CN114041419A - 一种抗稻曲病优质水稻新品种选育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗稻曲病优质水稻新品种选育方法,具体包含以下步骤:1.稻曲病抗源水稻品种筛选;2.配制杂交组合;3.在病圃单株选择抗性品种;4.稻曲病抗性鉴定;5.对品质性状进行分析获得抗稻曲病优质水稻新品种。本发明采用人工接种厚垣孢子并遮光处理筛选稻曲病抗源,利用杂交育种法将抗源性材料与品质性状优良的品种杂交,通过后代重组分离,选育抗稻曲病、品质性状、综合性状优良的水稻新品种,具有操作简便、省时省工、效果稳定等优点,为稻曲病抗病育种提供新品种,对于稻曲病的防治具有十分重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及水稻品种选育领域,具体涉及一种抗稻曲病优质水稻新品种选育方法。
背景技术
稻曲病(False Smut of Rice,FSR)是无性阶段半知菌亚门绿核菌属(Ustilaginoidea virens(Cooke)Tak)引起的水稻穗部真菌性病害,广泛分布于亚洲、非洲、南美洲、欧洲等水稻主产区的40多个国家,在中国、菲律宾、日本发生较重,随着高产优质水稻的大面积推广,和施肥量不断提高,稻曲病在我国呈逐年加重趋势,在辽宁、黑龙江、湖南、云南、江苏、浙江、广东等省普遍发生,给水稻生产带来巨大损失。稻曲病导致空瘪率增加,千粒质量下降,降低水稻产量,病粒拌种能不同程度地降低水稻种子发芽率,同时稻曲病病原菌次生代谢物稻曲病菌毒素(Ustiloxins),是一类具有阻断真核细胞有丝分裂活性物质,有较强的细胞毒性,对人畜和植物有毒害作用。
随着生活水平不断提高,人们对于稻米品质的要求越来越高,优质稻米越来越受到市场欢迎。近年来,稻曲病在我国呈显著上升趋势,已经成为水稻生产上的主要病害,安全有效地控制稻曲病对我国粮食安全和食品安全具有重大意义。选用抗性品种是预防稻曲病最经济、有效的方法,但是目前生产上非常缺乏抗病品种,因此培育抗稻曲病的优质水稻新品种是稻曲病防治亟待解决的实际问题。
利用杂交育种手段创制抗稻曲病水稻新品种为抗病育种提供可能。不同年份、不同地理分布的稻曲病菌的遗传相似程度很高,同一地区遗传稳定,稻曲病菌与水稻品种不存在专化性互作,绝大多数抗源材料对稻曲病的抗性遗传为细胞核显性遗传,抗病品系对稻曲病的抗性分别由1对、2对显性基因控制。方先文等构建了P1、P2、F1、F2、B1、B2六世代数量性状遗传体系并对其进行人工注射接种稻曲病菌,采用章元明等提出的主基因多基因混合遗传模型分离分析方法以水稻单株抗病性为指标进行分析,并用IECM法计算估计分布参数,结果表明组合早光头粳/粤对稻曲病的抗性遗传符合E-1模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型,第1对主基因以显性效应为主,加性效应次之,2对主基因以显性效应为主,加性效应不明显,按分离世代计算,主基因遗传率82.84%,李余生等认为稻曲病的抗性遗传符合遗传模型,即对主基因多基因混合遗传模型,两对主基因间表现为等加性效应,主基因遗传率为多基因遗传率为,抗性遗传主基因效应明显,通过定位检测到qFsr1、共个5抗稻曲病的位点,分别位于第1、4、10、11、12染色体上。抗稻曲病育种需要考虑主基因和多基因对抗病性的共同影响。Zhou等发现10个稻曲病抗性位点分别位于第2、3、4、6、8、10、11和12号染色体上,其中4个位点q FSR-6-7、q FSR-10-5q FSR-10-2和q FSR-11-2有较大遗传效应,在第10和11染色体上很可能存在抗稻曲病主效基因。
大量研究表明带菌种子和土壤、病残体上越冬菌核是稻曲病的主要初侵染源,稻曲病以菌核和厚垣孢子在适宜环境条件下为初侵染源引发产生子囊孢子或分生孢子的机制侵染水稻,从而引发稻曲病。子囊孢子、厚垣孢子和薄壁分生孢子都可以成功接种水稻引发稻曲病,它们都可以引起初侵染。越冬厚垣孢子的萌发率为0.4%~2.97%,并且数量巨大,越冬厚垣孢子可以引发病害。目前水稻种质资源的稻曲病抗性鉴定主要采用人工接种分生孢子的方法,即首先分离纯化稻曲病菌,然后将稻曲病菌菌丝片段与分生抱子混合液,在水稻孕穗期在水稻剑叶下第2~3片叶的叶鞘部位注射2mL菌液至溢出,但是此方法周期长、操作繁琐、接种效果受环境和作物影响较大不稳定。
发明内容
本发明目的是提供一种抗稻曲病优质水稻新品种选育方法,它能有效地解决背景技术中所存在的问题。
一种抗稻曲病优质水稻新品种选育方法,具体包含以下步骤:
1.稻曲病抗源水稻品种筛选:病圃设置在稻曲病常年发生严重的稳定地块,连续十年未使用杀虫剂,将水稻种质资源种植在病圃内;
2.配制杂交组合:根据育种目标,选择农艺性状优良的优质水稻品种为母本,选择稻曲病抗性品种为父本,进行配组杂交,即将母本花的雄蕊去掉,将父本的花药授粉在母本柱头上;
3.在病圃单株选择抗性品种:将选种圃设置在病圃内利用自然感病,F1代去除伪杂种,在F2代中选择无病、综合性状优良的单株,收获种子,自交繁殖5~6代,每个世代均在稻曲病胁迫压力下选择单株,直至选择得到表型稳定、一致、综合性状优良且无稻曲病发生的品种;
4.稻曲病抗性鉴定:通过自然感病辅以人工喷雾接种稻曲病厚垣孢子悬液,并采取接种后遮光处理的方法,对水稻品种进行抗病鉴定,获得抗稻曲病的水稻品种;
5.对品质性状进行分析获得抗稻曲病优质水稻新品种:对步骤4获得的抗稻曲病水稻品种进行整精米率、垩白度、食味品质、不完善粒含量、水份含量、直链淀粉含量(干基)等品质性状进行分析,按照中华人民共和国国家标准—优质稻谷GB/17891-2017,选择符合优质粳稻国家二级及以上水稻品种,即整精米率≧61.0%、垩白度≦4.0%、食味品质≧80分、不完善粒含量≦3.0%、水份含量≦14.5%、直链淀粉含量(干基)14.0%~20.0%,且病穗率≦3%,最终获得抗稻曲病的优质水稻新品种。
所述步骤4采取人工接种的方法步骤为:
(1)制备稻曲病厚垣孢子悬液,将厚垣孢子悬液倒入气压式喷壶中,加入无菌水至2L稀释混匀;
(2)在水稻幼穗分化第7期,下午16:00后采用气压式喷壶进行喷雾接种,接种后使用遮光网进行遮光处理调节水稻冠层微环境;
(3)每天8:00-16:00人工喷水,每隔2h一次,3周后调查病穗数计算病穗率,筛选无稻曲病发生的品种。
由于采用了以上技术方案,本发明具有以下有益效果:采用人工接种厚垣孢子并遮光处理筛选稻曲病抗源,利用杂交育种法将抗源性材料与品质性状优良的品种杂交,通过后代重组分离,选育抗稻曲病、品质性状、综合性状优良的水稻新品种,具有操作简便、省时省工、效果稳定等优点,为稻曲病抗病育种提供新品种,对于稻曲病的防治具有十分重要的意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明,下面将结合附图对实施例作简单的介绍。
图1是本发明的步骤推理图。
具体实施方式
实施例1
参照图1,采用本发明的一种抗稻曲病优质水稻新品种选育方法培育出抗稻曲病的优质水稻新品种松粳19,为稻曲病防治提供了新的生产应用品种,也为稻曲病抗性研究和抗病育种提供了优质种质资源。
抗稻曲病的优质水稻新品种松粳19是按照如下步骤选育的:
1、稻曲病抗源水稻品种筛选
病圃设置在稻曲病常年严重发生且稳定地块,将水稻种质资源种植在病圃内,制备厚垣孢子悬液:将稻曲病球2g放入灭菌的装有100mL马铃薯蔗糖(PSB)培养基的三角瓶内,28℃,130rpm摇床培养36h。
将厚垣孢子悬液倒入气压式喷壶中,加入无菌水至2L稀释混匀,在水稻幼穗分化第7期,下午16:00后采用气压式喷壶进行喷雾接种,接种后采用遮光网遮光处理调节水稻冠层微环境,每天8:00-16:00人工喷水,每隔2h一次,3周后调查病穗数计算病穗率,筛选稻曲病抗性水稻品种,即病穗率≦3%的水稻品种。抗性分级评价参照农业部行业(农业)科技专项“稻曲病控制技术的研究”制定的稻曲病分级标准(表1)。
表1稻曲病抗性评价标准
采取正交试验优化厚垣孢子悬液制备条件,由表4可知,最优组合为A2B1C3,即2g稻曲球,100mLPSB,培养时间36h。各因子对厚垣孢子萌发率的影响可以用极差大小来衡量,3个因子的极差由大到小依次为C>A>B,可见培养时间对厚垣孢子萌发率的影响最大,其次为稻曲球克数和PSB体积。
表3因素水平表
表4厚垣孢子悬液制备条件优化
表5显示接种厚垣孢子悬液后采取遮光处理的病穗率为52.65%,没有遮光处理的病穗率为45.2%,两者差异显著。
表5接种后遮光处理发病率
接种后处理 | 病穗率/% | 显著性 |
厚垣孢光子+遮 | 52.6% | a |
厚垣孢子 | 45.2 | b |
由表6,松98-131不仅表现为稻曲病抗性,同时生育期短、米质优良、株型收敛,综合性状优良,因此从19份种质资源中筛选出松98-131作为抗性亲本进行下一步杂交配组。
表6.筛选稻曲病抗性品种
2、配组杂交
根据育种目标,以优质高产水稻品种五优A为母本,以稻曲病抗性且综合性状优良的品种松98-131为父本进行配组杂交,在五优A始穗期人工去掉雄蕊花药,将父本花药授粉在母本柱头上,杂交后套袋。
3、在病圃单株选择抗性品种
利用病圃作为选种圃,通过稻曲病菌胁迫压力进行单株选择,F1代去除伪杂种,在F2代中选择无病、综合性状优良的单株,收获种子,自交繁殖5~6代,所有世代均进行单株选择,直至选择得到表型稳定、一致、综合性状优良且无稻曲病粒发生的品种。
4、稻曲病抗性鉴定
通过自然感病辅以人工喷雾接种稻曲病厚垣孢子悬液,并采取接种后遮光处理的方法,对水稻品种进行抗病鉴定,获得抗稻曲病的水稻品种。
步骤4采取人工接种的方法步骤为:
制备稻曲病厚垣孢子悬液,将厚垣孢子悬液倒入气压式喷壶中,加入无菌水至2L稀释混匀,在水稻幼穗分化第7期,下午16:00后采用气压式喷壶进行喷雾接种,接种后使用遮光网进行遮光处理调节水稻冠层微环境,每天8:00-16:00人工喷水,每隔2h一次,3周后调查病穗数计算病穗率,筛选无稻曲病发生的品种,有病粒的品种则淘汰。
5、对品质性状进行分析获得抗稻曲病优质水稻新品种
对步骤4获得的抗稻曲病水稻品种进行整精米率、垩白度、食味品质、不完善粒含量、水份含量、直链淀粉含量(干基)等品质性状进行分析,按照中华人民共和国国家标准—优质稻谷GB/17891-2017,选择符合优质粳稻国家二级及以上水稻品种,即整精米率≧61.0%、垩白度≦4.0%、食味品质≧80分、不完善粒含量≦3.0%、水份含量≦14.5%、直链淀粉含量(干基)14.0%~20.0%,且稻曲病表现为抗性及以上的品种,最终获得抗稻曲病的优质水稻新品种松粳19。
表3.松粳19品质性状
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (1)
1.一种抗稻曲病优质水稻新品种选育方法,其特征在于具体包含以下步骤:
(1)稻曲病抗源水稻品种筛选:病圃设置在稻曲病常年发生严重的稳定地块,连续十年未使用杀虫剂,将水稻种质资源种植在病圃内;
(2)配制杂交组合:根据育种目标,选择农艺性状优良的优质水稻品种为母本,选择稻曲病抗性品种为父本,进行配组杂交,即将母本花的雄蕊去掉,将父本的花药授粉在母本柱头上;
(3)在病圃单株选择抗性品种:将选种圃设置在病圃内利用自然感病,F1代去除伪杂种,在F2代中选择无病、综合性状优良的单株,收获种子,自交繁殖5~6代,每个世代均在稻曲病胁迫压力下选择单株,直至选择得到表型稳定、一致、综合性状优良且无稻曲病发生的品种;
(4)稻曲病抗性鉴定:通过自然感病辅以人工喷雾接种稻曲病厚垣孢子悬液,并采取接种后遮光处理的方法,对水稻品种进行抗病鉴定,获得抗稻曲病的水稻品种;
(5)对品质性状进行分析获得抗稻曲病优质水稻新品种:对步骤(4)获得的抗稻曲病水稻品种进行整精米率、垩白度、食味品质、不完善粒含量、水份含量、直链淀粉含量(干基)等品质性状进行分析,按照中华人民共和国国家标准—优质稻谷GB/17891-2017,选择符合优质粳稻国家二级及以上水稻品种,即整精米率≧61.0%、垩白度≦4.0%、食味品质≧80分、不完善粒含量≦3.0%、水份含量≦14.5%、直链淀粉含量(干基)14.0%~20.0%,且病穗率≦3%,最终获得抗稻曲病的优质水稻新品种。
所述步骤(4)采取人工接种的方法步骤为:
1)制备稻曲病厚垣孢子悬液,将厚垣孢子悬液倒入气压式喷壶中,加入无菌水至2L稀释混匀;
2)在水稻幼穗分化第7期,下午16:00后采用气压式喷壶进行喷雾接种,接种后使用遮光网进行遮光处理调节水稻冠层微环境;
3)每天8:00-16:00人工喷水,每隔2h一次,3周后调查病穗数计算病穗率,筛选无稻曲病发生的品种。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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