CN115623983A - 一种具有竞争性优势水稻的育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有竞争性优势水稻的育种方法，通过简化的叶龄标记方法和明确的叶龄指标混合抗病育种途径、玻璃温室加代快速高效的选育具有竞争优势的水稻新品系。本发明的育种方法有利于解决快速出叶型品种选育过程中标记叶龄过程繁琐复杂、耗时耗工的问题；有利于培育强恢复力、氮高效的快速出叶型水稻材料；同时该选育方法混合了稻瘟病抗性筛选、白叶枯病抗性筛选、肥料施用时期调整多种手段，选育出的品种具有更强的抗性、更优的品质，从而具有竞争性优势。
Description
技术领域
本发明涉及水稻的育种方法领域，尤其是涉及一种具有竞争性优势水稻的育种方法。
背景技术
在水稻的生长过程中，叶片的形成与发育对粮食产量和质量非常重要。水稻主茎上连续两张叶片发生的时间间隔(天/叶，day/leaf)称为叶热间距(或出叶间隔，Phyllochron)，反应了水稻出叶速度的快慢，也是水稻株型建成的重要组成部分。
早在50年代广东农科院的黄耀祥先生就基于长期育种实践提出了“半矮秆丛生快长”的超高产株型模式。“丛生快长”就是要求水稻营养期快速发育，早够苗(田间茎蘖数达到预期的成穗数)，且为后期形成大穗奠定基础。以此思想为指导，广东农科院成功育成了以特青、桂朝2号为代表的一系列超高产品种。因此水稻营养期出叶速度是一个重要的水稻育种目标性状。
温度、水浆管理、种植密度等因素改变对水稻的影响常常会通过水稻出叶速度反应出来，同时叶龄动态与其他器官的发育进程之间又有着密切关系。因此生产上依据出叶速度指导肥料用量与时间促进肥料合理利用、指导水浆管理促进水稻生长与病虫害预防是一种科学安全的方法，目前一些地区也推出了基于叶龄检测的水稻种植技术，但是传统的叶龄调查方法需要以第三叶作为起始叶标记，单叶标记数字(3、5、7、9……)直至齐穗期。该方法操作繁琐、难度系数大，消耗大量人力，不适用于大规模育种工作。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种具有竞争性优势水稻的育种方法；省时省力，操作便捷，快速高效。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：
一种具有竞争性优势水稻的育种方法，包括如下步骤：
(1)以快速出叶型的籼稻材料为供体亲本，以生产上大面积应用的品种为受体亲本，杂交得F1，F1与受体亲本回交得BC1F1；
(2)从BC1F2开始，每个单株都进行叶龄标记，根据叶龄指标选育位于快速优势区内的植株；同时对当选株进行稻瘟病、白叶枯病的鉴定，根据鉴定结果选择稻瘟病、白叶枯病中抗及以上的单株；
(3)从BC1F3开始，播种后继续进行叶龄指标、稻瘟病抗性、白叶枯抗性的筛选，筛选出叶速度快、抗稻瘟病、白叶枯病的株系；
(4)玻璃温室模拟水稻适宜生态环境进行加代与出叶速度快、抗稻瘟病、白叶枯病的株系选择，加快育种进程，筛选出快速出叶抗病新品系。
更进一步的，步骤(1)中所述供体亲本快速出叶型的籼稻材料为镇恢832。
更进一步的，步骤(1)中所述受体亲本生产上大面积应用的品种为粳稻材料淮稻5号、粳稻材料镇稻18号、粳稻材料南粳5055、籼稻材料明恢63中的一种或多种。采用生产上大面积应用的品种为受体亲本，有利于更快速的选育出可应用的品质、抗性等综合性状优良的品系。
更进一步的，步骤(2)中所述位于快速优势区内的植株为叶龄指标移栽后30d内出叶间隔期小于4.21的植株。
更进一步的，步骤(2)中所述叶龄标记，根据叶龄指标选育植株的具体方法为：单株移栽，移栽时标记最后一张完全抽出叶为任意数值S0，一个月后标记最上部叶为S1，S1＝S0+n1，其中n1为移栽后30天内新抽出的叶片数，出叶间隔期＝30/n1，出叶间隔期小于4.21的植株为位于快速优势区内的植株。
更进一步的，所述间隔期小于4.21的植株为快速优势区的植株的确定方法为：首先通过对镇恢832与淮稻5号F2群体的184个个体的营养期出叶间隔期进行调查，该群体多数个体处于4.21-4.40区间，该区间为一般竞争区；快速优势区为出叶间隔期小于4.21；缓慢生长区为出叶间隔期大于4.40；镇恢832移栽后30天内的出叶间隔期为4.17，淮稻5号为4.75，从而选择快速生长型亲本镇恢832所在区间出叶间隔期小于4.21为品种选育指标。
更进一步的，步骤(2)中对当选株进行稻瘟病、白叶枯病的鉴定方法为：对当选株进行稻瘟病注射接种鉴定、白叶枯病割叶接种鉴定。
更进一步的，步骤(3)中进行稻瘟病抗性筛选的方法为：将当选株分别种植在句容、连云港两地，句容人工诱发稻瘟病发病，连云港稻瘟病病区自然发病；人工诱发具体为种植在有喷淋系统的田块，保持环境处于高湿状态，氮肥按照基肥：分蘖肥：穗肥＝5:3:2施用。
更进一步的，步骤(3)的白叶枯抗性的筛选方法为割叶接种，具体如下：将培养的白叶枯菌株稀释于蒸馏水中，稀释后的菌液置于镰刀连接瓶中，每次按动按钮镰刀两侧各喷出0.5毫升菌液浸润刀片，手从高处抓住2株水稻6片叶子，用浸润过菌液的镰刀割叶2厘米。21天后观察记录病斑，选择病级小于等于1级的株系。
更进一步的，步骤(4)玻璃温室模拟水稻适宜生态环境进行加代的方法为：将玻璃房内空间划分为上部、中部、下部三层，每层安装5个温湿度传感器，并设置7:00-12:00温度为26-27℃，12:00-14:00温度为32-34℃，14:00-17:00温度为26-27℃，17:00-次日7:00温度25℃，24小时湿度60％；同时利用遮阳网实现晴天光照调节，阴天通过日光灯补光，白天保持9万lux。
有益效果：本发明与现有技术相比，具备以下优点：
(1)通过定量化的指标指示了该品系的竞争性优势情况，只需经过移栽后1个月内标记1次叶龄即可，省时省力，操作简单便捷，极大的减少了叶龄相关育种工作中叶龄标记的工作量。
(2)培育的具有竞争性优势的材料在移栽(或其它植伤逆境)中具有强恢复力的优点。
(3)培育的具有竞争性优势的材料具有氮高效的特点。
(4)培育的具有竞争性优势的材料具有出叶速度快、抗性好的特点。
(5)通过玻璃温室控温、控湿、控光减少外部环境对出叶间隔期的影响，便于叶龄指标育种的选育，同时可以达到多代种植的目标加快育种进程。
附图说明
图1为本发明的选育流程示意图；
图2为本发明镇恢832×淮稻5号的F2群体的184个个体的营养期出叶间隔期的频次分布示意图。
具体实施方式
请参考图1-2所示，为本发明一种具有竞争性优势水稻的育种方法的选育流程示意图。具体实施方式如下：
实施例1：
A)试验材料：采用快速出叶型的籼稻品种镇恢832和普通出叶速度品种淮稻5号分别为供受体亲本为例进行说明。
B)育种方法：
(1)以镇恢832为供体亲本，与淮稻5号(受体亲本)杂交得F1，F1与受体亲本回交得BC1F1；
(2)从BC1F2开始，移栽时标记最后一张完全抽出叶为任意数值S0，一个月后标记最上部叶为S1＝S0+n1(其中n1为移栽后30天内新抽出的叶片数)，则此段时间的出叶间隔＝30/n1。
根据叶龄指标选育出叶间隔期小于4.21即位于快速优势区内的植株；同时对当选株进行稻瘟病注射接种鉴定、白叶枯病割叶接种鉴定；
(3)从BC1F3开始，播种后继续进行叶龄指标、稻瘟病抗性、白叶枯抗性筛选，其中，继续进行稻瘟病抗性筛选，具体为将当选株分别种植在句容、连云港两地，句容人工诱发稻瘟病发病，连云港稻瘟病病区自然发病；人工诱发具体为种植在有喷淋系统的田块，保持环境处于高湿状态，氮肥按照基肥：分蘖肥：穗肥＝5:3:2施用。筛选出叶速度快、抗稻瘟病、白叶枯病的株系；
(4)温室加代，快速选育出快速出叶型抗病新品系3个：G71-119，G71-12以及G71-175。
C)评价方法：对实施例1所得水稻新品系：G71-119，G71-12以及G71-175进行移栽后1月内增加的叶片数、出叶速度、产量、稻瘟病抗性白叶枯病抗性调查，以镇稻832与淮稻5号为对照。
D)评价结果：
1)移栽后具有强恢复力的，具体表现如表1所示：
表1移栽后1月内增加的叶片数对比
| 品种 | 移栽后1月内增加的叶片数 |
| 镇恢832 | 8.2 |
| 淮稻5号 | 7.0 |
| G71-119 | 8.0 |
| G71--12 | 8.3 |
| G71-175 | 7.7 |
2)出叶速度快，具体表现表2所示：
表2：出叶情况
| 品种 | 播始历期 | 主茎叶龄 | 出叶间隔期 |
| 镇恢832 | 98.1 | 20.3 | 4.84 |
| 淮稻5号 | 97.8 | 17.0 | 5.75 |
| G71-119 | 98 | 20 | 3.75 |
| G71--12 | 91 | 19 | 3.6 |
| G71-175 | 92 | 19 | 3.9 |
图2为本发明镇恢832×淮稻5号的F2群体的184个个体的营养期出叶间隔期的频次分布示意图。
3)稻瘟病、白叶枯抗性好，具体表现如表3所示：
表3：稻瘟病、白叶枯抗性情况
4)产量稳定，与亲本产量水平基本一致，具体表现如表4所示：
表4：产量情况
| 品种 | 单株产量(g/株) |
| 镇恢832 | 40 |
| 淮稻5号 | 35 |
| G71-119 | 35 |
| G71--12 | 37 |
| G71-175 | 38 |
从以上表1-表4以及图2的数据可以看出，本发明的育种方法通过定量化的指标指示了该品系的竞争性优势情况，只需经过移栽后1个月内标记1次叶龄即可，省时省力，操作简单便捷，极大的减少了叶龄相关育种工作中叶龄标记的工作量。并且培育的材料(G71-119，G71-12，G71-175)移栽后1月内增加的叶片数对比亲本更优，在移栽(或其它植伤逆境)中具有强恢复力的优点。且出叶速度更快，间隔期短，具有出叶速度快、抗性好的特点。且通过玻璃温室控温、控湿、控光减少外部环境对出叶间隔期的影响，便于叶龄指标育种的选育，同时可以达到多代种植的目标加快育种进程。
此外，在相同肥水条件下、相同播始期内，本发明培育的具有竞争性优势的材料快速出叶型品种能长出更多叶片，即营养生长期内植株地上部生物量变大，同时快速出叶型品种单株产量略高于普通品种，具有氮高效的特点。
Claims (10)
1.一种具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)以快速出叶型的籼稻材料为供体亲本，以生产上大面积应用的品种为受体亲本，杂交得F1，F1与受体亲本回交得BC1F1；
(2)从BC1F2开始，每个单株都进行叶龄标记，根据叶龄指标选育位于快速优势区内的植株；同时对当选株进行稻瘟病、白叶枯病的鉴定，根据鉴定结果选择稻瘟病、白叶枯病中抗及以上的单株；
(3)从BC1F3开始，播种后继续进行叶龄指标、稻瘟病抗性、白叶枯抗性的筛选，筛选出叶速度快、抗稻瘟病、白叶枯病的株系；
(4)玻璃温室模拟水稻适宜生态环境进行加代与出叶速度快、抗稻瘟病、白叶枯病的株系选择，加快育种进程，筛选出快速出叶抗病新品系。
2.根据权利要求1所述的具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于：步骤(1)中所述供体亲本快速出叶型的籼稻材料为镇恢832。
3.根据权利要求1所述的具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于：步骤(1)中所述受体亲本生产上大面积应用的品种为粳稻材料淮稻5号、粳稻材料镇稻18号、粳稻材料南粳5055、籼稻材料明恢63中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于：步骤(2)中所述位于快速优势区内的植株为叶龄指标移栽后30d内出叶间隔期小于4.21的植株。
5.根据权利要求1或4所述的具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于：步骤(2)和(3)中所述叶龄标记，根据叶龄指标选育植株的具体方法为：单株移栽，移栽时标记最后一张完全抽出叶为任意数值S0，一个月后标记最上部叶为S1，S1＝S0+n1，其中n1为移栽后30天内新抽出的叶片数，出叶间隔期＝30/n1，出叶间隔期小于4.21的植株为位于快速优势区内的植株。
6.根据权利要求4所述的具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于：所述间隔期小于4.21的植株为快速优势区的植株的确定方法为：首先通过对镇恢832与淮稻5号F2群体的184个个体的营养期出叶间隔期进行调查，该群体多数个体处于4.21-4.40区间，该区间为一般竞争区；快速优势区为出叶间隔期小于4.21；缓慢生长区为出叶间隔期大于4.40；镇恢832移栽后30天内的出叶间隔期为4.17，淮稻5号为4.75，从而选择快速生长型亲本镇恢832所在区间出叶间隔期小于4.21为品种选育指标。
7.根据权利要求1所述的具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于：步骤(2)中对当选株进行稻瘟病、白叶枯病的鉴定方法为：对当选株进行稻瘟病注射接种鉴定、白叶枯病割叶接种鉴定。
8.根据权利要求1或2所述的具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于：步骤(3)中进行稻瘟病抗性筛选的方法为：将当选株分别种植在句容、连云港两地，句容人工诱发稻瘟病发病，连云港稻瘟病病区自然发病；人工诱发具体为种植在有喷淋系统的田块，保持环境处于高湿状态，氮肥按照基肥：分蘖肥：穗肥＝5:3:2施用。
9.根据权利要求1所述的具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于：步骤(3)的白叶枯抗性的筛选方法为割叶接种，具体如下：将培养的白叶枯菌株稀释于蒸馏水中，稀释后的菌液置于镰刀连接瓶中，每次按动按钮镰刀两侧各喷出0.5毫升菌液浸润刀片，手从高处抓住2株水稻6片叶子，用浸润过菌液的镰刀割叶2厘米。21天后观察记录病斑，选择病级小于等于1级的株系。
10.根据权利要求1所述的具有竞争性优势水稻的育种方法，其特征在于：步骤(4)玻璃温室模拟水稻适宜生态环境进行加代的方法为：将玻璃房内空间划分为上部、中部、下部三层，每层安装5个温湿度传感器，并设置7:00-12:00温度为26-27℃，12:00-14:00温度为32-34℃，14:00-17:00温度为26-27℃，17:00-次日7:00温度25℃，24小时湿度60％；同时利用遮阳网实现晴天光照调节，阴天通过日光灯补光，白天保持9万lux。
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 曾生元等: "较多分蘖节位水稻恢复系镇恢832的选育", 《杂交水稻》, vol. 32, no. 3, pages 20 - 22 * |
| 顾来顺等: "盐恢559的选育及其利用价值", 《江苏农业科学》, no. 1, pages 11 - 13 * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115623983B (zh) | 2023-11-21 |
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