专利名称：一种苯达松敏感水稻的筛选方法
技术领域：
本发明涉及作物培育领域，尤其涉及一种苯达松敏感水稻的筛选方法。
背景技术：
水稻是我国播种面积最大的粮食品种，在我国粮食生广和消费中历来 处于主导地位。中国是世界上首个成功实现杂交水稻商品化生产的国家，自1976年杂交稻大面积推广种植以来，全国杂交水稻常年种植面积已占水稻年播种面积的50%以上。近十年来，光温敏核不育系(T/PGMS)得到了成功利用，两系杂交稻已经取得了突破性进展，迄今为止，许多光温敏核不育系先后通过了鉴定。杂交水稻品种真实性和纯度是杂种优势能否发挥的基础，是衡量杂交水稻种子质量的主要指标。光温敏核不育系是两系杂交稻的重要工具，由于其雄性不育性通过光温调控来实现，在异常自然条件下不育系出现部分育性恢复，导致杂交种纯度不高，存在潜在的应用风险性，例如1989年、2002年、2009年夏季异常低温导致一些两系不育系制种时自交结实，种子纯度严重下降，给两系杂交水稻生产造成重大损失。另一方面，三系法杂交稻制种过程中也会因不育系含有微效恢复基因而易自交结实，致使杂种F1的纯度下降。因此，在生产应用中急需一种快速简单的杂交种纯度检测技术，能尽量在生育早期快速、经济、有效的识别杂种中可能存在的不育系自交种子，并将其除掉以确保种子生产的安全。利用诱变育种或者杂交育种的方法育成苯达松敏感不育系，保持其它性状基本稳定，在制种阶段遇到低温阴雨的年份可以通过喷施一定浓度的除草剂有效地杀死自交不育系秧苗，确保生产田杂种的纯度，从而有效地避免两系杂交稻推广应用中因水稻光温敏雄性不育系的育性波动所造成的风险。目前，在培育苯达松敏感水稻时，常常采用诱发突变技术，创造突变群体，混收M1植株上的M2种子,单株种植M2植株。M2植株的种子则按单株收获,形成M2 : 3株系，并一分为二，然后每株取一部分M2 : 3种子(剩余M2 : 3备用)，种成M3株行,在M3处于三叶期时喷施一定浓度的苯达松溶液，筛选敏感水稻，其对应的剩余仏；3用于后续验证和研究(Zhang J,Xu Y，Wu X,Zhu L A bentazon and sulfonylurea sensitive mutant :breeding，geneticsand potential application in seed production of hybrid rice. Theor Appl Genet，2002，105 :16-22.)。若已经有苯达松敏感水稻种质资源时，常常将此品种与其它品种杂交，混收F1植株上的F2种子,单株种植F2且按株收获F2 ； 3种子，并一分为二，然后每株取一部分F2 : 3种子(剩余F2 : 3备用)种成F3株行，在F3处于三叶期时喷施一定浓度的苯达松溶液，筛选敏感突变体，其对应的剩余F2 : 3备用。在培育苯达松敏感水稻过程中，由于需要单株收获所有仏植株上的％ : 3种子或者所有F2植株上的匕3种子，并按株系种植M3或者F3，且预留的种子和播种的种子要一一对应，因此这一技术路线造成筛选工作量很大，而且培育的成本及时间大大增加
发明内容
本发明提供了一种苯达松敏感水稻的筛选方法，大幅减少了筛选的工作量，节省了培育成本和培育时间，有效提高了筛选效率。一种苯达松敏感水稻的筛选方法，包括(I)播种水稻种子,育苗,移栽,待植株抽穗15-20d后，喷施质量百分比浓度为0.5% -0. 8%的苯达松水剂；5-10天后，观察水稻生长情况，如植株出现苯达松中毒症状，则记为疑似植株；(2)按单株收获疑似植株上的种子，取一部分种子进行播种，于苗期喷施质量百分 比浓度为0. I % -0. 8%的苯达松水剂，喷施后如出现苯达松致死症状，则确定该疑似植株上收获得到的种子为苯达松敏感水稻种子。为了筛选获得苯达松敏感水稻，所述的水稻种子可采用诱变育种或杂交育种两种方法培育得到。采用诱变育种时，所述的水稻种子可以通过如下方法培育将对苯达松有抗性的水稻品种种子(即需要改良的水稻不育系、保持系等，苗期对0. 5% -0. 8%的苯达松具有抗性的普通水稻品种种子)进行诱变处理，得到M1代种子；播种M1代种子，按常规育苗、移栽和种植，培育成M1植株，成熟后收获得到M2代种子，即为所述的水稻种子。其中，所述的诱变处理可以采用物理诱变剂和化学诱变剂中的至少一种。所述的物理诱变剂可以采用Y射线、高能离子；所述的化学诱变剂可以采用叠氮化钠(NaN3)、甲基磺酸甲酯(MMS)、甲基磺酸乙酯(EMS)等。物理诱变剂或化学诱变剂可以使诱变对象的遗传物质造成损伤，在修复过程中造成DNA碱基变化或片段缺失，引起性状变异。优选地，采用作用机理不同的物理诱变剂与化学诱变剂复合处理，有利于提高突变频率，相比单一诱变剂处理能获得更好的效果。所述的物理诱变剂或化学诱变剂一般采用半致死剂量进行处理，保证获得足够M1植株和大约50%的结实率，从而确保有足够数量的M2植株组成群体用于突变体的筛选。优选地，所述的诱变处理可以参照夏英武等将作物种子用半致死剂量的物理或化学诱变剂处理得到M1种子的方法(《作物诱变育种》，夏英武主编，中国农业出版社，1997，P170-175)。大量实验已经证明，采用该方法，可以获得理想的诱变处理效果。种植M1植株时可以采用丛插，即3-5苗插一穴，适当密植，每亩插10万左右基本苗。成熟后M2代种子可以采用混收，采用混收不需按单株收获种子、做标记，操作方便，节省人工成本。采用杂交育种时，所述的水稻种子通过如下方法培育将对苯达松有抗性的水稻品种与苯达松敏感水稻杂交，收获得到F1代种子；播种F1代种子，按常规方法育苗、移栽和种植，培育成F1植株，成熟后收获得到F2代种子，即为所述的水稻种子。其中，在对苯达松有抗性的水稻品种和苯达松敏感水稻杂交时，可以在水稻开花期对其中一个亲本进行人工去雄，用另一个亲本的花粉进行授粉，授粉后对植株进行套袋隔离。套袋时不能过紧，以免影响植株生长；也不能过松，以免袋子被风吹掉或吹歪下垂，造成异花传粉。收获F1植株上的F2代种子时可以采用混收。采用混收不需按单株收获种子、做标记，操作方便，节省人工成本。步骤(I)中，播种水稻种子(M2*F2种子)时可以采用稀播。稀播有利于将种苗分开，避免2个秧苗一起移栽。
移栽秧苗(M2或F2秧苗)时可以采用单本移栽，即每穴只移栽一株秧苗。移栽密度较大田生产适当降低，每亩种植苗数控制在I. 5万株，以利于植株的正常生长，便于后续筛选。开花结实后种子活力主要取决于种子的成熟程度，而种子成熟度取决于开花后气温的高低，因此喷施苯达松的时间需要根据气温适当调节。优选地，气温较低时，在植株抽穗18-20d后喷施所述的苯达松水剂；气温较高时，在植株抽穗15-17d后喷施所述的苯达松水剂。植株抽穗15-17d或18-20d时，植株主穗呈淡黄色，谷粒处于乳熟期至蜡熟期，此时喷施苯达松水剂，植株能被杀死，同时种子能保持活力便于后续播种。通过该操作，只有对苯达松敏感的植株才会表现出中毒症状，大多数不敏感的材料即可以被淘汰，实现对该代植株的初步选育，大幅减少了后续筛选的工作量。所述的苯达松水剂为苯达松的水溶液。此时喷施苯达松水剂，植株已成熟，苯达松水剂的浓度可以稍高些；优选地，所述的苯达松水剂中苯达松的质量百分比浓度为0. 5% -0. 6%。苯达松水剂浓度过高会影响种子活力；浓度过低不能使植株出现中毒症状。所述的苯达松中毒症状主要为叶片出现失水青枯，植株垂死。出现该症状的植株即含有苯达松敏感等位基因，判定为疑似苯达松敏感株，记为疑似植株。步骤(2)中，所述的苗期优选为4-5叶期。植株苗太小，吸收药液的量较少，甚至可能喷不到，造成假象，不利于观察；苗太大时不但观察时间推迟，喷施的苯达松量也要适当增加。此时喷施苯达松水剂，植株未成熟，苯达松水剂的浓度可以稍低些；优选地，所述的苯达松水剂中苯达松的质量百分比浓度优选为0. 1%-0. 5%。苯达松水剂浓度过高不但成本增加，而且有可能造成正常植株出现中毒症状；浓度过低不能使植株致死。播种、育苗、移栽、收获种子、田间管理等均可采用常规技术；苯达松水剂的喷施部位为植株的叶片。本发明中，在种子成熟期初步筛选苯达松敏感水稻为技术核心。本发明通过在合适的水稻生育期时喷施适当剂量的苯达松水剂，苯达松敏感水稻会出现中毒症状，但种子仍保持活力，从而可初步筛选出疑似植株；然后收获疑似植株的种子，播种后进一步验证，即可确定是否为苯达松敏感水稻。采用本发明方法，可以将选育提前一代，有效减少了播种面积，大幅提高了筛选效率，同时节约了成本。本发明方法适用于任何水稻的苯达松敏感性筛选，特别适用于采用诱变育种或杂交育种培育苯达松敏感水稻时对目标植株的筛选。采用常规方法对诱变育种或杂交育种培育的群体进行苯达松敏感水稻筛选时，需要对所有M2单株(或者F2)的种子分单株收获、编号，并按照株系种植M3 (或者F3),然后在M3R (或者F3)进行大规模筛选。而采用本发明方法，直接对M2代(或者F2)植株喷施适量的苯达松后初步筛选突变体(疑似植株)，不需要对所有M2代植株进行种子收获、编号、播种，而只需要收获疑似植株(疑似植株一般较少)的M2 : 3 (或者F2 : 3)种子，播种后在M3代(或者F3)进一步验证时只需播种几粒于苗期鉴定即可。因此，该方法将选育从第三代提前到第二代(诱变育种从M3代提前M2代，杂交育种从F3代提前到F2代)，大大减少了播种面积，节约了成本，节省了时间，大幅提高了工作效率，同时加快了进程。
图I为采用本发明方法和常规方法在诱变育种中培育苯达松敏感水稻的技术路线比较示意图；其中，M3表示的是植株或种子的世代；M2 ； 3表示的是从M2单株上收获的M3种子；图2为采用本发明方法和常规方法在杂交育种中培育苯达松敏感水稻的技术路线比较示意图；其中，FpF2、F3表示的是植株或种子的世代；F2 : 3表示的是从F2单株上收获的F3种子。
具体实施例方式实施例I两系不育系水稻广占63S(I) 2010年6月，取广占63S种子(Mtl代)，取一半用350Gy剂量的、射线处理， 得到M1代种子；另一半用300Gy剂量的Y射线及0.5%甲基磺酸甲酯(MMS)共同处理，得到M1代种子。(2)将所有M1代种子播于安徽宁国杨山高海拔山区梯田，拔节期起用山泉水串灌以促进M1植株低温结实，当年10月混收M2代种子各约50kg。(3)同年11月，将M2代种子在海南陵水播种，苗按单本移栽至大田，共30亩；根据不同植株生长情况，在植株抽穗后约20天(主穗已呈淡黄色，谷粒处于乳熟期至蜡熟期)时，用农用喷雾器对植株叶片喷施质量百分比浓度为0. 5%的苯达松水剂；喷施后5-10天内，观察水稻生长情况，筛选出出现苯达松中毒症状(叶片出现失水青枯、整个植株垂死)的植株，共105株,记为疑似植株；按单株收获疑似植株上的种子(M3代)。(4)对每株疑似植株上收获得到的水稻种子，取1/3进行发芽、播种，于4-5叶期喷施质量百分比浓度为0. 5%的苯达松水剂；观察水稻生长情况，筛选出一株出现苯达松致死症状(植株全部死亡)的单穗，则确定其对应的疑似植株为苯达松敏感水稻，对应的剩余的2/3种子即为苯达松敏感水稻种子，可用于后续研究。以上步骤的主要技术路线见图I中的左图。实施例2嘉浙B(I)取嘉浙B的干种子(Mtl代)1500克，用300Gy剂量的、射线处理，得到M1代种子。(2)于海南播种M1代种子，2009年春M1植株表现结实率下降，剔除杂株后混收M2代种子。(3) 2009年早季在嘉兴农科院育种基地种植M2代单株约6万个；根据不同植株生长情况，在植株抽穗后约15天(主穗已呈淡黄色，谷粒处于乳熟期至蜡熟期)时，用农用喷雾器对植株叶片喷施质量百分比浓度为0. 5%的苯达松水剂；喷施后5-10天内，观察水稻生长情况，筛选出出现苯达松中毒症状(叶片出现失水青枯、整个植株垂死)的植株，共I株，记为疑似植株；按单株收获疑似植株上的种子(M3代)。(4)对该株疑似植株上收获得到的水稻种子，取20粒进行发芽、播种，于4-5叶期喷施质量百分比浓度为0. 5%苯达松水剂；发现所有秧苗出现苯达松致死症状(植株全部死亡)，从而将其确定为苯达松敏感水稻，对应的剩余的种子(约50粒)即为苯达松敏感水稻种子，用于后续研究。以上步骤的主要技术路线见图I中的左图对比例I 参照张集文等的方法(Zhang J, Xu Y, Wu X, Zhu L. Abentazon andsulfonylurea sensitive mutant breeding, genetics and potential application inseed production of hybrid rice. Theor Appl Genet, 2002,105 :16-22.),具体为米用剂量为350Gy的伽玛对W6154S种子(Mtl代)进行诱变处理，得到M1代种子；将M1代种子播于湖北巴东，植株结实后，混收M1植株上的M2种子；按单株种植M2种子,M2植株的种子按单株收获，形成25100个M2 : 3株系，并一分为二，然后每株取一部分M2 ； 3种子(剩余M2 : 3备用)，种成M3株行，在M3处于三叶期时喷施质量百分比浓度为0. 5 %的苯达松水剂，筛选出一株敏感水稻(致死症状)，其对应的剩余M2: 3用于后续验证和研究。主要技术路线见图I中的右图。对比实施例2和对比例I可知实施例2中，诱变得到一个突变体的频率约2. 5 5万分之一，突变频率相近。但是利用本发明方法只需种M2单株，于成熟期筛选后只需要收获拟似突变体，由于敏感株很少，M2单株收获和％苗期进一步鉴定时的工作量大大减少(此筛选及鉴定只需I个工人工作2天工作量)。而对比例I中，需要按单株收获这M2单株的种子，而且要做好标记、晒干并一分为二，一半用于进一步筛选，这一收获并后续编号及M3种子按株系播种、苗期筛选过程需要极大的工作量(这一过程至少需要10个工人工作10天左右)，且％代苗期播种需要较多秧田，因此极大增加了工作量和用地面积。实施例3嘉浙mBx紫兴101(I)将苯达松敏感水稻嘉浙mB和对苯达松有抗性的水稻紫兴101 (普通水稻)播于田间，盛花期时对紫兴101人工去雄，并采集嘉浙mB的穗子进行杂交，收获F1种子；其中，授粉后对植株分别进行套袋隔离。(2)F1种子按单本种植，混收F1 : 2种子并播于田间；根据不同植株生长情况，F2植株抽穗后约15天(主穗已呈淡黄色，谷粒处于乳熟期至蜡熟期)时，用农用喷雾器对其喷施质量百分比浓度为0. 5%的苯达松水剂；喷施后5-10天内，观察水稻生长情况，筛选出出现苯达松中毒症状(叶片出现失水青枯、整个植株垂死)的植株，记为疑似植株；按单株收获疑似植株上的种子(F3代)。(3)对每株疑似植株上收获得到的水稻种子，取一部分进行发芽、播种，于4-5叶期喷施质量百分比浓度为0. 5%的苯达松水剂；观察水稻生长情况，筛选出一株出现苯达松致死症状(植株全部死亡)的单穗，则确定其对应的疑似植株为苯达松敏感水稻，对应的剩余种子即为苯达松敏感水稻种子，可用于后续研究。以上步骤的主要技术路线见图2中的左图。常规方法用于杂交育种中苯达松敏感水稻培育时的主要技术路线见图2中的右图。对比可以发现，采用实施例3的方法，将选育从第三代朽代)提前到了第二代(F2代)，极大减少了播种面积及播种成本。
权利要求
1.一种苯达松敏感水稻的筛选方法,包括 (1)播种水稻种子，育苗，移栽，待植株抽穗15-20d后，喷施质量百分比浓度为O.5% -O. 8%的苯达松水剂；5-10天后，观察水稻生长情况，如植株出现苯达松中毒症状，则记为疑似植株； (2)按单株收获疑似植株上的种子，取一部分种子进行播种，于苗期喷施质量百分比浓度为O. 1% -O. 8%的苯达松水剂，喷施后如出现苯达松致死症状，则确定该疑似植株上收获得到的种子为苯达松敏感水稻种子。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(I)中，所述的水稻种子通过如下方法培育将对苯达松有抗性的水稻品种种子进行诱变处理，得到M1代种子；播种M1代种子，育苗，移栽，收获得到所述的水稻种子。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的诱变处理采用物理诱变剂和化学诱变剂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的物理诱变剂或化学诱变剂的用量为半致死剂量。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(I)中，所述的水稻种子通过如下方法培育将对苯达松有抗性的水稻品种与苯达松敏感水稻杂交，收获得到F1代种子；播种F1代种子，育苗，移栽，收获得到所述的水稻种子。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于杂交过程中，在水稻开花期对其中一个亲本进行人工去雄，用另一个亲本的花粉进行授粉，授粉后对植株进行套袋隔离。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(I)中，移栽时采用单本移栽。
8.根据权利要求2或5所述的方法，其特征在于收获所述的水稻种子时采用混收。
9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(2)中，所述的苗期为4-5叶期。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(I)中，所述的苯达松水剂中苯达松的质量百分比浓度为O. 5% -O. 6%;步骤(2)中，所述的苯达松水剂中苯达松的质量百分比浓度为O. 1% -O. 5%。
全文摘要
本发明公开了一种苯达松敏感水稻的筛选方法，包括播种水稻种子，育苗，移栽，待植株抽穗15-20d后，喷施质量百分比浓度为0.5％-0.8％的苯达松水剂；5-10天后，观察水稻生长情况，如植株出现苯达松中毒症状，则记为疑似植株；按单株收获疑似植株上的种子，取一部分种子进行播种，于苗期喷施质量百分比浓度为0.1％-0.8％的苯达松水剂，喷施后如出现苯达松致死症状，则确定该疑似植株上收获得到的种子为苯达松敏感水稻种子。在种子成熟期初步筛选苯达松敏感水稻为本发明的技术核心，采用该方法，可以将选育提前一代，有效减少了播种面积，大幅提高了筛选效率，同时节约了成本，特别适用于采用诱变育种或杂交育种培育苯达松敏感水稻时对目标植株的筛选。
文档编号A01G16/00GK102630538SQ20121011645
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者富昊伟, 李友发, 王启钊, 舒庆尧 申请人:浙江大学