CN114303937A - 利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水稻品种培育技术领域，具体地说，涉及一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，所述智能筛选系统包括冷水池和计算机，所述冷水池内设置有GPS定位标和盆钵，所述盆钵位置与GPS定位标适配，所述盆钵上设置有水温探头和空气探头，所述冷水池上方安装有两组高清摄像头，所述冷水池上设置有冷水开关，其培育步骤包括选择米质优良性状的水稻供体与骨干不育系水稻杂交，收获的种子种植后，利用分子标记技术筛选含有稻瘟病抗性基因、抗白叶枯基因以及抗飞虱基因的组合，混合收获得到F2。该发明利用智能筛选系统准确、高效、快速的筛选出安全型优质多抗两系不育系，提高了两系不育系选择效率和应用范围，降低了两系不育系筛选的盲目性。
Description
技术领域
本发明涉及水稻品种培育技术领域，具体地说，涉及一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法。
背景技术
自石明松于1973年发现农垦58S以来，两系杂交稻发展速度越来越快，目前两系杂交水稻因育种效率高,种子生产成本低等优势,近年来在生产中应用的面积越来越大，因此水稻两系不育系培育是育种者培育的热点，但目前选育的两系光温敏雄性不育系育性表达及育性转换均受光周期和温度的双重影响，具有明显的光温补偿效应，且不育系繁殖若干代后不育起点温度会“漂变”而显著升高。
大量的研究表明，水稻光温敏两系不育系存在的育性分离是因为水稻育性是一个受多基因控制的性状，除了主效基因外，还有几个微效基因与主效基因共同作用。因此，即使是农艺性状等方面已经稳定的两系不育系，单株间育性依然存在差异，起点温度低的单株结实率低于起点温度高的单株，随着繁殖代数的增加，起点温度高的单株在群体中所占比重越来越大，使得整个不育系起点温度表现为越来越高，即育性出现“漂变”，造成制种和繁殖存在一定的风险，不利于两系杂交水稻的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，包括智能筛选系统，所述智能筛选系统包括冷水池和计算机，所述冷水池内设置有GPS定位标和盆钵，所述盆钵位置与GPS定位标适配，所述盆钵上设置有水温探头和空气探头，所述冷水池上方安装有两组高清摄像头，所述冷水池上设置有冷水开关；
其培育步骤如下：
步骤一：选择米质优良性状的水稻供体与骨干不育系水稻杂交，收获的种子种植后，利用分子标记技术筛选含有稻瘟病抗性基因、抗白叶枯基因以及抗飞虱基因的组合，混合收获得到F2；
步骤二：种植F2群体，挑选群体中分离出来的不育系单株，进行抗性基因分子标记辅助选择，筛选含有抗性基因的不育系单株收种得到F3；
步骤三：种植F3代，对种植的F3代继续进行含有抗性基因的不育系单株筛选，筛选出的种子混收，然后种植混收的种子，重复F3代的筛选过程，直到得到性状稳定的高代材料，如F7代稳定的不育系；
步骤四：对性状稳定的高代材料如F7代稳定的不育系的粒长基因Glc7、香味基因Badh2和碱消值基因Alk进行调控和聚合，同时通过室内米质检测等施加育种选择压，筛选长粒型、抗多种逆境、具有香味且品质性状优良的两系不育系基础稻种；
步骤五：以两系不育系基础稻种培育测试稻株，然后通过智能筛选系统培育测试稻株，并对每一棵测试稻株进行定位跟踪，实时采集测试稻株生长发育情况，同时筛选和提纯测试稻株中的测试不育系，最终通过计算机分析测试不育系的敏感时期,筛选和提纯低起点温度单株；
步骤六：筛选和提纯的低起点温度单株收获后，加繁扩大群体数量。
优选的，所述冷水池至少有一组，且所述冷水池内设置有10组或20组盆钵。
优选的，所述步骤一中骨干不育系具体为1892S或深08S的任意一种。
优选的，所述步骤三中F3代种植的筛选具体为利用分子标记技术筛选含有抗性基因单株，同时对入选单株通过田间花粉镜检和考察柱头外露率的方式筛选符合要求的两系不育系，混收株行的入选单株，得到混收的种子。
优选的，所述步骤四中F7代稳定的不育系的粒长基因Glc7、香味基因Badh2和碱消值基因Alk进行调控和聚合具体通过分子辅助育种技术。
优选的，所述步骤五中两系不育系基础稻种培育测试稻株在盆钵内培育，待测试稻株幼穗发育4期将盆钵和测试稻株放入冷水池，盆钵精确放置在GPS定位标上，同时对稻株冷水处理6天。
优选的，所述智能筛选系统培育测试稻株时通过计算机和水温探头进行自动控温和实行冷水温度实时监测，所述自动控温由计算机自动控制冷水开关。
优选的，所述步骤六中加繁扩大低起点温度稻种群体数量时在完全隔离的条件下进行。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明在杂种早代不进行起点温度选择，主要进行抗性基因聚合，可以有效的筛选多抗不育系单株，可以极大的加快抗性基因聚合和快速提高不育系抗性。
2、通过在高代材料如杂种7代进行主要病害鉴定的同时加入了米质选择，保证了入选单株除了具有较好的抗病性同时米质也获得提高，减少了不育系选择过程后期配合力测定等方面人力和财力的投入。
3、在不育系高代利用不育系起点温度单株间存在差异的特点，通过智能冷水池，筛选起点温度低的单株，可以快速培育出安全型优质多抗的两系不育系，保证了两系杂交稻制种安全。
4、利用智能筛选系统，可以准确、高效、快速的筛选出安全型优质多抗两系不育系，提高了两系不育系选择效率和应用范围，降低了两系不育系筛选的盲目性，提高两系杂交水稻的应用前景。
具体实施方式
本发明公开了一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，以下通过具体实施例对本发明作进一步详述。
实施例1
本实施例的利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，包括智能筛选系统，智能筛选系统包括冷水池和计算机，冷水池内设置有GPS定位标和盆钵，盆钵位置与GPS定位标适配，盆钵上设置有水温探头和空气探头，冷水池上方安装有两组高清摄像头，冷水池上设置有冷水开关；
其培育步骤如下：
步骤一：选择米质优良性状的水稻供体与骨干不育系水稻杂交，收获的种子种植后，利用分子标记技术筛选含有稻瘟病抗性基因、抗白叶枯基因以及抗飞虱基因的组合，混合收获得到F2；
步骤二：种植F2群体，挑选群体中分离出来的不育系单株，进行抗性基因分子标记辅助选择，筛选含有抗性基因的不育系单株收种得到F3；
步骤三：种植F3代，对种植的F3代筛选，筛选出的种子混收，然后种植混收的种子，重复F3代的筛选过程，直到得到F7代稳定的不育系，
种植F3代，对种植的F3代继续进行含有抗性基因的不育系单株筛选，筛选出的种子混收，然后种植混收的种子，重复F3代的筛选过程，直到得到性状稳定的F7代不育系，若F7无法得到稳定的不育系，那继续重复F3代的筛选过程，直到得到稳定的高代不育系；
步骤四：对F7代稳定的不育系的粒长基因Glc7、香味基因Badh2和碱消值基因Alk进行调控和聚合，同时通过室内米质检测等施加育种选择压，筛选长粒型、抗多种逆境、具有香味且品质性状优良的两系不育系基础稻种；
步骤五：以两系不育系基础稻种培育测试稻株，然后通过智能筛选系统培育测试稻株，并对每一棵测试稻株进行定位跟踪，实时采集测试稻株生长发育情况，同时筛选和提纯测试稻株中的测试不育系，最终通过计算机分析测试不育系的敏感时期,筛选和提纯低起点温度单株；
步骤六：筛选和提纯的低起点温度单株收获后，加繁扩大群体数量。
冷水池至少有一组，且冷水池内设置有10组或20组盆钵。
步骤一中骨干不育系具体为1892S或深08S的任意一种，且骨干不育系还可以为其他优异不育系的任意一种。
步骤三中F3代种植的筛选具体为利用分子标记技术筛选含有抗性基因单株，同时对入选单株通过田间花粉镜检和考察柱头外露率的方式筛选符合要求的两系不育系，混收株行的入选单株，得到混收的种子。
步骤四中F7代稳定的不育系的粒长基因Glc7、香味基因Badh2和碱消值基因Alk进行调控和聚合具体通过分子辅助育种技术。
步骤五中两系不育系基础稻种培育测试稻株在盆钵内培育，待测试稻株幼穗发育4期将盆钵和测试稻株放入冷水池，盆钵精确放置在GPS定位标上，同时对稻株冷水处理6天。
智能筛选系统培育测试稻株时通过计算机和水温探头进行自动控温和实行冷水温度实时监测，自动控温由计算机自动控制冷水开关。
步骤六中加繁扩大低起点温度稻种群体数量时在完全隔离的条件下进行。
实施例2
本实施例的利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，包括智能筛选系统，智能筛选系统包括冷水池和计算机，冷水池内设置有GPS定位标和盆钵，盆钵位置与GPS定位标适配，盆钵上设置有水温探头和空气探头，冷水池上方安装有两组高清摄像头，冷水池上设置有冷水开关；
其培育步骤如下：
步骤一：2011年选择米质性状优良的水稻恢复系如华15等与株叶形态好、育性起点温度较低、配合力强的两系骨干不育系广占63-4S杂交，收获的种子种植后，利用分子标记技术筛选出含有稻瘟病抗性基因、抗白叶枯基因以及抗飞虱基因的华15与广占63-4S杂交的组合，混合收获得到F2；
步骤二：2012年夏，安徽合肥种植1000株F2，8月选择合肥不育单株并进行稻瘟病等抗性基因分子标记辅助选择，筛选含有抗性基因的不育系单株33个，收种得到F3；
步骤三：2012年冬，陵水种植33个当选株系F3，综合筛选选定102个单株；2013年夏，合肥种植102个F4株系，通过稻瘟病等抗性筛选入选31个单株，收取F5种子；2013年冬，陵水种植F5株系，继续选择米质抗性等综合性状较好的单株；2014年夏，合肥种植F6，继续米质、稻瘟病抗性等筛选，收取F7代单株种子；2014年冬，陵水种植F7，继续筛选；
步骤四：2015年夏，合肥种植F8代种子，对F8代稳定的不育系的粒长基因Glc7、香味基因Badh2和碱消值基因Alk进行调控和聚合，同时通过室内米质检测等施加育种选择压，最终在后代群体中选择田间编号5hqg134的株系，该株系表现性状整齐，茎秆较硬、叶片挺且内卷，长粒，稻瘟病抗性好，品质性状优良；2015年冬，繁殖得到该两系不育系F9代基础稻种；
步骤五：2016年夏，以该两系不育系F9代基础稻种培育测试稻株10盆钵，每盆钵3株，通过智能筛选系统对每一棵测试稻株进行定位跟踪，实时采集测试稻株生长发育情况。待测试稻株主茎幼穗发育稻4期时，将盆钵和测试稻株放入冷水池，盆钵精确放置在GPS定位标上，对稻株冷水处理6天，水温控制为恒温23.5℃。处理结束，测试稻株进行花粉育性和套袋自交结实率考察，最终通过计算机分析测试不育系的敏感时期,筛选和提纯测试不育系低起点温度单株，并收获F10种子；
步骤六：2016年冬和2017年夏，单株提纯不育系，2017年冬加代繁殖不育系，命名1563S。
步骤六中加繁扩大低起点温度稻种群体数量时在完全隔离的条件下进行。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，包括智能筛选系统，其特征在于：所述智能筛选系统包括冷水池和计算机，所述冷水池内设置有GPS定位标和盆钵，所述盆钵位置与GPS定位标适配，所述盆钵上设置有水温探头和空气探头，所述冷水池上方安装有两组高清摄像头，所述冷水池上设置有冷水开关；
其培育步骤如下：
步骤一：选择米质优良性状的水稻供体与骨干不育系水稻杂交，收获的种子种植后，利用分子标记技术筛选含有稻瘟病抗性基因、抗白叶枯基因以及抗飞虱基因的组合，混合收获得到F2；
步骤二：种植F2群体，挑选群体中分离出来的不育系单株，进行抗性基因分子标记辅助选择，筛选含有抗性基因的不育系单株收种得到F3；
步骤三：种植F3代，对种植的F3代继续进行含有抗性基因的不育系单株筛选，筛选出的种子混收，然后种植混收的种子，重复F3代的筛选过程，直到得到性状稳定的高代材料，如F7代稳定的不育系；
步骤四：对性状稳定的高代材料如F7代稳定的不育系的粒长基因Glc7、香味基因Badh2和碱消值基因Alk进行调控和聚合，同时通过室内米质检测等施加育种选择压，筛选长粒型、抗多种逆境、具有香味且品质性状优良的两系不育系基础稻种；
步骤五：以两系不育系基础稻种培育测试稻株，然后通过智能筛选系统培育测试稻株，并对每一棵测试稻株进行定位跟踪，实时采集测试稻株生长发育情况，同时筛选和提纯测试不育系，最终通过计算机分析测试不育系的敏感时期,筛选和提纯低起点温度单株；
步骤六：筛选和提纯的低起点温度单株收获后，加繁扩大群体数量。
2.根据权利要求1所述的一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，其特征在于：所述冷水池至少有一组，且所述冷水池内设置有10组或20组盆钵。
3.根据权利要求1所述的一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，其特征在于：所述步骤一中骨干不育系具体为1892S或深08S的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，其特征在于：所述步骤三中F3代种植的筛选具体为利用分子标记技术筛选含有抗性基因单株，同时对入选单株通过田间花粉镜检和考察柱头外露率的方式筛选符合要求的两系不育系，混收株行的入选单株，得到混收的种子。
5.根据权利要求1所述的一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，其特征在于：所述步骤四中F7代稳定的不育系的粒长基因Glc7、香味基因Badh2和碱消值基因Alk进行调控和聚合具体通过分子辅助育种技术。
6.根据权利要求1所述的一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，其特征在于：所述步骤五中两系不育系基础稻种培育测试稻株在盆钵内培育，待测试稻株幼穗发育4期将盆钵和测试稻株放入冷水池，盆钵精确放置在GPS定位标上，同时对稻株冷水处理6天。
7.根据权利要求6所述的一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，其特征在于：所述智能筛选系统培育测试稻株时通过计算机和水温探头进行自动控温和实行冷水温度实时监测，所述自动控温由计算机自动控制冷水开关。
8.根据权利要求1所述的一种利用智能筛选系统培育安全优质多抗两系不育水稻的方法，其特征在于：所述步骤六中加繁扩大低起点温度稻种群体数量时在完全隔离的条件下进行。
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