一种优良食味、抗稻瘟病水稻品种的聚合育种方法
【技术领域】
[0001] 本发明属水稻遗传改良与生物技术应用领域，涉及一种优良食味、抗稻瘟病水稻 品种的聚合育种方法。
【背景技术】
[0002] 20世纪末，我国开始重视发展优质稻，优质成为全国粳稻育种的首要目标(王才林 等，江苏农业学报，2008,24(2) :199-203)。但当时育种工作者主要重视外观品质的改良，而 在食味品质改良方面的进展不大。以江苏水稻品种为例，2001-2009年，共培育国标三级以 上的优质粳稻新品种(组合)89个。但多数品种的食味品质不能满足消费者的需求，缺乏在 国内外市场上具有竞争力的优质品种。随着我国国民经济的发展和生活质量的提高，优良 食味稻米开始展现出广阔的市场前景，受到越来越多消费者的青睐。以日本优质大米"越 光"和"一见钟情"为例，其价格为普通大米的数倍，但市场仍供不应求(巩迎军等，中国农学 通报，2008,24(12) :96-101)。因此，培育食味品质优良的水稻品种来满足日益增长的市场 需求，已成为当前水稻品质育种一个重要的研究方向（朱昌兰等，中国农业科学，2004,3 (2):81-88)。
[0003] 已有研究表明，淀粉中直链淀粉的相对含量是决定米饭质地和食味的重要因素之 一。直链淀粉含量低，米饭粘软，外观油润，有光泽，冷不回生，适口性好;反之，则米饭质地 硬，粘性小，蓬松干燥，光泽差(松尾孝嶺，稲学大成:第三卷遺伝篇，東京:農山漁村文化協 会，1990:351-354;櫛渕欽也，日本(7)稲育種一只一，一 y <只挑戦，東京，農業技術協 会，1992:125-135)。低直链淀粉含量基因是进行低直链淀粉水稻品种选育的重要遗传资 源，目前已知水稻中可供育种利用低直链淀粉含量突变基因有14个，它们大多由一对隐性 基因控制，且主要分布于水稻第6、9、10和12染色体上(Wang et al.，分子植物育种，2009,7 (6): 1070-1076)。其中Wx-mq暗胚乳突变基因是水稻低直链淀粉突变基因一个重要类型，它 是通过化学诱变剂N-甲基-N-亚硝基脲(N-methyl-N_nitrosourea，MNU)处理日本水稻品种 越光，而获得的低直链淀粉含量变异基因。该基因在腊质基因（Wx)编码区发生了两个碱基 的替换，进而影响Wx蛋白的活性，造成其直链淀粉含量的降低，随着直链淀粉含量的降低， 携带该基因变异位点的水稻品种其胚乳外观呈现云雾状、乳白色，透明度略差等暗胚乳的 特性，故称为暗胚乳突变基因 （Sato H，et al.Breeding Sci,2002,52(2): 131-135)。含有 该基因的水稻品种其直链淀粉含量介于黏稻和糯稻之间，俗称为半糯突变体。其胚乳外观 呈半透明、云雾状，米饭质地粘软，表面光泽透亮，综合了糯米的柔性和粳米的弹性，冷饭不 硬，食味品质极佳，具有较高的商品性(王才林等，中国水稻科学，2009，3 (1): 25-30)。
[0004] 利用含该基因变异位点的水稻资源，各国育种家培育了大量直链淀粉含量较低， 食味品质优良的水稻品种，如"New-hikari"、"Joiku 436"和"南粳46"等(Tomit K，et al·， Bull Fukui Agr Exp Sta Series,2007,44:1-20；Sato H,et al.,Breeding Sci,2002,52 (2): 131-135;王才林等，中国水稻科学，2009，23 (1): 25-30)。其中"南粳46"是江苏省第一 个通过审定的暗胚乳、低直链淀粉水稻品种，该品种米饭晶莹剔透，口感柔软润滑，富有弹 性，冷而不硬，食味品质极佳，先后获得江苏省粳稻优质米食味品评第一名、全国优质粳稻 优良食味品评优秀奖、全国"优质食味粳米"及第九届中国优质稻米交易博览会"金奖大米" 称号，其食味品质已接近或超过日本优质稻米"越光"，被誉为"江苏最好吃大米"（王才林 等，中国水稻科学，2009，23 (1): 25-30)。
[0005] 然而，在注重水稻食味品质提高的同时，还必须兼顾地区性重大病害的抗性改良。 稻痕病由子囊真菌(Magnaporthe grisea)引起，是影响水稻高产稳产最为严重的病害之 一，发病严重时甚至颗粒无收。其危害面积和危害程度较大已成为水稻高产稳产的严重阻 碍。据研究统计，稻瘟病使全球每年水稻产量损失大概占总产量的1〇%_15%，造成经济损 失达数10亿美元(徐未未等，江苏农业学报，2013，29(4): 898-906)。稻瘟病在水稻的各生育 期均能发生，但以穗颈瘟对水稻产量影响最大。稻瘟病广泛分布于全世界各稻区（时克等， 植物遗传资源学报，2009,10(1): 21-26)，我国是稻瘟病的重灾区，20世纪90年代以来，稻瘟 病在我国西南、长江中游和东北等稻区持续大流行，年均发生面积在330~570万公顷，大爆 发年份可达800万公顷左右，直接威胁到国家粮食安全(柳武革等，作物学报，2008，34(7): 1128-1136)。江苏是我国水稻主产省，水稻种植面积3400万亩左右，其中粳稻的种植面积占 全省水稻种植面积的90%。稻瘟病特别是穗颈瘟是江苏粳稻的主要病害之一。2014年，受极 端气候、品种抗性、栽培措施和防控效果等因素影响，稻瘟病在我国局部稻区突发流行。据 统计，全国发病面积513.6万hm2,造成实际损失55.8万t，是2006年以来发生程度最重的1 年。其中，在长江中下游稻区是近20年发病最重的1年。发生面积超过40万hm2且实际损失超 过5.5万t的省份集中在我国长江中下游稻区，包括江苏、安徽、湖北3省。这3个省份稻瘟病 发病面积总计220.9万hm2，占全国发病面积的43.0%，比常年均值高88.1 % ;造成的实际损 失总计24万t，占全国实际损失的43.0%，是常年均值的4.1倍，发生面积之大、发生程度之 重均为历年罕见(陆明红等，中国植保导刊，2014，6:35-39)。
[0006] 长期以来，化学药剂是防治水稻稻瘟病的一项重要措施，一旦错过最佳防治时间， 植株染病后就没有十分有效的防治措施，所以其效果是有限的；而且化学药剂的使用不可 避免的对环境造成严重的污染和破坏。利用水稻品种抗性被认为是防治稻瘟病最经济、有 效的手段。
[0007] 随着分子生物学技术的迅速发展，迄今已有50多个主效抗稻瘟病基因被精细定 位，其中24个基因被克隆（Chun Zhai，et al.New Phytologist，2010:l_14;Hayashi N，et al.Plant J,2010,64(3):498-510；0kuyama Y,et al.Plant J,2011,66:467-479；Yuan B, et al.Theor Appl Genet,2011,122:1017-1028；T akahashi A,et al.BMC Plant Biol, 2010，10:175)。？14&和？1-13是最早被克隆的2个主效抗稻瘟病基因（1 &1^2乂，以 al.Plant J，1999，19:55_64;Bryan G T，et al.The Plant Cell,2000,12:2033-2045)。近 期，源于这2个基因及其等位感病位点的功能标记也已被开发出来，可以快速、准确地从水 稻种质资源中鉴定出抗性基因 Pi-ta和Pi_b(Wang Z，et al.Plant Breeding,2007,126: 36-42;刘洋等，中国农业科学，2008，41 (1):9-14)。李进斌等利用抗性基因 Pi-ta和Pi-b特 异性分子标记分析了云南地方稻种的2个基因的分布（李进斌等，中国水稻科学，2012,26 (5) :593-599);刘华招等和时克等同样利用这2个特异性分子标记分别对黑龙江省主推的 水稻品种和我国水稻主栽品种进行抗性基因 Pi-ta和Pi-b鉴定分析(刘华招等，东北农业大 学学报，2011，42(41):27-31;时克等，植物遗传资源学报，Journal of Plant Genetic Resources)〇
[0008] 综上所述，培育适应我国长江中下游适宜地区种植的优良食味、抗稻瘟病水稻品 种，对满足城乡居民对优质稻米日益增长的消费需求以及解决稻瘟病对该地区水稻生产的 严重威胁具有重要意义。优良食味、抗稻瘟病水稻品种的选育，传统做法是利用含优良食味 和抗稻瘟基因的水稻与高产品种进行一系列的杂交，并根据目标性状的表型进行选择，最 终获得既具有优良食味特性，又抗稻瘟病的水稻品种。然而，这种方法在后代选育过程中不 仅会受到植株生长发育阶段、环境条件等因素的影响，而且在多个优良性状的基因聚合方 面也存在诸多问题，费时费力，所需要的育种年限较长。
【发明内容】
[0009] 发明目的:针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种优良食味、抗稻 瘟病水稻品种的聚合育种方法，采用高效转育和选择鉴定暗胚乳突变基因和稻瘟病抗性基 因，选育出优质、抗病、高产基因于一体的水稻品种。
[0010] 技术方案:为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
[0011] -种优良食味、抗稻瘟病病水稻品种的聚合育种方法，包括以下步骤：
[0012] 1)选用Wx位点上基因型为Wx-bWx-b，稻瘟病感病基因型为Pi-bPi-b的江苏高产粳 稻品种武粳13为母本罕与具有暗胚乳突变基因，暗胚乳突变基因型为Wx-mqWx-mq，稻瘟病 感病基因型为pi-tapi-ta和pi-bpi-b的日本优质粳稻品种关东194为父本3 71杂交配组，获得 第一代种子；
[0013] 2)利用第一代种子与高抗稻瘟病品种武粳15复交，种植?1、内、内，成熟后全部单株 混收;武粳15的稻瘟病感病基因型为Pi-taPi-ta和Pi-bPi-b，其中ffx-mq、pi-ta、pi-b相对 于Wx_b、P i - ta、P