选育兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟水稻不育系的方法与流程

文档序号:12309284阅读:273来源:国知局

本发明涉及育种技术,具体是一种选育兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟水稻不育系的方法。



背景技术:

同属鳞翅目的二化螟(Chilo suppressalis(Walker))、三化螟(Scirpophaga incertulas(Walk))及稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis(Guenée))是影响水稻高产稳产的三大虫害,目前生产上防治这三种虫害的主要手段是使用化学农药。随着农药的施用次数及数量不断增加,一方面导致害虫耐药性增强,陷入不断增加农药药量的恶性循环,另一方面造成农田环境农药累积污染加重及农产品农药残留增加,直接威胁农田生态环境及农产品质量安全。培育、使用抗虫品种是防治二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟最经济、安全、有效的技术手段。

三系不育系是“三系法”利用杂种优势的关键遗传工具之一,改良不育系的抗虫性对于培育抗虫杂交稻具有重要意义。近年来,一些研究者将Bt基因导入三系不育系天丰A,使其具有对螟虫及卷叶螟的抗性(仲雪婷,2013),但因含Bt基因水稻的食用安全性仍然存在较大争议而未在生产上利用。利用水稻内源抗虫基因改良不育系的抗虫尚属空白。

抗虫性鉴定方法是抗虫育种中的重要环节,主要分为室内接虫鉴定及田间自然诱虫鉴定两大类。两类鉴定方法各有优缺点:室内接虫鉴定可控性强、准确性高,但养虫、接虫技术复杂,难以满足大批量保持材料抗虫鉴定的需要,特别是很难同时进行2种以上虫种的抗性鉴定;田间自然诱虫鉴定操作简便,可满足大批量恢复保 持材料的抗虫鉴定,也能同时鉴定供试保持材料对多种虫种的抗性,但影响田间虫源、虫量的环境因素多,鉴定过程中可控性较差,鉴定结果的准确性也较差。



技术实现要素:

为解决目前因转Bt基因不育系尚不能用于生产,所造成的抗多种水稻害虫不育系缺乏的现状,以及田间自然诱发鉴定结果可靠性差的问题,本发明提供一种选育兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟水稻不育系的方法。

一种选育兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟水稻不育系的方法,包括如下步骤:

(1)以含抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的抗虫基因且含三系不育基因的C22-113为亲本,与农艺性状优异、开花习性好的三系保持系I杂交;杂交后代作为育种材料,在螟虫高发条件下,以兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟为标准多代自交选育,得到兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的株系II;

(2)以三系不育系III为母本,以株系II为父本杂交,杂交后代中的不育株以其父本株系II为轮回亲本连续回交,育成兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的水稻不育系A,相应轮回亲本株系II为其相应保持系B。

其中,兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的标准为枯心指数(二化螟、三化螟为害指标)≤40%且卷叶率(稻纵卷叶螟为害指标)≤20%。

其中,所述C22-113为以三系保持系冈46B为母本,来自INGER(International Network of Genetic Evaluation for Rice)试验的籼稻IR75288-38-3-1为父本杂交后,自交选育得到的,C22-113聚合了冈46B的不育基因及籼稻IR75288-38-3-1的抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟基因,但C22-113农艺性状及配合力较差,仅作为含抗二化螟、 三化螟及稻纵卷叶螟的抗虫基因且含三系不育基因的亲本使用。

其中,C22-113为亲本,与农艺性状优异、开花习性好的三系保持系I杂交,为以C22-113为母本与三系保持系I杂交,或以C22-113为父本与三系保持系I杂交。

其中,所述三系保持系I可以为制保中间材料、也可以为目前生产上正在应用的保持系(如宜香B、蓉18B及内香5B等)。三系不育系III可以为宜香A、蓉18A及内香5A等。

其中,所述螟虫高发条件为:在螟虫世代多、虫量大、年度间虫情较为稳定、多种螟虫同步发生的地区种植,且调整育种材料播种期使螟虫为害高峰期与所种育种材料对螟虫的敏感期相吻合。

所述螟虫世代多、虫量大、年度间虫情较为稳定、多种螟虫同步发生的地区优选海南南部地区。

其中,所述多代自交选育的代数可以为6-8代。

其中,所述多代以兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟为标准多代自交选育,优选在F2、F3代进行两次选择,并在F5、F6代对所选株系进行两次鉴定。

其中,所述连续回交的代数可以为4-6代。

本发明还提供所述选育兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟水稻不育系的方法在水稻育种中的应用。

本发明的有益效果是:

本发明的优点在于利用杂交育种技术,将水稻自身的抗鳞翅目害虫的基因转移到优良的不育系遗传背景中,为培育抗(耐)二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的杂交稻(特别是优质杂交稻)提供抗虫亲本。由于利用水稻自身的抗虫基因而非转基因,不存在使用安全方面的争议。

本发明还改进了田间自然诱虫鉴定法:利用海南南部螟虫世代多、虫量大、年度间虫情较为稳定、多种螟虫同步发生的特定自然条 件,通过调整育种材料的播种期,使螟虫的为害高峰期与育种材料对螟虫的敏感期相吻合,结合F2、F3代进行两次选择、F5、F6代进行两次鉴定,提高了田间自然鉴定结果的准确性。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。所涉三系保持系品种蓉18B、三系不育系品种蓉18A、宜香A、内香5A及内香6A等均为公知公用品种。

所涉C22-113为四川省农业科学院水稻高粱研究所以三系保持系冈46B为母本,来自INGER(International Network of Genetic Evaluation for Rice)试验的籼稻IR75288-38-3-1为父本杂交后,自交选育得到的,于2010年选育成功,并将种子在四川省农业科学院水稻高粱研究所种子库保存,有需要者可从该种子库引种。

实施例1

1、2010年,以C22-113为母本,农艺性状优异、开花习性好的制保材料(蓉18B)为父本杂交,得到杂交种子;

2、2011年,种植F1代,田间去掉假杂种,收种获得F2代种子;

3、2012年春,在海南南部种植F2代,春季4月5至10日播种,F2代本田期不防治水稻鳞翅目害虫,每个F2代种植2000株以上,在F2代四周种植5行感虫对照,采用单本植,成熟期选择兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的单株收种,获得F3代种子;

4、2012年秋,在海南南部种植F3代,在当年秋季9月10至15日播种,F3代本田期不防治水稻鳞翅目害虫,每个株系种植30-50株,每20个F3株系分别加1个抗虫对照及1个感虫对照,对F3代株系在分蘖末期调查枯心率及卷叶率,保留枯心指数≤40%且卷叶率≤20%的株系,成熟期在保留株系中选择无枯孕穗、白穗、虫伤株的单株收种,获得F4代种子;

5、2013年,在温带地区种植F4代株系,每个株系种植30-50株, 重点选择农艺性状优异的单株收种,获得F5代种子;

6、2014年,将F5代种子在海南南部春季4月5至10日播种,F5代整个生育期不防治水稻鳞翅目害虫,每个株系种植30-50株,田间随机排列,重复4次以上,分别加1个抗虫及1个感虫对照,选收兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的株系种子得F6代;

7、2015年,a、对F6代抗虫性再次进行鉴定,在海南南部春季4月5至10日播种,每个株系种植20m2以上,田间随机排列,重复4次以上,分别加1个抗虫对照及1个感虫对照。F6代整个生育期不防治水稻鳞翅目害虫,按小区鉴定每个株系的二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的抗性,保留世代间(F5、F6)抗虫性表现一致的株系;2016年,b、以世代间(F5、F6)抗虫性表现一致的株系作父本,与三系不育系蓉18A、宜香A、内香5A及内香6A等杂交得杂交种子,种植杂交种子得F1代,同时种植相应父本,F1代抽穗期选择花粉败育率为100%的株系与相应的父本连续回交,至B5F1整个株系农艺性状整齐一致,母本即为兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的三系不育系,本实施例作轮回父本的株系编号为111,命名所育不育系为抗111A,相应的父本为其保持系,命名为抗111B。

实施例2

1、1、2010年,以农艺性状优异、开花习性的制保材料(蓉18B)为母本,C22-113为父本杂交,得到杂交种子;

2、2011年,种植F1代,田间去掉假杂种,收种获得F2代种子;

3、2013年秋,在海南南部种植F2代,秋季9月10至15日播种,在F2代本田期不防治水稻鳞翅目害虫,每个F2代种植2000株以上,在F2代四周种植5行感虫对照,采用单本植,成熟期选择兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的单株收种,获得F3代种子;

4、2014年,在海南南部种植F3代,在第二年春季4月5至10日播种,F3代本田期不防治水稻鳞翅目害虫,每个株系种植30-50株, 每20个F3株系分别加1个抗虫对照及1个感虫对照,对F3代株系在分蘖末期调查枯心率及卷叶率,保留枯心指数≦40%且卷叶率≦20%的株系,成熟期在保留株系中选择无枯孕穗、白穗、虫伤株的单株收种,获得F4代种子;

5、2015年,在温带地区种植F4代株系,每个株系种植30-50株,重点选择农艺性状优异的单株收种,获得F5代种子;

6、2016年,将F5代种子在海南南部春季4月5至10日播种,F5代整个生育期不防治水稻鳞翅目害虫,每个株系种植30-50株,田间随机排列,重复4次以上,分别加1个抗虫及1个感虫对照,选收兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的株系种子得F6代;

7、2017年,a、对F6代抗虫性再次进行鉴定,在海南南部春季4月5至10日播种,每个株系种植20m2以上,田间随机排列,重复4次以上,分别加1个抗虫对照及1个感虫对照。F6代整个生育期不防治水稻鳞翅目害虫,按小区鉴定每个株系的二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的抗性,保留世代间(F5、F6)抗虫性表现一致的株系;b、以世代间(F5、F6)抗虫性表现一致的株系作父本,与三系不育系蓉18A、宜香A、内香5A及内香6A等杂交得杂交种子,种植杂交种子得F1代,同时种植相应父本,F1代抽穗期选择花粉败育率为100%的株系与相应的父本连续回交,至B5F1整个株系农艺性状整齐一致,母本即为兼抗二化螟、三化螟及稻纵卷叶螟的三系不育系,本实施例作轮回父本的株系编号为122,命名为抗122A,相应的父本为其保持系,命名为抗122B。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出部分改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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