CN112586342A - 一种提高恢复系粳稻耐寒性的育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高恢复系粳稻耐寒性的育种方法，该育种方法包括：将含有恢复基因Rf1a的恢复系粳稻作为父本，将东北粳稻作为母本，将父本与母本杂交，得到子一代种子；种植子一代种子并与东北粳稻回交，得到子二代种子；于北方稻区种植子二代种子，得到子二代植株；筛选出含有恢复基因Rf1a的子二代植株，得到耐寒的子二代植株；培育耐寒的子二代植株至性状稳定，将性状稳定的植株保持水层10‑15cm左右，温度17～18℃水中，保持7～10天，筛选出耐寒的性状稳定的植株，即为耐寒的恢复系粳稻。由该方法获得的耐寒的恢复系粳稻种植于五常市，测得其子一代的空壳率在21％以下，达到了寒地粳稻耐寒性的要求。

Description

一种提高恢复系粳稻耐寒性的育种方法

技术领域

本发明涉及植物育种领域，更具体地，涉及提高粳稻恢复系耐寒性的育种方法。

背景技术

大米是世界上最重要的粮食作物之一，全球一半以上的人口将大米作为主食，因此，水稻的产量关系到世界的粮食安全。利用杂种优势是提高水稻产量的有效途径，中国杂交籼稻的发展已取得巨大成就，但杂交粳稻的发展还比较缓慢。

我国北方稻区处于高纬度地区，光照时间长，有利于光合产物的积累，水稻生产实现高产、优质的难度相对较小。空气干燥，病虫害少。土壤好，特别东北地区的黑土地，有利于生产出低农药残留、低重金属残留卫生品质好的优质大米。自上世纪80年代以后，南方水稻生产在全国的比重下降，北方水稻生产呈增长趋势，全国水稻生产中心逐步北移。北方稻区的粳稻生产逐年扩大，已成为我国重要的口粮基地。目前，北方稻区生产上还是以常规粳稻为主，但是，常规粳稻的产量和品质均低于杂交粳稻，如果能将常规粳稻改成杂交粳稻耕种，可以提高北方稻区粳稻产量与品质，将为我国粮食安全作出重要贡献。

但是，由于北方稻区处于高纬度地区，抽穗灌浆期气温较低，由于杂交粳稻导入了籼稻血缘，致使其耐寒性能不佳，这使得杂交粳稻很难在北方稻区大面积推广。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高恢复系粳稻耐寒性的育种方法，能够获得耐寒性良好的恢复系粳稻。

本发明实施例提供一种提高恢复系粳稻耐寒性的育种方法，所述育种方法包括：

将含有恢复基因Rf1a的恢复系粳稻作为父本，将东北粳稻作为母本，将所述父本与所述母本杂交，得到子一代种子；将所述子一代植株与所述东北粳稻回交，得到子二代种子；于北方稻区种植所述子二代种子，在所述子二代植株中，筛选出含有恢复基因Rf1a的子二代植株；

将所述含有恢复基因Rf1a的子二代植株根部置于17～18℃水中浸泡5～7 天，得到耐寒的所述子二代植株；

培育耐寒的所述子二代植株至性状稳定，得到性状稳定的植株；

所述性状稳定植株的水层高度为10～15cm，温度控制在17～18℃，保持 7～10天，筛选出结实好的所述性状稳定的植株，即为耐寒的恢复系粳稻。

具体地，当所述含有恢复基因Rf1a的子二代植株生长至幼穗分化5～6期时，所述含有恢复基因Rf1a的子二代植株的水层高度为10～15cm，温度控制在17～18℃，保持7～10天。

具体地，将耐寒的所述子二代植株于南方稻区繁殖后在所述北方稻区育种并培育至性状稳定。

进一步地，判断所述性状稳定的条件为两年的农艺性状一致。

具体地，通过分子标记法筛选出具有耐寒基因的所述子二代植株进行培育。

进一步地，所述耐寒基因为dCAPS。

具体地，将筛选出的耐寒的所述性状稳定的植株通过所述分子标记法筛选出具有耐寒基因的所述性状稳定的植株，即为所述耐寒的恢复系粳稻。

具体地，所述性状稳定的植株生长至幼穗分化5～6期，所述性状稳定植株的水层高度为10cm，温度控制在于17～18℃，保持7天，筛选出耐寒的所述性状稳定的植株。

本发明实施例提供的一种提高恢复系粳稻耐寒性的育种方法，由该方法获得的耐寒的恢复系粳稻种植于寒地粳稻生态区的黑龙江省五常市，黑龙江省内要求粳稻的空壳率不超过30％，通过该育种方法获得的子一代的空壳率在21％以下，达到了寒地粳稻耐寒性的要求，可见其具有良好的耐寒性。同时，本发明实施例提供的耐寒的恢复系粳稻的结实率达到83％以上，可见其具有显著增产优势，这使得本发明实施例提供的耐寒的恢复系粳稻能够在中国北方地区大面积推广应用。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

实施例一

本发明实施例提供一种提高恢复系粳稻耐寒性的育种方法，该育种方法包括：

2006年8月在北方稻区(黑龙江省五常市)，将含有恢复基因Rf1a且综合性状优良的恢复系粳稻作为父本，将东北粳稻作为母本，将父本与母本杂交，得到子一代种子；在本实施例中，父本可以为粳稻恢复系C418，C418 是辽宁省稻作研究所2010年5月1日申请品种保护的材料，申请号为20030544.1，此品种通过签订引种协议从育成单位获得，并用此品种进行手工去雄杂交。母本可以为优质、耐寒性好的寒稻粳稻品种五优稻1号。

2006年11月在南方稻区(海南省三亚市)种植子一代种子，得到子一代植株；

将子一代植株与东北粳稻五优稻1号回交一次或两次，得到子二代种子；

2007年4月于北方稻区(黑龙江省五常市)种植子二代种子，得到子二代植株；获得子二代植株为2000株以上。

在子二代植株中，筛选出具有恢复基因Rf1a的子二代植株；在本实施例中，通过分子标记法筛选出具有耐寒基因的子二代植株进行培育。在实现时，选择生育期较早，且综合性状好的382株进行分子标记。其中，耐寒基因可以为dCAPS。Rf1A为BT型不育系育性恢复的主效基因，定位于水稻的第10 号染色体上，通过引物上游引物和下游引物筛选出具有耐寒基因的子二代植株进行培育，上游引物序列如序列表中SEQ ID NO:1所示，下游引物序列如序列表中SEQ ID NO:2所示。最终选择具有恢复基因Rf1a的164株进行混收。

当含有恢复基因Rf1a的子二代植株生长至幼穗分化6期时，将含有恢复基因Rf1a的子二代植株保持水层10cm，温度控制在17℃，保持7天，筛选出耐寒性强的单株，即为耐寒的子二代植株；

培育熟期合适、综合性状好且结实好耐寒的子二代植株至性状稳定，得到性状稳定的植株；

性状稳定的植株生长至幼穗分化6期，性状稳定的植株的水层高度为10cm，温度控制在17℃，保持7天，筛选出结实好的性状稳定的植株，即为耐寒的恢复系粳稻。

具体地，将耐寒的子二代植株于南方稻区繁殖后在北方稻区育种并培育至性状稳定。通过先在南方稻区繁殖再在北方稻区育种的方式能够加快育种进程，在本实施例中，2007年11月于海南将培育的耐寒的子二代植株所得的种子进行直播种植，使群体规模在1000株以上，待成熟后混收子三代种子，于2008年4月在五常市种植子三代种子，得到子三代植株，选择子三代植株中421个优秀的株系进行分子标记，最终选择含有恢复基因Rf1a的55株，将由该55株单株获得的子四代种子于2008年11月在海南直播加代，2009年于五常市进行单苗栽植，筛选出分蘖力强、产量突出、籽粒饱满的株系46份，将该46份株系与不育系粳稻L6A进行测配获得测配组合的种子，将46份杂交种于2009年11月种在海南省三亚市进行种植，检测46份恢复系的恢复度，其中23份株系所配的组合表现正常结实，优势较好，比较双亲产量增产幅度在5.25～18.76％，将这23份株系作为本发明实施例所得的耐寒的恢复系粳稻。

通过比较，没有通过冷水处理和耐寒基因标记筛选出的恢复系，所组合组合的耐寒性明显不过关，通过鉴定耐寒处理后空壳率在35％以上，完全不符合生产上要求。

将本发明实施例获得的23份耐寒的恢复系粳稻种植于黑龙江省五常市，通过该育种方法获得的子一代的空壳率在21％以下，达到了寒地粳稻耐寒性的要求(黑龙江省内要求粳稻的空壳率不能超过30％)，可见其具有良好的耐寒性。同时，本发明实施例提供的耐寒的恢复系粳稻的结实率达到83％以上，增产幅度最高可达18.76％，可见其具有显著增产优势，这使得本发明实施例提供的耐寒的恢复系粳稻能够在中国北方地区大面积推广应用。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

序列表

<110> 湖南杂交水稻研究中心

<120> 一种提高粳稻恢复系耐寒性的育种方法

<160> 2

<170> PatentIn version 3.3

<210> 1

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工合成（Artificial Sequence）

<400> 1

ctgatgatcg aggaggaggt a 21

<210> 2

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工合成（Artificial Sequence）

<400> 2

taacgcgtct tccatcctac t 21

Claims (9)

1.一种提高恢复系粳稻耐寒性的育种方法，其特征在于，所述育种方法包括：

将含有恢复基因Rf1a的恢复系粳稻作为父本，将东北粳稻作为母本，将所述父本与所述母本杂交，得到子一代种子；

种植所述子一代种子，得到子一代植株；

将所述子一代植株与所述东北粳稻回交，得到子二代种子；

于北方稻区种植所述子二代种子，得到子二代植株；

在所述子二代植株中，筛选出含有恢复基因Rf1a的子二代植株；

将所述含有恢复基因Rf1a的子二代植株的根部置于15～19℃水中浸泡5～7天，得到耐寒的所述子二代植株；

培育耐寒的所述子二代植株至性状稳定，得到性状稳定的植株；

所述性状稳定的植株水层高度为10～15cm，温度控制在17～18℃，保持7～10天，筛选出结实好的所述性状稳定的植株，即为耐寒的恢复系粳稻。

2.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，当所述含有恢复基因Rf1a的子二代植株生长至幼穗分化5～6期时，所述含有恢复基因Rf1a的子二代植株水层高度为10～15cm，温度控制在17～18℃，保持7～10天。

3.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，将耐寒的所述子二代植株于南方稻区繁殖后在所述北方稻区育种并培育至性状稳定。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，判断所述性状稳定的条件为两年的农艺性状一致。

5.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，通过分子标记法筛选出具有耐寒基因的所述子二代植株进行培育。

6.根据权利要求5所述的育种方法，其特征在于，所述耐寒基因为dCAPS。

7.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，将筛选出的耐寒的所述性状稳定的植株通过所述分子标记法筛选出具有耐寒基因的所述性状稳定的植株，即为所述耐寒的恢复系粳稻。

8.根据权利要求7所述的育种方法，其特征在于，所述耐寒基因为dCAPS。

9.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，所述性状稳定的植株生长至幼穗分化5～6期，所述性状稳定的植株水层高度为10cm，温度控制在17～18℃，保持7天，筛选出耐寒的所述性状稳定的植株。