专利名称：诱抗敏感型水稻品种选育及配套栽培技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及诱抗敏感型水稻品种选育及配套栽培技术，具体地说是一种选育对诱抗剂诱导抗逆性敏感的水稻品种的方法和配套栽培方法。是利用不同成分结构的诱抗剂诱导水稻种质资源，筛选出具有诱抗剂敏感性，即使用诱抗剂可显著提高其整体抗逆性的水稻种质材料培育新品种；并采用配套栽培技术种植新品种。属于农作物育种技术领域。
背景技术：
随着全球性生态环境日渐恶化，各种各样的环境胁迫对植物的正常生长带来了不同程度的影响，所导致的产量和经济损失是巨大的。尤其粮食问题是当今世界所面临的几大难题之一。通过提高单产或扩大种植面积、增加农业投入改造中低产田等途径来增加粮食产量都会碰到需要克服逆境限制或减轻逆境危害的问题。水稻是我国的主要粮食之一，减轻逆境危害以达到高产稳产，保障粮食安全，倍受政府、育种家和稻农所关注。
环境胁迫因素分生物胁迫和非生物胁迫二大类，生物胁迫主要是病虫害危害较大；非生物胁迫主要是干旱、盐碱及低温的危害严重。干旱、高盐及低温胁迫都会使植物脱水受伤害，严重时导致植物死亡。需要提高水稻的整体抗逆性，在生产上才能克服各种逆境达到稳产。植物整体抗逆性，是指植物在整个生命过程中，具有由基因控制的、能够抵抗各种外来环境胁迫的能力，使生长发育、产量、生活力受到有限的危害水平，它可反映在分子、细胞、组织器官、个体植株、群体甚至整个生态系统的不同水平上。以不同形式在不同层次表达的抗逆性在不同时期抗不同逆境胁迫，通过自我调节，最终能保证正常生长发育和获得满意产量(张正斌，西北农业学报，2000，9(3)112～116)。近年来，有不少的抗病抗虫、抗旱耐盐耐寒等转基因工程的研究。由于抗逆性机制复杂，涉及抗性基因较多，目前通过转基因工程提高植物整体抗逆性还有难度，并且转基因工程品种还需要通过安全性评价才能推广应用。
水稻是自花授粉作物，长期的有性杂交及人工栽培保护，使其栽培品种的遗传背景越来越窄，而大量施用保护性的化学农药和生物农药如杀菌剂、杀虫剂、土壤改良剂等，大部分栽培品种由于过度的人工栽培保护而丧失抗逆性。近年来已逐渐兴起对农作物具有诱导调控作用，能使作物产生自身适应逆境的诱抗剂。植物诱抗剂是一类能诱导植物产生防御反应的特殊化合物的总称，这些物质在很低浓度下就可产生诱导作用。王永卫等报道，天然脱落酸(即S-诱抗素)是作物的“抗逆免疫物质”，可启动植物抗逆基因，增强作物免疫能力，改善植物生长素质，提高作物抵抗干旱、低温、盐碱和水涝等能力(王永卫等，蔬菜，2004，941～42)；恶霉灵对腐霉菌、镰刀菌、丝核菌等引起的立枯病、猝倒病、枯萎病菌等有较好的防治效果，恶霉灵被植物的根吸收并在根系内移动，在植株体内产生两种糖苷能明显促进植物生长，增加根的分蘖和根毛增多，提高根的活性(孔祥清等，黑龙江八一农垦大学学报，2001，13(2)35～37)；778诱导剂是一种新资源类以中草药原粉为主的生物粉剂，具有对农作物或其它经济作物的提高抗病性、抗冷性，以及促进生长的作用(施伟等，云南大学学报，2000，22(6)468～472)；水杨酸不仅能诱导若干种植物对真菌、细菌和病毒等生物胁迫产生广谱而持久的抗性，而且能诱导这些植物对非生物胁迫如低温、热激、紫外辐射、臭氧、水分亏缺、重金属和盐胁迫等产生抗性(或耐性)(李国婧等，植物学通报，2001，18(3)295～302)；程日庆用植物龙1500倍液喷施于作物，能增强作物的抗病、抗寒能力，提高光合效率，促进作物生长，保花壮果，提高作物的产量和品质(程日庆，福建热作科技，2003，28(1)5～6)。目前对这类具有生物活性的能使作物产生自身适应逆境的诱抗剂的开发利用成为研究热点，但应用于水稻或其它作物，某种诱抗剂并不能对不同的品种都具有明显的诱导、激活抗逆作用，也就是不同诱抗剂的诱抗作用在品种间存在明显的差异。某类诱抗剂的诱导作用需要水稻品种具有相关的受体或靶标基因才具有特效而敏感性，而相关的受体或靶标基因往往存在于个别品种中，显然需要在大量的种质资源中进行筛选和转育。
诱抗敏感型品种的种植，需要特定类型诱抗剂及其最适诱导浓度、最佳诱导时间处理等配套栽培技术，才能取得较好的抗逆效果。
发明内容
用诱抗剂诱导水稻种质资源产生抗逆性，在逆境胁迫下筛选出具有诱抗剂敏感性，即使用诱抗剂可显著提高其整体抗逆性的水稻种质材料，培育具有诱抗敏感型的水稻品种；所用的诱抗剂可以是，恶霉灵(3-羟基-5-甲基异恶唑)、稻瘟灵(1，3-二硫戊环-2-叉丙二酸二异丙酯)、植物龙(己酸二乙氨基乙醇酯)、水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)、778诱导剂、烟酰胺、中华1号(商品名)中的一种或多种；所述的水稻种质资源可以是水稻品种、品系、雄性不育系、杂交种；针对特定品种幼苗期耐盐性筛选特定的诱抗剂及其最适诱导浓度和最佳诱导时间，用恶霉灵和稻瘟灵诱导水稻品种R6、R41、R89，用植物龙诱导水稻不育系培矮64S，用水杨酸诱导水稻不育系II-32A，用778诱导剂诱导水稻品种R03151、G40，用烟酰胺诱导水稻品种R6均表现为敏感性；诱抗剂的浓度可以是，恶霉灵和稻瘟灵原药为15000～25000倍、植物龙500倍、778诱导剂500倍、烟酰胺100倍、中华1号(商品名)3000倍；诱抗剂处理的时间为12-24小时；经诱抗剂处理的水稻幼苗，置于全高盐、干旱、苗期低温和/或病原菌逆境胁迫条件下选育抗逆品种。
本发明方法简便易行，选育的品种，在种子萌发期经一次相关诱抗剂诱导，便能在全生育期显著提高整体抗逆性，适于病菌生物胁迫和干旱、高盐、寒冷非生物胁迫的逆境中种植，适应范围广，配套栽培技术简单，投入成本低，对生态环境兼容性极友好。
为实现这样的目的，本发明的技术方案中，利用各种不同类型的诱抗剂，对大量水稻种质资源筛选。先在1％Nacl胁迫条件下，确定对水稻某些品种苗期显著提高耐盐性的诱抗剂及其最适诱导浓度，以此诱抗剂及其最适诱导浓度对所收集的种质资源筛选敏感型种质材料，种植在遮雨棚内，处于寒冷或人工控制的干旱及1％Nacl高盐逆境中选择，后代采用配套栽培技术处理，经过多个世代，系统选择分蘖力强、结实率高的植株，育成新品种。并以此诱抗敏感型材料与高产优质的栽培品种杂交、回交转育。
本发明的方法包括如下具体步骤一、诱抗敏感型水稻种质材料苗期筛选水稻发芽幼苗期对逆境胁迫非常敏感，并可在实验室严格的实验条件下进行大量材料筛选。这对大量材料的筛选非常有利。
1、种子发芽处理将水稻种子表面消毒后，25～28℃浸种24小时，保持湿润至种子萌动状态。用诱抗剂处理后，再用1％Nacl溶液处理幼苗16～24天，隔天调查各个品种的表现。
2、诱抗剂的选定按1方法将种质来源不同的20个品种，用恶霉灵(3-羟基-5-甲基异恶唑)或/和稻瘟灵(1，3-二硫戊环-2-叉丙二酸二异丙酯)、植物龙(己酸二乙氨基乙醇酯)、水杨酸、脱落酸(ABA)、778诱导剂、烟酰胺、中华1号(商品名)分别处理24小时。以选定诱导效果好的诱抗剂。
3、诱抗剂最适诱导浓度的确定选用诱导效果较好的6个品种，按1方法对上述诱抗剂分别设置多种浓度处理24小时，以确定最适诱导浓度。
4、诱抗剂处理时间的确定选取诱抗剂诱导效果好的品种及其诱抗剂，按1方法对诱抗剂处理时间作二方面的测定(1)诱抗剂溶液接触种子时间的长短，测试时间为12小时至72小时。
(2)诱抗剂从浸种开始，测试时间为第1天至第9天。
5、种质资源的筛选按1方法，并根据3和4的试验结果，对所收集到的各类种质资源进行筛选。表现好的材料作进一步的试验。
二、诱抗敏感型水稻材料在田间遮雨棚内试验和选育将幼苗期表现突出的材料移栽于田间遮雨棚内作全生育期逆境试验和选育。遮雨棚仅作档雨用，棚内外的生态环境条件差异不明显。通过人工控制加水量或/和施用盐水(Nacl)，水稻材料在无水层并在土壤盐渍化逆境条件下生长。
按1方法对幼苗期作诱抗剂诱导后，移栽于遮雨棚逆境胁迫，经多代自交选择至性状稳定。
将新选育品种与高产优质的栽培品种杂交，分离世代按1方法对幼苗期作诱抗剂诱导后，移栽于遮雨棚逆境胁迫，选择优良单株自交或回交纯合，选育新品种。
具体实施例方式以下根据实施例具体说明本发明，但本发明并不受以下实施例的任何限制。
实施例1先选取20个各种类型的水稻品种，将种子表面消毒后，25～28℃浸种24小时，保持湿润至种子萌动状态。分别用恶霉灵(3-羟基-5-甲基异恶唑)或/和稻瘟灵(1，3-二硫戊环-2-叉丙二酸二异丙酯)、植物龙(己酸二乙氨基乙醇酯)、水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)、778诱导剂、烟酰胺、中华1号(商品名)分别处理24小时。再用1％Nacl溶液处理幼苗16～24天，隔天调查各个品种苗高、根长、侧根数、根色、叶色、植株鲜重的表现。结果表明，不同诱抗剂诱导水稻不同品种的耐盐能力存在明显的差异。
进一步对诱抗剂最适诱导浓度范围作试验。结果表明，恶霉灵和稻瘟灵原药为15000～25000倍、植物龙500倍、778诱导剂500倍、烟酰胺100倍、中华1号(商品名)3000倍效果较好。
最适诱导时间的测定。用恶霉灵和稻瘟灵对品种R6种子萌动期分别处理12、24、48、72小时及在浸种的第1、3、5、7、9天用药处理24小时。结果表明，在种子萌动期也即于第3天处理12～24小时的效果为最适诱导时间。
采用恶霉灵和稻瘟灵、植物龙、水杨酸、脱落酸、778诱导剂、烟酰胺及中华1号的最适浓度和最适诱导时间，分别对收集的种质资源幼苗期筛选，结果为恶霉灵和稻瘟灵诱导品种R6、R41、R89；植物龙诱导培矮64S；水杨酸诱导II-32A；778诱导剂诱导R03151、G40；烟酰胺诱导R6等效果明显，尤其是恶霉灵和稻瘟灵诱导品种R6、R41，显著提高耐盐能力，具有特效诱导作用，也即品种R6、R41对恶霉灵和稻瘟灵诱抗敏感。
恶霉灵、778诱导剂、植物龙分别诱导品种R6、R41、G40、IR29、1108，然后分别用清水和1％Nacl处理幼苗21天，观察其耐盐性表现。结果表明，无逆境胁迫下诱抗剂诱导作用不明显，在1％Nacl胁迫下表现出诱导耐盐性效果，但不同成分结构的诱抗剂对不同品种的诱导效果存在明显的差异，具有品种对诱抗剂特异的敏感性。
经恶霉灵和稻瘟灵诱导品种R6后1％Nacl处理，并设清水对照和1％Nacl盐对照处理，育苗后移植于大田遮雨棚，继续用清水正常灌溉至成熟。结果见表1，各种处理后用清水灌溉的经济性状正常。
对遮雨棚种植的经恶霉灵和稻瘟灵诱导品种R6、R41后并在1％Nacl水溶液灌溉条件下进一步单株选择。在遮雨棚内已盐渍化的土壤里，全生育期用1％Nacl水溶液隔天灌溉一次，土壤无水层。在高盐、干旱、低温胁迫下，系统选育3个世代，结果见表2。R6二个株系(R6-2-1及R6-A-2)及R41的一个株系(R41-1-1)后代表现为结实率高、无退化颖花、具有抗立枯、稻瘟病、适于全生育期高盐、干旱、苗期低温逆境。
实施例2具有诱抗剂特效诱导水稻抗逆性的品种杂交转育。将R6-2-1及R6-A-2材料为亲本，与现有高产优质的栽培品种R211杂交，在分离世代F2～F4自交或回交，各个世代种苗用恶霉灵和稻瘟灵诱导、1％Nacl胁迫，种植于0.50％Nacl水溶液灌溉的大田，选择具有高产优质、整体抗逆性强的单株育成新品种。
实施例3诱抗敏感型品种的配套栽培措施。
1、诱抗剂的使用技术。
选育的诱抗敏感型品种，在栽培种植时，可以用相关诱抗剂及其最适诱导浓度、最佳诱导时间诱导抗逆性，克服逆境胁迫。
2、诱抗敏感型品种栽培逆境条件。
用恶霉灵和稻瘟灵诱导品种R6后，用0.00％(清水对照)、0.25％、0.50％、0.75％、1.00％、1.50％、2.00％、3.00％的不同Nacl浓度测定幼苗株高和主根长，表现为0.25％比0.00％对照有增长促进作用，0.50％比0.00％对照无差异，1.00％比0.00％对照的株高变矮而主根长差异不大，1.50％处理24天后仍能生长。表明诱抗剂诱导后，仍可在1.00％Nacl浓度胁迫条件下种植。经诱抗剂处理后在正常栽培条件下种植，结果见表1，各种处理后用清水灌溉的经济性状正常；在遮雨棚内已盐渍化的土壤里，全生育期用1％Nacl水溶液隔天灌溉一次，土壤无水层条件下，表现为抗病、抗旱、耐盐、耐寒等逆境，而对照处理不能生存。
表1 R6材料种植于大田的性状表现
表2全生育期用1％Nacl无水层灌溉的品种性状表现
权利要求
1.诱抗敏感型水稻品种选育及配套栽培技术，具体地说是一种选育对诱抗剂诱导抗逆性敏感的水稻品种的方法和配套栽培方法。其特征在于，用诱抗剂诱导水稻种质资源产生抗逆性，在逆境胁迫下筛选出具有诱抗剂敏感性，即使用诱抗剂可显著提高其整体抗逆性的水稻种质材料水稻品种；并采用配套栽培技术种植新品种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所用的诱抗剂可以是，恶霉灵(3-羟基-5-甲基异恶唑)、稻瘟灵(1，3-二硫戊环-2-叉丙二酸二异丙酯)、植物龙(己酸二乙氨基乙醇酯)、水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)、778诱导剂、烟酰胺、中华1号(商品名)中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，使用诱抗剂的方法，可以是针对特定品种筛选特定的诱抗剂及其最适诱导浓度和最佳诱导时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，经诱抗剂处理的水稻，在全生育期高盐、干旱、苗期低温和/或病原菌逆境胁迫条件下选育抗逆品种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的水稻种质资源可以是水稻品种、品系、雄性不育系、杂交种。
6.根据权利要求3和权利要求4所述的方法，其特征是，诱抗敏感型水稻品种配套栽培方法是，针对特定品种采用特定的诱抗剂及其最适诱导浓度和最佳诱导时间处理；可以在全生育期高盐、干旱、苗期低温和/或病原菌逆境胁迫条件下种植。
全文摘要
本发明涉及一种诱抗敏感型水稻品种选育及配套栽培技术，具体地说是一种选育对诱抗剂诱导抗逆性敏感的水稻品种的方法和配套栽培方法。是利用不同成分结构的诱抗剂及其最适诱导浓度和最佳诱导时间处理大量水稻种质资源，从中筛选出具有诱抗剂敏感性，即使用诱抗剂诱导可显著提高其整体抗逆性的水稻种质材料培育新品种；并可采用配套栽培技术种植新品种以达到最佳抗逆效果。
文档编号A01G16/00GK1806509SQ20051003272
公开日2006年7月26日 申请日期2005年1月18日 优先权日2005年1月18日
发明者方良俊 申请人:湛江海洋大学