一种提高杂交水稻抗病育种效率的方法与流程

文档序号:11145750阅读:868来源:国知局

本发明具体涉及一种提高杂交水稻抗病育性效率的方法,属于抗病育种领域。



背景技术:

水稻分子标记辅助育种是目前水稻抗病育种是常用的一种手段,但是目前国内通过省级以上审定的水稻品种中,通过分子标记辅助育种的方法育成的品种还很少。造成上述现状的主要原因有:(1)目前国内很多育种单位特别是基层育种单位没有条件或技术采用分子标记辅助育种技术进行抗病育种;(2)目前同时携有多个抗病基因的抗源不多,抗病育种的效率不高。另外,稻瘟病抗性鉴定受环境影响大,存在鉴定结果不稳定和效率低下等问题。因此,如何提高水稻抗病育种效率是水稻育种工作者普遍关心的问题。

随着水稻基因组测序完成,越来越多的抗性基因被精细定位与克隆,如目前已鉴定84个主效抗稻瘟病基因(其中24个基因被克隆)、鉴定了38个抗白叶枯病基因(其中7个基因被克隆)和克隆了4个与耐盐有关的基因。根据这些结果发现,位于水稻11号染色体的抗白叶枯病基因Xa23与抗稻瘟病基因Pb-1存在连锁关系,物理距离为595.536kb;位于水稻6号染色体的抗稻瘟病基因Pi-tq1和耐盐基因sst亦存在连锁关系,物理距离大约为2000.00kb左右。根据连锁遗传的原理,可以利用Xa23基因或耐盐基因sst来筛选与之相连锁的稻瘟病抗性基因Pb-1Pi-tq1。因此,利用白叶枯病菌和NaCL溶液来筛选稻瘟病抗性基因是可行的。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种提高杂交水稻抗病育种效率的方法,利用连锁遗传原理和杂种优势利用的育种方法,高效地筛选并配制“具有抗稻瘟病基因、抗白叶枯病基因和耐盐基因”的杂交稻种子。

本发明的技术方案如下:

(1)利用分子标记辅助选择技术创制含有“抗白叶枯病基因+抗稻瘟病基因”或是“耐盐基因+抗稻瘟病基因”染色体片段的种质;其中种质甲包含位于水稻11号染色体的抗稻瘟病基因Pb-1和抗白叶枯病基因Xa23;种质乙包含位于水稻6号染色体的抗稻瘟病基因Pi-tq1和耐盐基因sst

(2)利用(1)中获得的种质甲与三系保持系、两系不育系或恢复系杂交,获得杂交种子;因种质甲中所包含的稻瘟病抗性基因和白叶枯病抗性基因是连锁的,所以在分离世代的苗期利用白叶枯抗病基因的专化鉴定菌株,对分离群体进行接种鉴定,淘汰感白叶病的苗,抗白叶病、同时携带抗稻瘟病基因的苗移植到大田,后期按常规的育种方法进行选择;如此多代重复,直到选出获得遗传稳定且符合育种目的三系保持系抗B1、两系不育系抗S1或是恢复系抗R1,这些种质都携有抗白叶枯病和稻瘟病基因;用三系保持系抗B1与不育系进行1次杂交,六次回交,培育获得不育系抗A1,该不育系含抗白叶枯病和稻瘟病基因;

(3)用(1)中获得的种质乙与三系保持系、两系不育系或恢复系杂交,获得杂交种子;因种质乙中所包含的稻瘟病抗性基因和耐盐基因是连锁的,所以在分离世代秧盘播种后,利用150mmol/L的NaCl浇灌,淘汰不耐盐的苗,耐盐同时携带抗稻瘟病基因的苗移植到大田,后期按常规的育种方法进行选择;如此多代重复,直到选出获得遗传稳定且符合育种目的三系保持系抗B2、两系不育系抗S2或恢复系抗R2,这些资源都携有耐盐基因和抗稻瘟病基因;根据不育系选育过程,用保持系抗B2与两系不育系经过1次杂交,6次回交,培育不育系“抗A2”,该不育系含耐盐基因和稻瘟病基因;

(4)用(2)中的不育系抗A1或两系不育系抗S1与(3)中的恢复系抗R2杂交生产杂种f1代种子“杂f1”,或是用(3)中的不育系抗A2或两系不育系抗S2与(2)中的恢复系抗R1杂交生产杂种f1代种子“杂f1”,所获得的杂交种均含有抗白叶枯病基因、抗稻瘟病基因和耐盐基因;

(5)杂种f1代种子“杂f 1”即作为生产用种。

其具体方法为:

(1)利用分子标记辅助选择技术创制含有“抗白叶枯病基因+抗稻瘟病基因”或是“耐盐基因+抗稻瘟病基因”染色体片段的种质;如将Modan(携有抗稻瘟病Pb-1)和CBB23(携有抗白叶枯病基因Xa23)杂交,后代用与Pb-1基因和Xa23基因连锁的分子标记筛选获得含有“Xa23+ Pb-1”染色体片段的种质甲。将耐盐突变体(携有耐盐基因sst,由R401辐射获得)和特青(携有抗稻瘟病Pi-tq1)杂交,后代用同样方法获得含有“sst+ Pi-tq1”染色体片段的种质乙。

(2)利用(1)中获得的新种质甲与三系保持系(如宜香1B)、两系不育系(如隆科638S)或恢复系(如福恢673或华占)杂交,获得杂交种子。因种质A中所包含的稻瘟病抗性基因和白叶枯病抗性基因是连锁的,所以在分离世代(从F2或是BC1F1),苗期利用白叶枯抗病基因的专化鉴定菌株,对分离群体进行接种鉴定,淘汰感白叶病的苗,抗白叶病的苗(同时携带抗稻瘟病基因)移植到大田,后期按常规的育种方法进行选择。如此多代重复,直到选出遗传稳定且符合育种目的三系保持系抗B1(如由宜香1B利用本方法改良获得的新保持系)、两系不育系抗S1(如由隆科638S利用本方法改良获得的新两系不育系)或是恢复系抗R1(如由华占利用本方法改良获得的新恢复系),这些新资源都携有抗白叶枯病和稻瘟病基因。用保持系抗B1与不育系(如宜香1A)经过1次杂交,6次回交至BC6F1,培育不育系“抗A1”(具体选育过程参照表1),含抗白叶枯病和稻瘟病基因;

(3)用(1)中获得的新种质乙与三系保持系(如宜香1B)、两系不育系(如隆科638S)或恢复系(如福恢673或华占)杂交,获得杂交种子。因“多抗”种质中所包含的稻瘟病抗性基因和耐盐基因是连锁的,所以在分离世代(从F2或是BC1F1),在秧盘播种后,利用150mmol/L的NaCL浇灌,淘汰不耐盐的苗,耐盐的苗(同时携带抗稻瘟病基因)移植到大田,后期按常规的育种方法进行选择。如此多代重复,直到选出获得遗传稳定且符合育种目的新保持系抗B2、两系不育系抗S2或新恢复系抗R2,这些新资源都携有耐盐基因和抗稻瘟病基因。用保持系抗B2与不育系(如宜香1A)经过1次杂交,6次回交至BC6F1,培育新不育系“抗A2”,含耐盐基因和稻瘟病基因(具体选育过程参照下表);

表1 抗A的选育过程

(4)用(2)中的抗A1或S1与(3)中的抗R2杂交生产杂种f1代种子“杂f1”,或是用(3)中的抗A2或S2与(2)中的抗R1杂交生产杂种f1代种子“杂f1”,所获得的杂交种均含有抗白叶枯病基因、抗稻瘟病基因和耐盐基因;

(5)杂种f1代种子“杂f1”即可作为生产用种。

利用白叶枯病菌筛选稻瘟病抗性基因的方法,将形态上易于鉴定的白叶枯病抗性基因作为选择标记来筛选与之连锁的抗稻瘟病基因。

利用150mmol/L的NaCL溶液筛选稻瘟病抗性基因的方法,将形态上易于鉴定的耐盐基因作为选择标记来筛选与之连锁的抗稻瘟病基因。

本发明的有益效果:

本发明的效果在于可以利用较易鉴定的抗性基因作为选择标记来筛选较难鉴定的抗性基因,如利用白叶枯病接菌和一定浓度的NaCL溶液来筛选稻瘟病抗性基因。同时通过杂种优势利用把父母本所含有的抗性基因快速聚合在一起,培育含有抗白叶枯病基因、抗稻瘟病基因和耐盐基因的杂交种。

本发明的优点是无条件开展分子标记技术的基层育种单位可利用已创造出的抗性种质来提高抗病育种效率。

具体实施方式:

(注这些抗性品种在国家水稻数据中心均可查到)

实施例1:

1)将Modan(携有抗稻瘟病Pb-1)和CBB23(携有抗白叶枯病基因Xa23)杂交,后代用与Pb-1基因和Xa23基因连锁的分子标记筛选获得含有“Xa23+ Pb-1”染色体片段的种质甲。将耐盐突变体(携有耐盐基因sst,由R401辐射获得)和特青(携有抗稻瘟病Pi-tq1)杂交,后代用同样方法获得含有“sst+ Pi-tq1”染色体片段的种质乙;

2)将宜香1B与1)所得种质甲(Xa23+ Pb-1)进行杂交,得F1种子;

3)种植2)所得的F1。抽穗时,以宜香1B为母本,F1为父本,进行杂交,得BC1F1种子;

4)种植3)所得的BC1F1种子。苗期,通过白叶枯病菌P6筛选抗白叶枯病的单株120株,抽穗后选择其它性状与宜香1B较一致的单株10株与宜香1B(轮回亲本),得BC2F1种子;

5)种植4)所得的BC2F1种子。苗期同样利用白叶枯病菌P6筛选出抗白叶枯病单株120株,抽穗后选择其它性状与宜香1B较一致的单株10株与宜香1B(轮回亲本),得BC3F1种子;

6)种植5)所得的BC3F1种子。苗期同样利用白叶枯病菌P6筛选出抗白叶枯病单株120株,抽穗后选择其它性状与宜香1B较一致的单株10株,自交获得BC3F2种子;

7)种植6)所得的BC3F2种子。苗期同样利用白叶枯病菌P6筛选出抗白叶枯病单株120株,抽穗后选择其它性状与宜香1B较一致的单株20株,自交获得BC3F3种子;

8)按小区种植7)所得的BC3F3种子。苗期同样利用白叶枯病菌P6筛选出表现为抗白叶枯病且抗性不分离的小区7区,抽穗后选择其它性状与宜香1B较一致、小区整齐一致的株系,最终育成含有“Xa23+ Pb-1”染色体片段且其它性状与宜香1B一致的保持系“宜香抗2B”;同时利用该保持系与宜香1A杂交,获得F1种子;

9)种植8)所得的F1种子。抽穗后,F1代继续与“宜香抗2B”(父本)回交,得BC1F1种子;

10)种植9)所得的BC1F1种子。苗期同样利用白叶枯病菌P6对不育系进行接菌鉴定,筛选出抗白叶枯病不育系,抽穗后选择其它性状与“宜香抗2B”较一致的单株,与“宜香抗2B”(父本)回交,获得BC1F1种子;

11)种植10)所得的BC2F1种子。苗期同样利用白叶枯病菌P6对不育系进行接菌鉴定,筛选出抗白叶枯病不育系,抽穗后选择其它性状与“宜香抗2B”较一致的单株,与“宜香抗2B”(父本)回交,获得BC3F1种子;

12)种植11)所得的BC3F1种子。苗期同样利用白叶枯病菌P6对不育系进行接菌鉴定,筛选出抗白叶枯病不育系,抽穗后选择其它性状与“宜香抗2B”较一致且小区整齐一致的株系,最终育成含有“Xa23+ Pb-1”染色体片段且其它性状与宜香1B一致的保持系“宜香抗2A”;

13)以福恢673为母本,与1)所得种质乙(sst+ Pi-tq1)杂交,得f1种子;

14)种植13)所得的f 1种子,自交获得f 2种子;

15)在秧盘播种14)所得的f 2种子。播种后,利用150mmol/L的NaCL溶液浇灌,淘汰不耐盐的苗,获得耐盐的苗1000株(同时携带抗稻瘟病基因)移植到大田,后期按常规的育种方法进行株叶形态选择,获得100株单株(f 3种子);

16)按小区在秧盘播种15)所得的v3种子。苗期同样利用盐溶液筛选耐盐且不分离的株系30区,后期利用系谱法对农艺、产量性状进行选择并使其自交,获得F4种子;

17)按小区在秧盘播种16)所得的f 4种子。苗期同样利用盐溶液筛选耐盐的株系,后期利用系谱法对农艺、产量性状、恢复力、恢复谱及配合力进行选择并使其自交,获得f 5种子;

18)按小区在秧盘播种16)所得的f4种子。苗期同样利用盐溶液筛选耐盐的株系,后期利用系谱法对农艺、产量性状、恢复力、恢复谱及配合力进行选择,最终育成含有“sst+ Pi-tq1”染色体片段的耐盐抗恢1号;

19)“宜香抗2A”(基因型为Xa23Xa23Pb-1Pb-1SSTSSTpi-tq1pi-tq1) /“耐盐抗恢1号”(基因型为sstsstPi-tq1Pi-tq1xa23xa23pb-1pb-1)→生产用种“宜香抗优1号”(基因型为Xa23xa23Pb-1pb-1SSTsst Pi-tq1pi-tq1)。

实施例2:

1)隆科638S 与例一获得的宜香抗2B(Xa23+ Pb-1)杂交,获得F1 种子;

2)种植F1,后期收获,得F2种子;

3)种植2)所得F2种子。在苗期用白叶枯病菌P6筛选抗白叶枯病的单株1000株,后期按常规育种方法对育性和农艺性状进行选择,获得不育单株100株,使其自交得F3种子;

4)按小区种植3)所得F3种子。在苗期用白叶枯病菌P6筛选抗白叶枯病且不抗性不分离的株系35区,后期利用系谱法对农艺、产量性状、育性进行选择出30个株系,自交得F4种子;

5)种植4)所得F4种子。在苗期用白叶枯病菌P6筛选抗白叶枯病的株系30区,后期利用系谱法对农艺、产量性状、育性和配合力进行选择出25个株系,自交得F5种子;

6)种植5)所得F5种子。在苗期用白叶枯病菌P6筛选抗白叶枯病的株系25区,后期利用系谱法对农艺、产量性状、育性和配合力进行选择,最终育成含有“Xa23+ Pb-1”染色体片段的隆抗S;

7)华占与例一获得的耐盐抗恢1号(sst+ Pi-tq1)杂交,获得f 1种子;

8)种植7)所得的f 1种子,自交获得f 2种子;

9)在秧盘播种8)所得的f 2种子。播种后,利用150mmol/L的NaCL溶液浇灌,淘汰不耐盐的苗,获得耐盐的苗1000株(同时携带抗稻瘟病基因)移植到大田,后期按常规的育种方法进行株叶形态选择,获得100株单株(f 3种子);

10)按小区在秧盘播种9)所得的f 3种子。苗期同样利用盐溶液筛选耐盐且不分离的株系30区,后期利用系谱法对农艺、产量性状进行选择并使其自交,获得F4种子;

11)按小区在秧盘播种10)所得的f 4种子。苗期同样利用盐溶液筛选耐盐的株系,后期利用系谱法对农艺、产量性状、恢复力、恢复谱及配合力进行选择并使其自交,获得f 5种子;

12)按小区在秧盘播种11)所得的f 5种子。苗期同样利用盐溶液筛选耐盐的株系,后期利用系谱法对农艺、产量性状、恢复力、恢复谱及配合力进行选择,最终育成含有“sst+ Pi-tq1”染色体片段的耐盐抗恢2号;

13)“隆抗S”(基因型为Xa23Xa23Pb-1Pb-1SSTSSTpi-tq1pi-tq1) /“耐盐抗恢2号”(基因型为xa23xa23pb-1pb-1sstsstPi-tq1Pi-tq1)→生产用种“隆抗两优2号”(基因型为Xa23xa23Pb-1pb-1SSTsst Pi-tq1pi-tq1)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

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