一种海稻与粳稻恢复系的杂交育种选育方法与流程

本发明涉及一种海稻与粳稻恢复系的杂交育种选育方法，属于农业科学
技术领域：
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背景技术：
海稻是一年生禾本科植物，能够生长在河流入海口处潮间带区域。海稻具有一系列优点：高度高，高度能达到1.8-2.3m，涨潮时通常也不会被完全淹没；根系发达，根深30-40cm，不易被水流冲走；生长周期短；生长迅速，5个月左右即可成熟；耐贫瘠，无需施用化肥；少病虫害，安全绿色环保；耐盐，适宜在盐度为0.3％到0.8％的环境中生长；耐碱，碱浓度ph值9.5内生长良好；耐涝，可耐在0.3％盐度，水底下浸泡200小时；抗自然落果，稻谷成熟后不容易脱落。水稻属于非盐生植物，在盐碱土壤中水稻的生长受到抑制产量大幅度下降，无法正常生长。粳稻是水稻的两个亚种之一，是重要的亚洲栽培稻。植株较矮，质地较硬，叶片较短，与茎间角度较小，花序主轴较长，小穗数增多，密集，穗重，稃毛较长而密，粒形变卵圆而较短宽。子粒较短，一般呈椭圆形，硬度较大，加工时不易破碎，整精米率高。直链淀粉含量较低，米质黏性较大，胀性较小。粳稻栽培面积广大，主产我国黄河流域、北部和东北部；在南方则分布于海拔1800米以上，较耐冷寒。我国有1亿公顷盐碱地，其中约13％具备海稻种植条件。若试种、推广成功，按照亩产量200～300公斤计算，能增产粮食500亿千克，可供养约2亿人。把海稻与粳稻进行杂交培育新品种能够得到具有海稻的耐盐碱、抗倒伏、抗病虫害等优质性状的新品种，对于国水稻绿色产业的发展和保障国家粮食安全具有重要的战略意义。但海稻和粳稻遗传距离远，两者杂交不亲和，现有技术不能直接杂交育种产生适合北方种植的优质海稻系列品种。技术实现要素：本发明提供了一种海稻与粳稻恢复系杂交育种的方法，针对海稻与粳稻杂交不亲和的问题，实现海稻和粳稻之间的杂交产生性状稳定具有优良特性的海稻和粳稻杂交的新品种。本文所用术语“代”、“材料”和“种子”，如没有另外指出，具有等同含义，可互换使用。本文中的术语“杂交”指遗传类型不同的父本与母本之间的相互授粉，其中不包括回交；术语“回交”指杂种子一代与它的两个亲本中的任何一个进行相互授粉；术语“自交”指自花授粉或雌雄异花的同株授粉或相同亲本的同一代子代间的相互授粉。本发明的技术方案具体提供了一种海稻与粳稻恢复系的杂交育种方法，包括常规选育分离阶段，其特征在于，还包括育种中间材料选育阶段，所述育种中间材料选育阶段包含以下步骤：(1)以海稻为父本，粳稻恢复系为母本，杂交一代得到育种中间材料选育阶段f1代；(2)育种中间材料选育阶段f1代作为母本，与上述步骤(1)的父本进行回交1-2代，得到的子代作为选育材料。其中，所述常规选育分离阶段可选包含以下步骤：(1)以粳稻常规稻种为父本，所述选育材料为母本，杂交得到常规选育分离阶段f1代；(2)以常规选育分离阶段f1代为父本，粳稻常规稻种为母本，杂交得到常规选育分离阶段f2代；(3)以常规选育分离阶段f2代为母本，与常规选育分离阶段步骤(2)的父本进行回交1-2代得到子代；(4)将步骤(3)中所述子代进行连续自交n代，所述n代大于等于3，通过梯度盐碱地种植筛选分离得到具有稳定性状的纯种后代，所述稳定性状包含圆粒和长粒。海稻与粳稻恢复系的杂交育种方法中还可选地包括在所述常规选育分离阶段之前对所述选育材料通过梯度盐碱地种植分离选育的步骤。所述梯度盐碱地盐度可选地设置在5‰-9‰之间、ph设置在8-11之间。可选地，本发明的所述回交和杂交种植前还需计算播种时间以保证花期相遇。可选地，上述杂交、回交、自交在授粉时均可视情况选择采用或不采用以套上隔离套的方式以保证与其他花粉隔离。本发明提供的海稻与粳稻恢复系杂交育种的方法包含育种中间材料选育阶段和常规选育分离阶段(图1)。育种中间材料选育阶段：选取适合北方种植的粳稻恢复系品种作为母本，海稻材料作为父本，进行杂交处理。为便于所选海稻和粳稻的花期相遇，提高杂交授粉成功率，优选在种植前计算两者的播种时间以保证两者花期最大程度相遇。待到开花之时，挑取海稻材料花粉作为父本授予粳稻恢复系中，优选以套上隔离套方式以保证与其他花粉隔离，培育收获具有海稻耐盐碱能力性状的种子作为育种中间材料选育阶段f1代。为了加强和稳定海稻耐盐碱能力在杂交后代中的表现，选取育种中间材料选育阶段f1代播种于梯度盐碱地上且作为母本，也可选取育种中间材料选育阶段f1代播种于梯度盐碱地上得到的子代作为母本，对其授予海稻花粉进行回交操作得到育种中间材料选育阶段f2代。必要时可重复进行回交操作。育种中间材料选育阶段f2代即为选育材料。必要时还可以将育种中间材料选育阶段f2代种植在梯度盐碱地中进行筛选以收获耐盐碱能力较强的育种中间材料选育阶段f2代种子，筛选后的育种中间材料选育阶段f2代种子作为下一步常规育种的选育材料。梯度盐碱地盐度优选设置在5‰-9‰之间，共5个梯度；ph设置在8-11之间。以上选育分离操作优选在南方地区进行。常规选育分离阶段：以第一步得到的选育材料作为母本，选取具有优质性状的粳稻常规稻作为父本。为便于所选粳稻常规稻种与选育材料的花期相遇，优选在种植前计算两者的播种时间以保证两者花期相遇。待到开花之时，挑取粳稻常规稻种花粉作为父本授予选育材料中，优选套上隔离套方式以保证与其他花粉隔离，培育收获具有耐盐碱能力的粳稻常规稻表现性状的种子作为常规选育分离阶段f1代。必要时还可以通过盐碱地种植对常规选育分离阶段f1代的耐盐碱性进行筛选。为了加强和稳定父本粳稻常规稻在后代培育分离的表现性状，选取常规选育分离阶段f1代作为父本，授予粳稻常规品种进行回交操作得到常规选育分离阶段f2代。必要时还可以将常规选育分离阶段f2代种植在梯度盐碱地中用以筛选耐盐碱能力较强的植株再进行进一步操作。为了再次加强和稳定父本粳稻常规稻在后代培育分离的性状表现，选取常规选育分离阶段f2代作为母本，授予其父本花粉进行回交操作得到常规选育分离阶段f3代。必要时可再进行一次回交操作。以常规选育分离阶段f3代为父母本材料连续自交n代，n优选大于3，直到分离出稳定性状为止，完成选育。以上筛选分离都是在具有一定盐碱度的土壤中进行，盐度优选设置在5‰-9‰之间；ph设置在8-11之间。以上选育分离操作优选在北方地区进行。所述稳定性状有且不限于圆粒和长粒。此方法利用海稻与粳稻恢复系的杂交选育后代的作为育种的母本材料，结合海稻常规育种和梯度盐碱地筛选分离方法，能将海稻优质基因遗传到粳稻上，培育成适合北方种植且具有耐盐碱能力的海稻新品种。方法流程简单，时间短，在2年内可以完成育种中间材料的选育，结合常规育种和梯度盐碱地筛选分离方法，整个育种流程可以在8年内完成纯种选育。附图说明图1是本发明的育种流程图。具体实施方式为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：实施例1育种步骤如下：s1：选择海稻品种“海稻86”作为父本，粳稻恢复系“r1育种材料”为母本杂交得到f1代。s2：将f1代播种到梯度盐碱实验地中(盐度在5‰-9‰之间，ph在7-11之间，共5个梯度)，筛选其中具有盐碱抗性的植株，收获具有盐碱抗性植株的种子得到f2代。以上操作步骤解决的技术问题是将“海稻86”的耐盐碱基因、抗病虫等优良的基因遗传到粳稻恢复系“r1育种材料”上。s3：将筛选得到的f2代作为母本，授予“海稻86”的花粉进行回交操作，此步骤直接在梯度盐碱实验地中(盐度在5‰-9‰之间，ph在7-11之间，共5个梯度)实行，筛选具有海稻抗性的株系种子，得到f3代。此为中间育种材料“rf”，为下一步育种提供母本材料。所述回交解决的技术问题是加强和稳定“海稻86”的优良基因在中间育种材料“rf”里面的性状表现。以上是育种中间材料选育阶段，是为了得到中间育种材料“rf”，育种地点在广东湛江。s4：以东北龙稻材料为父本，所述中间育种材料“rf”为母本，将东北龙稻的花粉授予中间育种材料“rf”上，得到具有东北龙稻表现性状的种子，为f1’代。s5：将所述f1’代种子播种到梯度盐碱实验地中(盐度在5‰-9‰之间，ph在7-11之间，共5个梯度)，筛选具有东北龙稻表现性状的种子，得到f2’代。s4和s5步骤将目的粳稻品种的优良性状遗传到受体亲本中间育种材料“rf”上。s6：以东北龙稻材料为母本，筛选后f2’代为父本，进行回交操作，筛选得到f3’代。以f3’代为亲本进行种植筛选分离得到两个品种(长粒和圆粒)，目前已在黑龙江种植200亩，内蒙古1500亩，水稻表型性状已稳定。表1本发明筛选分离得到的新品种性状及实验种植情况性状种植地点种植面积(亩)性状稳定性盐度范围ph范围长粒黑龙江200稳定3‰-6‰7-9.8圆粒内蒙古1,500稳定3‰-6‰7-9.8实施例2育种步骤如下：s1：选择海稻品种“海稻86”作为父本，“粳稻恢复系tja”为母本杂交得到f1代。s2：将f1代播种到梯度盐碱实验地中(盐度在5‰-9‰之间，ph在7-11之间，共5个梯度)，筛选其中具有盐碱抗性的植株，收获具有盐碱抗性植株的种子得到f2代。以上操作步骤解决的技术问题是将“海稻86”的耐盐碱基因、抗病虫等优良的基因遗传到“粳稻恢复系tja”上。s3：将筛选得到的f2代作为母本，授予“海稻86”的花粉进行回交操作，此步骤直接在梯度盐碱实验地中(盐度在5‰-9‰之间，ph在7-11之间，共5个梯度)实行，筛选具有海稻抗性的株系种子，得到f3代。此为中间育种材料“rf”，为下一步育种提供母本材料。所述回交解决的技术问题是加强和稳定“海稻86”的优良基因在中间育种材料“rf”里面的性状表现。以上是育种中间材料选育阶段，是为了得到中间育种材料“rf”，育种地点在广东湛江。s4：以“恳育88”为父本，所述中间育种材料“rf”为母本，将“恳育88”的花粉授予中间育种材料“rf”上，得到具有“恳育88”表现性状的种子，为f1’代。s5：将所述f1’代种子播种到梯度盐碱实验地中(盐度在5‰-9‰之间，ph在7-11之间，共5个梯度)，筛选具有“恳育88”表现性状的种子，得到f2代。s4和s5步骤将目的粳稻品种的优良性状遗传到受体亲本中间育种材料“rf”上。s6：以“恳育88”为母本，筛选后f2’代为父本，进行回交操作，筛选得到f3’代。以f3’代为亲本回交并进行种植筛选分离得到多个新品种。目前已在黑龙江种植分离10亩，内蒙古50亩，水稻表型性状逐渐稳定。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围以权利要求的保护范围为准。当前第1页12