发，分别于感病对照品种苗叶瘟发病级达9级，穗颈瘟发病率50％以上时，通过感官观测苗叶瘟症状，参照苗叶瘟分级标准，判定苗叶瘟发病级；通过感官估算单穗损失率，参照单穗损失率分级标准，判定单穗损失级，进而通过加权值计算，判定损失率级；通过计量病穗数和有效穗，计算发病率，参照穗颈瘟发病级分级标准，进行穗颈瘟发病级判定，进而综合判定育种材料的稻瘟病抗感水平。有别于苗叶瘟发病级和损失率级可以通过感官观测和感官估算，穗颈瘟发病级判定过程，需同时准确计量群体发病穗和群体有效穗，进而计算病穗率，参照穗颈瘟发病率分级标准判定穗颈瘟发病级。然而，育种单位一般都拥有成千上万份待测育种材料或育种中间材料，现有的穗颈瘟发病级判定方法是一种重复量大、任务量极重且耗时长的方法。
发明内容
本发明提供了一种快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，仅需计量发病穗，进而计算病穗率，可提高50％及以上的效率，减少50％及以上的工作量。
本发明的第一个目的是提供一种快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，包括以下步骤：
步骤1，区分待测三系水稻育种材料恢保类型，确定待测恢复系、保持系的一般有效穗；若待测材料为恢复系，则所述一般有效穗是指所有待测恢复系材料的有效穗的平均值；若待测材料为保持系，则所述一般有效穗是指所有待测保持系材料的有效穗的平均值，所述平均值的有效位数取整数位；
步骤2，根据待测恢复系、保持系以及感病对照品种的生育期，精选饱满种子分期播种；
步骤3，于秧苗适龄期，选择长势一致的壮苗，以适宜的株行距，单本移栽于鉴定圃中，每行株数是以100除以一般有效穗得到的；在所述适宜的株行距下，群体有效穗是100的N倍，N≥1，且为自然数；
步骤4，进行穗颈瘟诱发，于感病对照品种穗颈瘟发病率50％以上时，计量发病穗数，计算发病率，判定待测材料的穗颈瘟发病级。
优选的，上述快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，所述感病对照品种为丽江新团黑谷。
优选的，上述快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，步骤3中，待测三系水稻育种材料在鉴定圃中以株距16.7cm×行距26.6cm或株距16.7cm×行距33.3cm种植，种植行数为N；N≥1，且为自然数。
优选的，上述快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，步骤4中发病率的计算公式如下：发病率(％)＝(待测三系水稻育种材料的发病穗数/该类型三系水稻育种材料群体的有效穗)×100％。
优选的，上述快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，步骤4中穗颈瘟病诱发方式为自然诱发与人工接种的相结合的方式。
优选的，上述快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，穗颈瘟发病级分级标准参照具体实施方式中表1进行。与现有技术相比，本发明提供的一种快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，至少具有以下有益效果：
与育种单位三系水稻育种材料稻瘟病感抗水平判定现有传统常规种植方法进行穗颈瘟病级判定相比，在群体大小相同的情况下，本发明在判定穗颈瘟发病级时，因单株个体的一般有效穗能被5整除，所以群体有效穗恒定且为100或100的N(N≧2，且为自然数)倍，仅需计量发病穗，进而计算病穗率，可提高50％及以上的效率，减少50％及以上的工作量，同时也避免了计量工作的反复。
附图说明
图1本发明快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法的技术路线图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。下面各实施例以及上述发明内容中未注明具体条件的试验方法，均按照本领域的常规方法和条件进行。
本发明提供的一种快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，首先将待测三系水稻材料与定型不育系(生产上制种繁殖过程中使用的不育系均可)测交，区分不同育种材料的恢保类型，同时统计测算恢复系(R)、保持系(B)的一般有效穗，所述“一般有效穗”指恢复系(R)有效穗的平均值或者保持系(B)有效穗的平均值，所述平均值的有效位数取整数位；然后，精选饱满种子，根据恢复系(R)或者保持系(B)的生育期分期播种，以丽江新团黑谷为感病对照品种，于秧苗适龄期，选择长势一致的壮苗以适宜的株行距(株距16.7cm×行距26.6cm或株距16.7cm×行距33.3cm)，单本移栽于稻瘟病抗性鉴定圃中，每行株数以100除以恢复系(R)或者保持系(B)的一般有效穗确定，种植行数为N(N≥1，且为自然数)，视鉴定圃面积和种子苗情而定，一般N＝1或者2即可；感病对照品种间比种植于待测材料间；种植期间注意肥水管理；最后，进行穗颈瘟诱发，于感病品种穗颈瘟发病率50％以上时，判定穗颈瘟发病级。在上述方法中，在适宜的株行距下(株距16.7cm×行距26.6cm或株距16.7cm×行距33.3cm)，因单株个体的有效穗能被5的整除，即一般有效穗亦能被5整除，所以群体的有效穗恒定且为100或为100的N倍(N≥2，且为自然数)，在进行穗颈瘟发病级判定时，仅需计量发病穗，可省略有效穗的计量，减少穗颈瘟发病级判定时50％及以上的工作量，实现快速的目的。具体通过如下步骤实现：
步骤1，三系水稻待测材料一般有效穗确定：在区分待测水稻育种材料恢保类型的同时，确定适宜株行距下待测恢复系(R)、保持系(B)的一般有效穗；
步骤2，播种：根据待测恢复系(R)、保持系(B)以及感病对照品种丽江新团黑谷的生育期，精选饱满种子分期播种；
步骤3，种植方法：于秧苗适龄期，选择长势一致的壮苗以适宜的株行距(株距16.7cm×行距26.6cm或株距16.7cm×行距33.3cm)适时单本移栽于鉴定圃中。每行株数以100除以一般有效穗，种植行数为N(N≥1，且为自然数)；在所述适宜的株行距下，每种类型水稻的群体有效穗是100或为100的N倍(N≥2，且为自然数)；对照品种丽江新团黑谷间比种植于待测材料间(注意肥水管理：水稻移栽后，多施氮肥作追肥，并保持适当的水层直至完成鉴定完成)；
步骤4，穗颈瘟发病级定级：进行穗颈瘟诱发，于感病对照品种穗颈瘟发病率50％以上时，计量发病穗数，计算发病率，判定待测材料的穗颈瘟发病级，穗颈瘟发病率分级标准参照表1进行。
表1中发病率的计算公式如下：发病率(％)＝(待测三系水稻育种材料的发病穗数/该类型三系水稻育种材料的群体有效穗)×100％。
表1穗颈瘟发病率分级标准
实施例1本发明种植方法下三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的判定
以50份待测三系水稻育种材料为例，其中恢复系(R)材料35份(编号R01～R35)，保持系(B)材料15份(编号B01～B15)。经统计测算，在株距16.7cm×行距26.6cm的种植密度下，恢复系(R)的一般有效穗为225万/hm2，即10穗/株，该类型群体有效穗为200穗；保持系(B)的一般有效穗为112.5万/hm2，即5穗/株，该类型群体有效穗为100穗。
依据重庆市农业科学院水稻所鉴定圃的物候条件以及恢复系(R)、保持系(B)的全生育期，精选饱满种子，恢复系于3月20日播种，保持系于4月30日左右播种，基于感病对照品种丽江新团黑谷早熟的特性，分别于3月27日和5月6日播种，3月27日播种的丽江新团黑谷作恢复系的对照，5月6日播种的丽江新团黑谷作保持系的对照。待4叶一心期的秧苗适龄期，选择长势一致的壮苗，以株距16.7cm×行距26.6cm单本移栽于稻瘟病抗性鉴定圃中，每份恢复系材料每行10株(100穗除以10穗/株)，2行，共20株；每份保持系材料每行20株(100穗除以5穗/株)；每份材料种植1行，共20株。感病对照品种丽江新团黑谷则间比种植于供鉴定水稻材料间，每行10株，2行，共20株。自水稻材料移栽至鉴定完成均保持适当的水层，多施氮肥作追肥。通过自然诱发与人工接种相结合的方式进行诱发，计量感病对照品种的发病穗数，计算病穗率；当感病对照品种丽江新团黑谷病穗率达50％以上时，计量待测三系水稻育种材料的发病穗数和发病率，穗颈瘟发病率分级标准均参照表1。实施例1选取的50份待测三系水稻育种材料的穗颈瘟发病级结果见表2。
表2实施例1种植方法下穗颈瘟发病级判定
注：在株距16.7cm×行距26.6cm种植密度下，在本发明群体大小下恢复系(R)的一般有效穗为10穗/株(群体有效穗共200穗)，保持系的一般有效穗为5穗/株(群体有效穗共100穗)。
对比例1传统常规种植方法下三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的判定
以50份待测三系水稻育种材料为例，其中恢复系(R)材料35份(编号R01～R35)，保持系(B)材料15份(编号B01～B15)。
依据重庆市农业科学院水稻所鉴定圃的物候条件以及恢复系(R)、保持系(B)的全生育期，精选饱满种子，恢复系于3月20日播种，保持系于4月30日左右播种，基于感病对照品种丽江新团黑谷早熟的特性，分别于3月27日和5月6日播种，3月27日播种的丽江新团黑谷作恢复系的对照，5月6日播种的丽江新团黑谷作保持系的对照。待4叶一心期的秧苗适龄期，选择长势一致的壮苗，以株距16.7cm×行距26.6cm单本移栽于鉴定圃中，每份材料每行10株，每份材料种植2行，共20株。感病对照品种丽江新团黑谷则间比种植于供鉴定水稻材料间，每行10株，2行，共20株。自水稻材料移栽至鉴定完成均保持适当的水层，多施氮肥作追肥。通过自然诱发与人工接种相结合的方式进行诱发，计量感病对照品种的发病穗数，计算病穗率；当感病对照品种丽江新团黑谷病穗率达50％以上时，计量待测三系水稻育种材料的发病穗数、群体有效穗和发病率，穗颈瘟发病率分级标准均参照表1。待测的50份三系水稻育种材料的穗颈瘟发病级结果见表3。
表3传统常规种植方法下穗颈瘟发病级判定
综合表2、表3结果可以看出，两种种植方法所得到的待测三系水稻育种材料颈瘟发病级基本相同，但在三系水稻育种材料群体大小相同的情况下，本发明实施例1种植方法判定穗颈瘟发病级仅需计量发病穗，可提高50％以上的计量效率，减少50％以上的工作量，同时也大大减少了计量工作的反复及重复。
需要说明的是，在实施例1-2中，恢复系的群体有效穗为225万/hm2，保持系的群体有效穗为112.5万/hm2。参照本发明实施例1的种植群体大小，恢复系材料的群体有效穗为200穗，保持系材料的群体有效穗为100穗。
恢复系材料的发病率是以该品种种植群体中所有发病穗数除以200计算得到的，保持系材料的发病率是以该品种种植群体中所有发病穗数除以100计算得到的。
需要说明的是，在实施例1和对比例1中，所述的“间比种植”即每隔1-10行待测试材料种植2行感病对照品种。
需要说明的是，表2-3中R25(Q恢25)、B02(神农2B)(不育系神农2A)均为已定型水稻亲本，分别于2016年7月、2015年8月通过重庆市农作物品种审定委员会技术鉴定。均于2019在期刊《杂交水稻》上发表。文献信息如下：
1朱子超,李贤勇,王楚桃,何永歆,蒋刚,欧阳杰,黄乾龙,郭爽,管玉圣.浓香型优质抗病三系不育系神农2A的选育[J].杂交水稻,2019,34(3):12-14。
2欧阳杰,郭爽,管玉圣,黄乾龙,朱子超,蒋刚,王楚桃,何永歆,熊英,李贤勇.优质抗稻瘟病三系恢复系Q恢25的选育和应用[J].杂交水稻,2019,34(2):11-13。
需要说明的是，本发明权利要求书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，区分待测三系水稻育种材料恢保类型，确定待测恢复系、保持系的一般有效穗；若待测材料为恢复系，则所述一般有效穗是指所有待测恢复系材料的有效穗的平均值；若待测材料为保持系，则所述一般有效穗是指所有待测保持系材料的有效穗的平均值；
步骤2，根据待测恢复系、保持系以及感病对照品种的生育期，精选饱满种子分期播种；
步骤3，于秧苗适龄期，选择长势一致的壮苗，以适宜的株行距，单本移栽于鉴定圃中，每行株数是以100除以一般有效穗得到的；在所述适宜的株行距下，群体有效穗是100的N倍，N≥1，且为自然数；
步骤4，进行穗颈瘟诱发，于感病对照品种穗颈瘟发病率50％以上时，计量发病穗数，计算发病率，判定待测材料的穗颈瘟发病级。
2.根据权利要求1所述的快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，其特征在于，所述感病对照品种为丽江新团黑谷。
3.根据权利要求2所述的快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，其特征在于，步骤3中，待测三系水稻育种材料在鉴定圃中以株距16.7cm×行距26.6cm或株距16.7cm×行距33.3cm的行株距种植，种植行数为N；N≥1，且为自然数。
4.根据权利要求3所述的快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，其特征在于，步骤4中发病率的计算公式如下：发病率(％)＝(待测三系水稻育种材料的发病穗数/该类型三系水稻育种材料群体的有效穗)×100％。
5.根据权利要求3所述的快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，其特征在于，步骤4中穗颈瘟病诱发方式为自然诱发与人工接种的相结合的方式。
6.根据权利要求4所述的快速判定三系水稻育种材料穗颈瘟发病级的方法，其特征在于，穗颈瘟发病级分级标准参照下表进行：
表 穗颈瘟发病率分级标准
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