本发明专利技术涉及水稻种质培育领域,具体而言,涉及一种水稻垩白粒率高温钝感种质选育方法。包括以下步骤:籼型常规水稻作为受体,垩白粒率钝感水稻品种作为供体,进行杂交,得到F1代;F1代与受体回交3‑5次,得到BCnF1代;BCnF1代进行自交,自交的同时,进行高温胁迫,至得到遗传性状稳定的高温钝感种质。本发明专利技术挖掘得到灌浆期经历高温胁迫条件下垩白粒率对高温钝感的新种质来源于美国优质稻品种,拓宽了我国籼稻品质育种的遗传基础;利用杂交、多次回交、多次自交的方法,打破垩白粒率高温钝感与低产、后代分离大、遗传性状难以稳定等不利基因连锁,在高世代中对垩白粒率高温钝感基因进行纯合固定,使其能够稳定遗传表达。
【技术实现步骤摘要】
一种水稻垩白粒率高温钝感种质选育方法
本专利技术涉及水稻种质培育领域,具体而言,涉及一种水稻垩白粒率高温钝感种质选育方法。
技术介绍
近年来由于工业化程度加剧及人类活动增加、温室效应的影响,气候有逐渐变暖的趋势,高温热害发生频率正在加大,特别是在长江流域经常出现水稻高温热害。这些水稻主产区的早稻及部分早熟中稻品种灌浆期主要集中在高温逼熟的恶劣自然气候条件下,造成水稻结实率下降及稻米品质变劣、影响水稻生产。严重影响稻米的外观品质、加工品质、蒸煮品质和营养品质,直接关系到稻米的商品性和市场价值。具体表现为使得稻米长宽比变小,垩白粒率和垩白度增加,糙米率、精米率、整精米率降低,直链淀粉含量和蛋白质含量增加。环境对米质的影响研究(唐启源等,1997)发现,外观品质中的垩白相关性状受高温胁迫环境的影响最大、稳定性最差,是目前籼稻优质育种中的主要限制指标。研究发现高温对稻米垩白的影响方面很多。范燕萍等(1989)研究表明,成熟期的温度高导致细胞分裂快,米粒胚乳淀粉细胞小细胞数增多,同时影响细胞膨大,体积变小,导致贮藏淀粉“库”的改变和不协调,从而引起淀粉输送不畅和贮积不良,致使小细胞中淀粉粒的贮积较疏松、间隙之间折光反应明显,形成垩白。高温提高灌浆速度、缩短灌浆时间并能改变淀粉合成酶类的比例,从而增加稻米的垩白面积、降低整精米率、影响淀粉的组成与结构。孟亚利等(1997)研究发现,结实期高温会导致籽粒灌浆加速,灌浆时间缩短,同时消耗的养分较多,造成籽粒充实度差,垩白度增多;再者结实期的高温还会导致上部三片功能叶,尤其是旗叶的功能期大大缩短,枝梗老化加快根系活力早衰,同化物的供应受阻。另外,持续高温使籽粒生理活性下降很快,籽粒的碳水化合物积累受阻,从而导致籽粒容重下降。致密度差,垩白增大。还有研究(沈波等,1997,1999)表明,灌浆结实期的高温会导致酶活性的紊乱或异常和灌浆动态的不合理。高温条件下前期灌浆加快,中后期灌浆下降迅速,出现大起大落的趋势;高温使淀粉合成酶、Q酶(支链淀粉合成酶)、磷酸化酶的活性高峰较适温下明显提前,从而影响了适温条件下籽粒灌浆过程中物质及酶活性变化的顺序和规律,使可溶性糖难以转化为籽粒中的淀粉,稻米垩白度增加。现有育种应用的垩白相关性状基因资源对灌浆期高温胁迫敏感,主要表现为灌浆期遇到连续高温后,垩白粒率显著增加。而且对一些野生稻、农家品种以及巴斯马蒂等优质米材料杂交后代选育发现,产量与品质性状很难达到均衡。有鉴于此,特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述不足,提供一种挖掘和利用来自美国优质稻品种C93-143-1(Oryzasativasubsp.indica)垩白粒率高温钝感基因,选育适用于我国长江流域双季稻区早籼常规品种垩白粒率高温钝感新种质的选育。为了实现本专利技术的上述目的,特采用以下技术方案:一种水稻垩白粒率高温钝感种质选育方法,包括以下步骤:籼型常规水稻作为受体,垩白粒率钝感水稻品种作为供体,进行杂交,得到F1代;F1代与受体回交3-5次,得到BCnF1代;BCnF1代进行自交,自交的同时,进行高温胁迫,至得到遗传性状稳定的高温钝感种质。目前水稻中一些垩白相关性状基因的克隆为低垩白优质水稻品种选育提供了重要的基因资源,对深入了解稻米垩白性状形成的分子调控机制也具有重要意义。但是,从稻米品质性状对温度钝感的种质资源中,直接挖掘利用对温度钝感的低垩白基因,培育高温胁迫下垩白较低的水稻优质新品种,在育种实践中具有更大的现实意义,目标性更强。研究发现,美国优质稻品种对我国栽培籼稻及粳稻均具有一定的亲和性。本专利技术人鉴定出的三份垩白粒率钝感值(Insen-sitivevalue,IV)为1(注:钝感值的计算:IV=X1/X2,其IV为钝感值,其中X1,X2分别为高温胁迫处理下和正常温度条件处理下的垩白粒率。当X1=X2时,IV=1。从理论上讲,性状IV越接近1其钝感性越强,在不同温度条件下越稳定),表现为绝对钝感的美国稻品种‘C93-143-1’、‘SB01-550’及‘SB01-1536’,于南昌早稻季节安排种植人工气候室内,灌浆期经历连续2周以上的高温逼熟后鉴定垩白粒率(8:00-17:00为(38.0±0.5)℃,17:00-8:00为(28.0±0.5)℃,相对湿度为80%,白天光照强度为20000~25000lx),发现三个品种垩白粒率大小在南昌早稻季节人工气候室内模拟正常条件下能够重现(8:00-17:00为(32.0±0.5)℃,17:00-8:00为(28.0±0.5)℃,相对湿度为80%,白天光照强度为20000~25000lx),并表现出良好的一致性。其中,美国稻品种‘C93-143-1’产量高于其他两个品种,因此,后续选择其进行试验。进一步地,本专利技术是在2010年南昌早稻季节开始以常规早稻品种中早35为轮回亲本,以垩白粒率对温度钝感的美国水稻品种C93-143-1为非轮回本,连续回交四代,2次自交,至2013年冬季海南自交得到694个高世代(BC4F3)的染色体片段导入系群体(CSILs)。每份导入系材料种一行(10株),共计有6898个单株正常生长,共筛选、鉴定了74份综合农艺性状与轮回亲本高度相似的染色体片段导入系材料,可以等同为近等基因系材料。2014年早稻季节本课题组继续种植74份遗传背景高度纯合的染色体片段导入系(BC4F4),以灌浆期人工气候室模拟高温胁迫连续2周以上(8:00-17:00为(38.0±0.5)℃,17:00-8:00为(28.0±0.5)℃,相对湿度为80%,白天光照强度为20000~25000lx))的垩白粒率与人工模拟正常温度(8:00-17:00为(32.0±0.5)℃,17:00-8:00为(28.0±0.5)℃,相对湿度为80%,白天光照强度为20000~25000lx)处理续2周以上的垩白粒率表现为垩白粒率高温钝感评价指标,结合田间自然高温胁迫鉴定出在稻米品质形成中垩白粒率对高温钝感作用有显著提高的新种质材料4份。进一步在江西农业科学院南昌试验基地进行田间主要农艺性状及经济性状调查,证实新的种质系主要农艺性状及经济性状表现与轮回亲本中早35表现相当,可以直接应用于生产实践。进一步地,回交后得到的后代先进行自交,筛选综合农艺性状良好的稳定单株,然后再继续进行自交,同时进行高温胁迫筛选。。进一步地,回交后得到的后代先进行自交步骤中,自交的次数为2次以上,优选为2-3次。选择代代均为综合农艺性状良好的稳定单株进行自交进行高温胁迫。综合农艺性状良好的指标如下:①生育期110天以内;②株高92.0厘米左右;③穗长18.0厘米以上;④平均每穗实粒数98粒以上;⑤单株有效穗9个以上;⑥千粒重27克左右。垩白粒率高温钝感性状的准确鉴定结果,通过下述方法获得:当主穗开始扬花时,将处于长势一致的回交单株分蘖与轮回亲本的分蘖进行挂牌,每个株系至少保证有5个分蘖挂牌,牌上注明株系编号、挂牌日期。根据挂牌植株分蘖的生育进程快慢不同,将当天扬花后的单株分批移入人工气候室内进行连续14-16d的高温热害胁迫处理。以灌浆期人工气候室模拟高温胁迫(8:00-17:00为(38.0±0.5)℃,17:00-8:00为(28.0±本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水稻垩白粒率高温钝感种质选育方法,其特征在于,包括以下步骤:籼型常规水稻品种作为受体,垩白粒率钝感水稻品种作为供体,进行杂交,得到F1代;F1代与受体回交3‑5次,得到BCnF1代;BCnF1代进行自交,自交的同时,进行高温胁迫,至得到遗传性状稳定的高温钝感种质。
【技术特征摘要】
1.一种水稻垩白粒率高温钝感种质选育方法,其特征在于,包括以下步骤:籼型常规水稻品种作为受体,垩白粒率钝感水稻品种作为供体,进行杂交,得到F1代;F1代与受体回交3-5次,得到BCnF1代;BCnF1代进行自交,自交的同时,进行高温胁迫,至得到遗传性状稳定的高温钝感种质。2.根据权利要求1所述的选育方法,其特征在于,回交后得到的后代先进行自交,筛选综合农艺性状良好的稳定单株,然后再继续进行自交,同时进行高温胁迫筛选。3.根据权利要求2所述的选育方法,其特征在于,回交后得到的后代先进行自交步骤中,自交的次数为2次以上,优选为2-3次。4.根据权利要求2所述的选育方法,其特征在于,所述高温胁迫是在自交植株扬花后进行,高温胁迫时间为14-15天。5.根据权利要求4所述的选育方法,其特征在于,自交同时进行高温胁迫的次数为2次以上,优选为3次。6.根据权利要求1所述的选育方法,其特征在于,所述高温胁迫采用人工气候室模拟高温胁迫、田间...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹志斌,袁林峰,李瑶,蔡耀辉,毛凌华,李永辉,
申请(专利权)人:江西省超级水稻研究发展中心,
类型:发明
国别省市:江西,36
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。