一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法

一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法
【专利摘要】一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法，步骤为：选择分别具有高产、优质、抗虫、抗病性状的8个水稻品种作为亲本，对具有不同目的性状的亲本两两杂交，得到四种杂交F1；将四种F1两两杂交，得到两种复交F1；对两种复交F1单株在苗期分别进行目的基因分子标记辅助选择，筛选出聚合了目的基因的两种复交F1进行配对杂交，得到多重复交F1代；对多重复交F1代单株在苗期进行分子标记辅助选择，得到聚合了所有目的基因的单株进行花药培养，获得H0代花培株系，筛选出二倍体株系；在H１代进行分子标记辅助选择、农艺性状、品质和抗性筛选获得目标高产优质多抗的水稻恢复系，并与一系列两系不育系进行组合测配，试验，筛选出优势组合。
【专利说明】一种局产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水稻恢复系的培育方法，属于分子细胞植物育种【技术领域】，尤其涉及一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法，具体适用于高产优质多抗的两系恢复系的快速培育。

【背景技术】
[0002]水稻是世界上最重要的粮食作物之一，是我国一半以上的人口的主食。随着世界人口的不断增加，全球耕地面积逐年减少，自然灾害频发，粮食增长日趋缓慢，粮食安全已经成为国际社会普遍关注的热点问题。我国杂交水稻常年种植面积占水稻种植面积的一半左右，产量超过水稻总产量的60%，我国杂交水稻的选育和应用为我国乃至世界的粮食生产做出了重要的贡献。在耕地面积减少的情况下，提高粮食总产的主要途径还是利用品种更新提高单产，同时随着人民生活水平的不断提高和环保意识加强，对品质和安全性的要求也越来越高，因此迫切需要优质高产多抗的杂交新品种应用于水稻生产。
[0003]我国人口众多，耕地、淡水等资源的刚性约束进一步加剧，生态环境保护的压力越来越大，加上自然灾害频发，全球气候变化对农业生产的影响也日益突出，要长期稳定地保障粮食和其他重要农产品的有效供给，继续提高农民收益，必须靠提高单产、提升质量、降低成本、减少能耗和污染。
[0004]尽管我国水稻育种取得了具大的成就，两系杂交稻的最高产量已经突破了 900公斤，品质和抗性有所改善，但是目前生产上还普遍存在品种抗性不足，品质不佳的情况，另外品种间遗传背景狭窄，品种间相似度太高，具有突破性品种较少，因此需要创新育种方法，获得高产、优质、多抗的水稻新品种。
[0005]由于每个水稻材料所携带的优良基因比较有限且或多或少的存在一些不足，因此将不同材料的优良基因组合到一个材料中，使其具有双亲的优良基因，这就是水稻聚合育种并已成为水稻育种的重要内容。目前人们主要通过常规的杂交、回交、分子标记辅助选择以及转基因等途径来实现优良基因的聚合，但常规杂交、回交进行基因聚合育种周期长、工作量大。


【发明内容】

[0006]本发明的目的是克服现有技术中存在的育种周期长、花费很高、花培效率很低、易受环境和人为因素影响、培育效率较低的缺陷与问题，提供一种育种周期短、花费较少、花培效率较高、不易受环境和人为因素影响、培育效率较高的高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法。
[0007]为实现以上目的，本发明的技术解决方案是:一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法，其特征在于该培育方法依次包括以下步骤:
第一步:以高产水稻品种A和抗病水稻品种B杂交，得到杂交一代Fl (A/B)种子；以优质水稻品种C和抗虫水稻品种D杂交，得到杂交一代Fl (C/D)种子；以高产水稻品种E和抗虫水稻品种F杂交，得到杂交一代Fl (E/F)种子；以优质水稻品种G和抗病水稻品种H杂交，得到杂交一代Fl (G/Η)种子；
第二步:种植上述杂交种子，得到杂交一代。以F1(A/B)与F1(C/D)杂交，得到复交一代Fl (A/B//C/D)种子；以Fl (E/F)与Fl (G/Η)杂交，得到复交一代Fl (E/F//G/H)种子；第三步:种植上述复交种子，得到复交一代。对复交一代Fl (A/B//C/D)和F1(E/F//G/H)在苗期进行对应的分子标记辅助选择，筛选出带有相应基因的复交一代Fl单株，用筛选出来的Fl (A/B//C/D)与Fl (E/F//G/H)得到多重复交Fl代种子；
第四步:种植上述多重复交种子，得到多重复交一代。对多重复交一代Fl单株在苗期进行所有目标基因的分子标记辅助选择，得到所有目标阳性单株；先对目标阳性单株在抽穗开花前的花粉单核靠边期取花药，然后进行花药培养，花药培养后得到稳定的Htl代花培株系，再对Htl代花培株系进行观察以挑选出Htl代二倍体花培株系；
第五步:对上述挑选后的Htl代二倍体花培株系在H i代进行分子标记辅助选择、农艺性状、品质和抗性筛选以获得所需的水稻恢复系。
[0008]第六步:对筛选得到的高产优质多抗的恢复系与一系列两系不育系进行组合测配，筛选出优势组合。
[0009]所述第一步的进行时间为第一年夏天，第二步的进行时间为第一年冬天，第三步的进行时间为第二年夏天，第四步的进行时间为第二年冬天，第五步的进行时间为第三年夏天，第六步的进行时间为第三年冬天。
[0010]本发明所述高产品种、抗病品种、优质品种、抗虫品种的定义如下:
高产品种:产量性状主要包括有效分蘖数、穗粒数、结实率、千粒重等，通过考察产量性状，比当前生产上的骨干品种具有产量优势的品种。
[0011]抗病品种:通过抗病鉴定来衡量，抗病等级分为O级(免疫)、1级(高抗)、3级(中抗)、5级(中感)、7级(感病)、9级(高感)等6个等级，抗当前生产上的主要病害的品种，如稻瘟病，白叶枯病等，且抗病性达到3级及以上的品种。
[0012]优质品种:稻米品质是决定水稻品种特性的重要指标之一。稻米籽粒的品质主要包括5个方面:外观品质、碼米品质、蒸煮品质、营养品质和食味品质，具体内容有:透明度、垩白、粒型、直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度、蛋白质含量以及有无香味等等。本发明所述的优质品种是指综合品质性状优良或者单个重要品质性状(如直链淀粉含量、香味等)性状优异的品种。
[0013]抗虫品种:通过抗虫鉴定来衡量,抗虫等级分为O级(免疫)、1级(高抗)、3级(中抗)、5级(中感)、7级(感虫)、9级(高感)等6个等级，抗当前生产上的主要虫害的品种，如稻飞虱，螟虫等，需要且抗虫性达到3级及以上的品种。
[0014]由于产量、品质、抗病性、抗虫性都是数量性状，就是每个性状都是由很多基因来调控的，有的是起主要作用的主效基因，有的是起修饰作用的微效基因。截止2013年8月，已经发现的抗稻瘟病的基因就有83个，抗褐飞虱的基因有27个；已经克隆的产量主效基因有8个，已经克隆的品质性状基因有4个。不同的品种含有不同的高产、优质或抗性基因，本发明就是要通过杂交聚合的方法来获得具有多个产量、抗性和品质性状基因的高产优质多抗恢复系。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果为: 1、由于本发明一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法中利用分子标记辅助选择并结合花培技术，也克服了现有水稻聚合育种年限长的不足。因此本发明不仅花培效率较高，而且育种周期较短。
[0016]3、由于本发明一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法将杂交、复交、分子标记辅助选择、花药培养(小孢子培养)、性状筛选等技术进行有机集成，大大提高了培育效率，能够在三年内获得稳定的聚合了多个优良性状的恢复系，不仅为获得优异的后代材料增加了遗传背景基础，而且周期短、成本较低，大大增加了获得强优势恢复系的几率，提高了培育效率，非常适合于我国水稻育种的实践需要。因此本发明不仅培育效率较高、易获得较好的遗传背景基础，而且培育周期较短、成本较低。

【专利附图】

【附图说明】
[0017]图1是本发明的培育步骤示意图。

【具体实施方式】
[0018]以下结合【专利附图】

【附图说明】和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明
参见图1，一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法，该培育方法依次包括以下步骤:
第一步:以高产水稻品种A (品种名9311，含Gnla基因)和抗稻瘟病水稻品种B (品种名GD-1，含Pil和Pi2基因)杂交，得到杂交一代Fl (A/B)种子；以优质水稻品种C (品种名Lement，含Wxin基因)和抗褐飞虱水稻品种D (品种名B5，含Bphl4和Bphl5基因)杂交，得到杂交一代Fl (C/D)种子；以高产水稻品种E(明恢63，含GS3基因)和抗褐飞虱水稻品种F(品种名珞珈9号，含Bph9基因)杂交，得到杂交一代Fl (E/F)种子；以优质水稻品种G (品种名中国香稻，含Fgr7基因)和抗稻瘟病水稻品种H (品种名WHD75-1-127，含Pi9基因)杂交，得到杂交一代Fl (G/Η)种子；其中珞珈9号是以含有Bph9的抗褐飞虱品种Kaharamana为供体亲本，9311为受体亲本，多代回交得到的抗褐飞虱新品种；
第二步:种植上述杂交种子，得到杂交一代植株。以F1(A/B)与F1(C/D)杂交，得到复交一代Fl (A/B//C/D)种子；以Fl (E/F)与Fl (G/Η)杂交，得到复交一代Fl (E/F//G/H)种子;
第三步:种植上述复交种子，得到复交一代植株。对复交一代Fl (A/B//C/D)和F1(E/F//G/H)在苗期分别进行对应的分子标记辅助选择，筛选出聚合了高产、优质、抗病虫基因的复交一代Fl单株，用筛选出来的F1(A/B//C/D)株系与F1(E/F//G/H)株系杂交得到多重复交Fl代种子；
第四步:种植上述多重复交种子，得到多重复交一代。对多重复交一代Fl单株在苗期进行所有目标基因的分子标记辅助选择，得到所有目标阳性单株；先对目标阳性单株在抽穗开花前的花粉单核靠边期取花药，然后进行花药培养，花药培养后得到稳定的Htl代花培株系，再对Htl代花培株系进行观察以挑选出Htl代二倍体花培株系；
第五步:对上述挑选后的Htl代二倍体花培株系在H i代进行分子标记辅助选择、农艺性状、品质和抗性筛选以获得所需的水稻恢复系。
[0019]第六步:对筛选得到的高产优质多抗的恢复系与一系列两系不育系进行组合测配，筛选出优势组合。
[0020]所述第一步的进行时间为第一年夏天，第二步的进行时间为第一年冬天，第三步的进行时间为第二年夏天，第四步的进行时间为第二年冬天，第五步的进行时间为第三年夏天，第六步的进行时间为第三年冬天。
[0021]所述第五步中的性状筛选包括抗逆性鉴定、农艺性状筛选、品质测试及配合力测定。
【权利要求】
1.一种高产优质多抗水稻恢复系的快速培育方法，其特征在于包括以下步骤: 第一步:以高产水稻品种A和抗病等级3级以上的抗病水稻品种B杂交，得到杂交一代Fl (A/B)种子；以优质水稻品种C和抗虫等级3级以上的抗虫水稻品种D杂交，得到杂交一代F1(C/D)种子；以高产水稻品种E和抗虫等级3级以上的抗虫水稻品种F杂交，得到杂交一代F1(E/F)种子；以优质水稻品种G和抗病等级分为3级以上的抗病水稻品种H杂交，得到杂交一代Fl (G/Η)种子； 第二步:种植上述F1(A/B)种子、F1(C/D)种子、F1(E/F)种子和Fl (G/Η)种子，得到杂交一代Fl (A/B)植株、Fl (C/D)植株、Fl (E/F)植株和Fl (G/Η)植株；以Fl (A/B)植株与Fl (C/D)植株杂交，得到复交一代Fl (A/B//C/D)种子；以Fl (E/F)植株与Fl (G/Η)植株杂交，得到复交一代Fl (E/F//G/H)种子； 第三步:种植上述Fl (A/B//C/D)种子和Fl (E/F//G/H)种子，得到复交一代Fl (A/B//C/D)单株和F1(E/F//G/H)单株；对复交一代F1(A/B//C/D)单株和Fl (E/F//G/H)单株在苗期进行对应的分子标记辅助选择，筛选出带有相应产量、品质和抗病虫基因的复交一代Fl (A/B//C/D)单株和 Fl (E/F//G/H)单株，用筛选出来的 Fl (A/B//C/D)单株与 Fl (E/F//G/Η)单株杂交得到多重复交Fl代种子； 第四步:种植上述多重复交Fl代种子，得到多重复交Fl代单株；对多重复交Fl单株在苗期进行所有目标基因的分子标记辅助选择，得到所有目标阳性单株；先对目标阳性单株在抽穗开花前的花粉单核靠边期取花药，然后进行花药培养，花药培养后得到稳定的H0代花培株系，再对Htl代花培株系进行观察，剔除单倍体植株以及多倍体植株，以筛选出正常的二倍体Htl代花培株系； 第五步:对上述挑选后的Htl代二倍体花培株系在H i代进行分子标记辅助选择、农艺性状、品质和抗性筛选以获得所需的水稻恢复系； 第六步:对筛选得到的水稻恢复系与一系列两系不育系进行组合测配，进行产量品比试验，筛选出优势组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第一步的进行时间为第一年夏天，第二步的进行时间为第一年冬天，第三步的进行时间为第二年夏天，第四步的进行时间为第二年冬天，第五步的进行时间为第三年夏天，第六步的进行时间为第三年冬天。
【文档编号】A01H1/02GK104285775SQ201310610308
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】游艾青, 焦春海, 周雷, 陈志军, 刘凯, 李三和, 杨国才, 胡刚, 闸雯俊 申请人:湖北省农业科学院粮食作物研究所