CN113349050B - 一种富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于育种技术领域，提供了一种富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法。本发明通过选择当前大面积推广、综合性状优良、抗性好的优质稻品种与富含花青素水稻品种杂交、回交，稻瘟病抗性基因和香味调控基因的分子标记辅助选择，并结合稻瘟病病区鉴定和白叶枯病人工接菌鉴定稻瘟病和白叶枯病抗性，得到丰产性、抗病性和综合农艺性状俱佳的富含花青素水稻新品系。本发明通过紫米品种与综合农艺性状优良的主栽优质稻品种杂交，有效提高了紫米品种的遗传背景；同时，将分子标记辅助选择和系谱选育相结合，在整个选育过程中同时关注目标基因型和综合农艺性状，兼顾前景和背景选择，提高了育种进程。

Description

一种富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法
技术领域
本发明属于育种技术领域，尤其涉及一种富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法。
背景技术
花青素是许多观赏植物和水果的主要色素，同时也是一种重要的植物营养素，具有很强的抗氧化活性，对人体的健康具有重要的保健作用。与普通白米相比，紫米糊粉层富含花青素和膳食成分，营养价值更高，是满足人民生命健康的重要补充。普通的紫色、黑色等有色米品种往往产量低、抗病性差、易倒伏，虽然有重要的市场潜力，但不适应当前轻简化栽培模式。如果利用不同的紫米品种进行杂交系选，很难获得抗性和综合农艺性状优良的品种；由于遗传背景差异较大、目标性状较多，通过丰产、抗病和综合农艺性状优良品种杂交系选获得丰产、抗病、综合农艺性状优良的株系耗时长、效率低。
发明内容
本发明实施例提供一种富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法，旨在解决目前富含花青素等特种稻产量低、抗病性弱、综合农艺形状差等的问题。本申请的选育方法适合轻简化栽培模式，方法简单，效果显著，可以显著提高有色稻米的综合农艺性状。
本发明实施例是这样实现的，一种富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法，包括如下步骤：
(1)以携带广谱抗稻瘟病基因的水稻作为受体亲本，以富含花青素的籼型紫米品种作为供体亲本，将受体亲本与供体亲本进行杂交，得到F1代种子；种植F1代，与受体亲本回交，得到BC1F1种子；
(2)种植BC1F1代，取样进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子标记辅助选择；选择综合农艺性状优良和种子糊粉层紫色；并且携带抗性基因Pi2和香味基因fgr的单株与受体亲本回交，得到BC2F1杂交种子；
(3)种植BC2F1代种子，取样进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子标记辅助选择；选择综合农艺性状优良、种子糊粉层深紫色、且携带抗性基因Pi2 和香味基因fgr的单株混合收种，得到混收种子；
(4)将步骤(3)的混收种子扩大种植1000株，选择综合农艺性状优良、种子糊粉层紫色的单株进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子检测，保留双基因阳性单株的种子；
(5)将所述双基因阳性单株的种子按株系种植100苗自交、系选，同时在稻瘟病区种植20株，自然发病，在成熟期进行调查，进行稻瘟病抗性鉴定；利用IV型白叶枯菌在抽穗期按剪叶法进行白叶枯抗性鉴定；对稻瘟病和白叶枯双抗的株系进行系选，选择丰产性好、综合农艺性状优良的单株进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子检测，保留抗性基因Pi2和香味基因fgr双基因纯合单株；
(6)重复步骤(5)对抗性基因Pi2和香味基因fgr双基因纯合单株继续进行自交、系选、稻瘟病和白叶枯病抗性鉴定2-3次，得到富含花青素抗病香型水稻品种。
步骤(1)中，
所述广谱抗稻瘟病基因为抗性基因Pi2。
所述受体亲本为丰产性好、抗病性强、综合农艺性状优良、且当前大面积推广应用的水稻，优选为粤农丝苗。
所述供体亲本为携带香味调控基因fgr的供体亲本。
所述供体亲本为具有香味的富含花青素籼型紫米品种；供体亲本的株高适中，不能太高，也不能太矮；优选为美微紫米。
所述的得到F1代种子的方法采用温汤杀雄法。
步骤(2)中，
所述综合农艺性状优良的筛选指标主要为株高95-100cm、功能叶片挺立、分蘖力强、茎秆粗壮等。
步骤(5)中，
所述稻瘟病抗性鉴定，包括叶瘟、穗颈瘟及谷粒瘟的抗性鉴定，按目前通行的分级法判断抗性，叶片无典型病斑、稻穗无穗颈瘟、谷粒无病斑，则该株系为抗稻瘟病的株系。
所述白叶枯抗性鉴定中，每个株系接种20株，接种20天后调查病斑长度，若病斑<5cm，则该株系为白叶枯抗性株系。
步骤(6)中，
所述富含花青素抗病香型水稻品种为具有稳定的丰产性、综合农艺性状、稻瘟病抗性、白叶枯病抗性及香味的株系水稻品种。
进一步地，所述分子标记辅助选择为抗性基因Pi2基因紧密连锁标记和香味基因fgr功能标记。
进一步地，所述抗性基因Pi2的分子标记辅助选择和分子检测所用的引物均为如下序列：
抗性基因Pi2辅助选择检测的正向引物：
AACCCTAGACTACTCCCGGTCTCC；
抗性基因Pi2辅助选择检测的反向引物：
ACCTTGGCGAGCTCTGTTTCG；
进一步地，所述香味基因fgr的分子标记辅助选择和分子检测所用的引物均为如下序列：
香味基因fgr辅助选择检测的正向引物：GTTAGGTTGCATTTACTGGGAG；
香味基因fgr辅助选择检测的反向引物：GAATGATGCTCAAAGTGTCT。
本发明所达到的有益效果：
(1)与传统富含花青素紫色米品种通过紫米品种间杂交相比，本发明通过紫米品种与综合农艺性状优良的主栽优质稻品种杂交，有效提高了紫米品种的遗传背景，增强了紫米品种的株型、抗病性和适应性；
(2)本发明通过抗性基因和香味基因分子标记辅助选择，聚合稻瘟病抗性基因、香味基因，从低世代开始对抗性基因和香味基因进行选择，实现了富含花青素紫色米品种的精准改良；
(3)本发明将分子标记辅助选择和系谱选育相结合，在整个选育过程中同时关注目标基因型和综合农艺性状，兼顾前景和背景选择，加速了育种进程。
附图说明
图1是本发明实施例选育出的综合性状优良的富含花青素抗病香型水稻品种的照片；其中，A和B为选育出的2个综合性状优良的香型品系。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
目前，普通的紫色、黑色等有色米品种往往产量低、抗病性差、易倒伏，虽然有重要的市场潜力，但不适应当前轻简化栽培模式。如果利用不同的紫米品种进行杂交系选，很难获得抗性和综合农艺性状优良的品种；由于遗传背景差异较大、目标性状较多，通过丰产、抗病和综合农艺性状优良品种杂交系选获得丰产、抗病、综合农艺性状优良的株系耗时长、效率低。基于此，本发明提供一种富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法以解决上述技术问题。
本发明通过选择当前大面积推广、综合性状优良、抗性好的优质稻品种与富含花青素水稻品种杂交、回交，稻瘟病抗性基因和香味调控基因的分子标记辅助选择，并结合稻瘟病病区鉴定和白叶枯病人工接菌鉴定稻瘟病和白叶枯病抗性，创制丰产性、抗病性和综合农艺性状俱佳的富含花青素水稻新品系。本申请具有育种目标明确，方法简单，效果显著等特点，可以显著提高有色稻米的综合农艺性状。
具体的，本发明实施例提供一种富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法，包括如下步骤：
(1)本实施例选择的亲本，受体亲本为粤农丝苗，是由广东省农业科学院水稻研究所选育的丰产、高抗稻瘟病、抗白叶枯病、抗倒伏、综合农艺性状优良的优质籼稻品种，2013年至今一直为广东省农业主导品种，在华南乃至长江中下游稻区大面积推广应用。研究表明该品种的稻瘟病抗性主要受广谱抗稻瘟病基因Pi2调控；粤农丝苗稻米糊粉层白色、种子无香味；供体亲本为香型富含花青素紫米品种美微紫米(携带香味调控基因fgr)，该品种种子花青素含量高、种皮深紫色、香味浓郁，但产量低、不抗病、易倒伏；将受体亲本与供体亲本进行杂交，通过温汤杀雄法得到F1代种子；种植F1代，与受体亲本回交，得到BC1F1种子；
(2)种植BC1F1代，取样进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子标记辅助选择；选择综合农艺性状优良(筛选指标主要为株高95-100cm、功能叶片挺立、分蘖力强、以及茎秆粗壮等)和种子糊粉层紫色；选择携带抗性基因Pi2和香味基因fgr的单株与受体亲本(粤农丝苗)回交，得到BC2F1杂交种子；
(3)种植BC2F1代，取样进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子标记辅助选择；选择综合农艺性状优良、种子糊粉层深紫色、且携带抗性基因Pi2和香味基因fgr的单株混合收种，得到混收种子；
(4)将步骤(3)的混收种子扩大种植1000株，选择综合农艺性状优良、种子糊粉层紫色的单株进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子检测，保留双基因阳性单株的种子；
(5)将所述双基因阳性单株的种子按株系种植100苗自交、系选，同时在稻瘟病区种植20株，自然发病进行叶瘟、穗颈瘟抗性鉴定，在成熟期进行调查，按目前通行的分级法判断抗性，叶片无典型病斑、稻穗无穗颈瘟，表明该株系抗稻瘟病。利用IV型白叶枯菌在抽穗期按剪叶法进行白叶枯抗性鉴定，每个株系接种20株，接种20天后调查病斑长度，病斑<5cm为抗性株系；对稻瘟病和白叶枯双抗的株系进行系选，选择丰产性好、综合农艺性状优良的单株进行 Pi2和fgr分子检测，保留Pi2和fgr双基因纯合单株；
(6)对抗性基因Pi2和香味基因fgr双基因纯合单株继续进行自交、系选、稻瘟病和白叶枯病抗性鉴定2-3次，得到富含花青素抗病香型水稻品种(参见图1，选育出的2个综合性状优良的香型品系A和B)；获得的富含花青素抗病香型水稻品种为具有稳定的丰产性、综合农艺性状、稻瘟病抗性、白叶枯病抗性及香味的株系水稻品种。
具体地，在本申请实施例中，所述分子标记辅助选择为抗性基因Pi2基因紧密连锁标记和香味基因fgr功能标记。
进一步地，在本申请实施例中，所述分子标记辅助选择为抗性基因Pi2基因紧密连锁标记和香味基因fgr功能标记。
所述抗性基因Pi2的分子标记辅助选择和分子检测所用的引物均为如下序列：
抗性基因Pi2辅助选择检测的正向引物：
AACCCTAGACTACTCCCGGTCTCC；
抗性基因Pi2辅助选择检测的反向引物：
ACCTTGGCGAGCTCTGTTTCG；
所述香味基因fgr的分子标记辅助选择和分子检测所用的引物均为如下序列：
香味基因fgr辅助选择检测的正向引物：GTTAGGTTGCATTTACTGGGAG；
香味基因fgr辅助选择检测的反向引物：GAATGATGCTCAAAGTGTCT。
与传统富含花青素紫色米品种通过紫米品种间杂交相比，本发明通过紫米品种与综合农艺性状优良的主栽优质稻品种杂交，有效提高了紫米品种的遗传背景；
本发明通过抗性基因和分子标记辅助选择，聚合稻瘟病抗性基因、香味基因，从低世代开始对抗性基因和香味基因进行选择，实现了富含花青素紫色米品种的精准改良；
本发明将分子标记辅助选择和系谱选育相结合，在整个选育过程中同时关注目标基因型和综合农艺性状，兼顾前景和背景选择，提高了育种进程。
本发明利用丰产性、抗优综合较好的籼稻品种为亲本，通过与富含花青素的稻米品种杂交、回交，并结合分子标记辅助选择和抗病性鉴定等方法，选育综合农艺性状优良、抗病性好的香型紫色稻米品种。本申请的方法可以在相对较短的时间内选育出目标品系，育种成效显著，可以大幅减少人力物力的投入。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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 (4)

1.一种富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以携带广谱抗稻瘟病基因Pi2的粤农丝苗水稻作为受体亲本，以富含花青素的带有香味调控基因fgr的美微紫米作为供体亲本，将受体亲本与供体亲本进行杂交，得到F1代种子；种植F1代，与受体亲本回交，得到BC1F1种子；
(2)种植BC1F1代，取样进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子标记辅助选择；选择综合农艺性状优良和种子糊粉层紫色；并且携带抗性基因Pi2和香味基因fgr的单株与受体亲本回交，得到BC2F1杂交种子；
(3)种植BC2F1代种子，取样进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子标记辅助选择；选择综合农艺性状优良、种子糊粉层深紫色、且携带抗性基因Pi2和香味基因fgr的单株混合收种，得到混收种子；
(4)将步骤(3)的混收种子扩大种植1000株，选择综合农艺性状优良、种子糊粉层紫色的单株进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子检测，保留双基因阳性单株的种子；
(5)将所述双基因阳性单株的种子按株系种植100苗自交、系选，同时在稻瘟病区种植20株，自然发病，在成熟期进行调查，进行稻瘟病抗性鉴定；利用IV型白叶枯菌在抽穗期按剪叶法进行白叶枯抗性鉴定；对稻瘟病和白叶枯双抗的株系进行系选，选择丰产性好、综合农艺性状优良的单株进行抗性基因Pi2、香味基因fgr分子检测，保留抗性基因Pi2和香味基因fgr双基因纯合单株；
(6)重复步骤(5)对抗性基因Pi2和香味基因fgr双基因纯合单株继续进行自交、系选、稻瘟病和白叶枯病抗性鉴定2-3次，得到富含花青素抗病香型水稻品种；
所述抗性基因Pi2的分子标记辅助选择和分子检测所用的引物均为如下序列：
抗性基因Pi2辅助选择检测的正向引物：
AACCCTAGACTACTCCCGGTCTCC；
抗性基因Pi2辅助选择检测的反向引物：
ACCTTGGCGAGCTCTGTTTCG；
所述香味基因fgr的分子标记辅助选择和分子检测所用的引物均为如下序列：
香味基因fgr辅助选择检测的正向引物：GTTAGGTTGCATTTACTGGGAG；
香味基因fgr辅助选择检测的反向引物：GAATGATGCTCAAAGTGTCT。
2.根据权利要求1所述的富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法，其特征在于，所述的得到F1代种子的方法采用温汤杀雄法。
3.根据权利要求1所述的富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法，其特征在于，步骤(2)中，所述综合农艺性状优良的筛选指标主要为株高95-100cm、功能叶片挺立、分蘖力强、茎秆粗壮。
4.根据权利要求1所述的富含花青素抗病香型水稻品种的选育方法，其特征在于，步骤(5)中，所述稻瘟病抗性鉴定，包括叶瘟、穗颈瘟及谷粒瘟的抗性鉴定，按目前通行的分级法判断抗性，叶片无典型病斑、稻穗无穗颈瘟、谷粒无病斑，则该株系为抗稻瘟病的株系；
所述白叶枯抗性鉴定中，每个株系接种20株，接种20天后调查病斑长度，若病斑<5cm，则该株系为白叶枯抗性株系。
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