一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法技术

一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法，以需要改良抗高温性的育种材料为受体材料、抗高温水稻材料为供体材料进行回交转育，通过密植在人工气候室中对BC1F2、BC2F2、BC2F3和BC2F4世代材料进行大群体孕穗扬花期的高温抗性筛选，并对BC2F4代株系在自然环境下进行农艺性状考察，结合高温鉴定结果和农艺性状考察结果选择优良株系。该设计不仅实现了利用人工气候室的大群体筛选，而且保证了选育效率。

【技术实现步骤摘要】
一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法
本专利技术属于植物育种
，具体涉及一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法。
技术介绍
二十一世纪以来，长江流域夏季高温热害频发，对我国水稻生产造成极大的危害。2003年长江流域沿线浙、皖、苏、鄂等省水稻抽穗期极值高温超过40℃，持续高温天气达14～16d，水稻产量普遍降低20％～30％，经济损失近百亿元。受高温热害影响当年全国稻谷产量降至近20年来的最低点，2013年和2016年长江流域稻区又接连遭受长时间高温热害，导致水稻严重减产。不容乐观的是，在全球气候变化的大环境中，我国长江流域夏季极端高温天气将会更加频繁出现，持续时间将会更长，高温热害引起的水稻生产风险也将持续。种植耐热水稻品种是防止水稻高温热害最经济、最有效的途径，但由于抗高温水稻育种滞后，导致现有主要水稻品种抗高温能力差，生产存在发生高温热害的风险。水稻抗高温育种滞后的一个重要原因是缺乏有效的抗高温鉴定方法。抗高温水稻品种的杂交选育通常需要同时进行高温抗性的鉴定和农艺性状的鉴定，目前广泛使用的高温抗性鉴定方法主要有两种：自然高温鉴定和人工气候室鉴定。自然高温鉴定存在高温发生的不确定性；人工气候室鉴定则由于人工气候室的面积较小，而农艺性状鉴定对水稻种植的株行距需要较大(一般为16.8厘米×19.5厘米)，在群体较大时需要的种植面积很大(1000株的群体至少需要30平米)，因此在人工气候室内难以对杂交育种的分离世代进行大群体筛选，也就无法保证筛选出的抗高温材料具有优良的农艺性状。所以，研制一种高效的抗高温水稻育种方法对于提高水稻品种的抗高温能力，保证我国水稻生产安全具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的无法利用人工气候室进行大群体筛选的问题，提供一种能够利用人工气候室进行大群体筛选培育抗高温水稻的方法。为实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法，依次包括以下步骤：一、先以需要改良抗高温性的育种材料为受体材料、抗高温水稻材料为供体材料，将两者杂交得到F1种子，再种植F1种子后与受体材料回交获得BC1F1种子；二、种植BC1F1种子，待其成熟后每株收单穗，混合，获得BC1F2种子；三、种植BC1F2种子以获得BC1F2群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据结实率筛选出10～15株抗高温植株进行割蔸并移植到室外再生，待其抽穗后取混合花粉与受体材料回交，获得BC2F1种子；四、种植BC2F1种子，待其成熟后每株收单穗，混合，获得BC2F2种子；五、种植BC2F2种子以获得BC2F2群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据结实率筛选出10～15株抗高温植株，每株收单穗，获得BC2F3种子；六、种植BC2F3种子以获得BC2F3群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据株系平均结实率筛选出2～3个抗高温株系，每个株系选择结实率最高的抗高温单株4～5株收种，获得BC2F4种子；七、种植BC2F4种子以获得BC2F4群体，再对BC2F群体中的每个株系同时进行人工气候室抗高温鉴定和自然环境下的农艺性状考察，最后结合高温鉴定条件下株系的平均结实率和农艺性状筛选出1～2个优良株系，该优良株系即为筛选培育得到的抗高温水稻。步骤三、五中，所述人工气候室内的株行距为4～6厘米×4～6厘米；步骤六、七中，所述人工气候室内的株行距为4～6厘米×7～9厘米。步骤三、五中，所述抗高温鉴定和筛选具体为：先将进入孕穗期的BC1F2/BC2F2群体、受体材料、供体材料移入人工气候室进行高温处理，直至开花结束，再将所有材料移入自然环境中至其成熟；步骤六、七中，所述抗高温鉴定具体为：先将进入孕穗期的BC2F3/BC2F4群体、受体材料、供体材料移入人工气候室进行高温处理，直至开花结束，再将所有材料移人自然环境中至其成熟，然后取所有单株稻穗，通过计算单株结实率得到BC2F3/BC2F4群体、受体材料、供体材料的平均结实率；其中，所述人工气候室的温湿度条件为：相对湿度60％～70％，每日9:00～14:00时段的温度为37℃±1℃，其他时段为环境温度，所述结实率为实粒数/总粒数×100％。步骤七中，所述自然环境下的农艺性状考察具体为：将秧龄25～28天的BC2F4群体和受体材料移栽进大田，每种材料种植成一个小区，进行常规水肥管理，记载其生育期及生长发育状况，待成熟后在每个小区中选取具有代表性的4～6株考察其株高、有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法以需要改良抗高温性的育种材料为受体材料、抗高温水稻材料为供体材料，利用回交育种技术，在人工气候室中仅进行抗高温鉴定，前期(BC2F4代前)并未对群体进行农艺性状鉴定，后期(BC2F4代后)只在田间自然环境下进行农艺性状鉴定，最后结合高温鉴定结果和农艺性状考察结果选择优良株系，一方面，该方法无需在人工气候室中进行农艺性状鉴定，可利用人工气候室实现大群体的高温抗性筛选，另一方面，该方法利用回交育种技术，可在只对水稻高温抗性鉴定的情况下保证选育材料具有优良的综合性状，从而提高抗高温水稻品种的选育效率。因此，本专利技术不仅实现了利用人工气候室的大群体筛选，而且保证了选育效率。2、本专利技术一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法中人工气候室内BC1F2/BC2F2群体的株行距为4～6厘米×4～6厘米，BC2F3/BC2F4群体的株行距为4～6厘米×7～9厘米，该设计通过密植保证了人工气候室内单位面积的植株量较大，从而在面积有限的人工气候室中可对较大群体进行高温抗性筛选。因此，本专利技术通过密植实现了人工气候室内的大群体筛选。附图说明图1为本专利技术流程。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明。参见图1，一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法，依次包括以下步骤：一、先以需要改良抗高温性的育种材料为受体材料、抗高温水稻材料为供体材料，将两者杂交得到F1种子，再种植F1种子后与受体材料回交获得BC1F1种子；二、种植BC1F1种子，待其成熟后每株收单穗，混合，获得BC1F2种子；三、种植BC1F2种子以获得BC1F2群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据结实率筛选出10～15株抗高温植株进行割蔸并移植到室外再生，待其抽穗后取混合花粉与受体材料回交，获得BC2F1种子；四、种植BC2F1种子，待其成熟后每株收单穗，混合，获得BC2F2种子；五、种植BC2F2种子以获得BC2F2群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据结实率筛选出10～15株抗高温植株，每株收单穗，获得BC2F3种子；六、种植BC2F3种子以获得BC2F3群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据株系平均结实率筛选出2～3个抗高温株系，每个株系选择结实率最高的抗高温单株4～5株收种，获得BC2F4种子；七、种植BC2F4种子以获得BC2F4群体，再对BC2F4群体中的每个株系同时进行人工气候室抗高温鉴定和自然环境下的农艺性状考察，最后结合高温鉴定条件下株系的平均结实率和农艺性状筛选出1～2个优良株系，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法，其特征在于：所述方法依次包括以下步骤：一、先以需要改良抗高温性的育种材料为受体材料、抗高温水稻材料为供体材料，将两者杂交得到F1种子，再种植F1种子后与受体材料回交获得BC1F1种子；二、种植BC1F1种子，待其成熟后每株收单穗，混合，获得BC1F2种子；三、种植BC1F2种子以获得BC1F2群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据结实率筛选出10～15株抗高温植株进行割蔸并移植到室外再生，待其抽穗后取混合花粉与受体材料回交，获得BC2F1种子；四、种植BC2F1种子，待其成熟后每株收单穗，混合，获得BC2F2种子；五、种植BC2F2种子以获得BC2F2群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据结实率筛选出10～15株抗高温植株，每株收单穗，获得BC2F3种子；六、种植BC2F3种子以获得BC2F3群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据株系平均结实率筛选出2～3个抗高温株系，每个株系选择结实率最高的抗高温单株4～5株收种，获得BC2F4种子；七、种植BC2F4种子以获得BC2F4群体，再对BC2F4群体中的每个株系同时进行人工气候室抗高温鉴定和自然环境下的农艺性状考察，最后结合高温鉴定条件下株系的平均结实率和农艺性状筛选出1～2个优良株系，该优良株系即为筛选培育得到的抗高温水稻。...

【技术特征摘要】
1.一种大群体筛选培育抗高温水稻的方法，其特征在于：所述方法依次包括以下步骤：一、先以需要改良抗高温性的育种材料为受体材料、抗高温水稻材料为供体材料，将两者杂交得到F1种子，再种植F1种子后与受体材料回交获得BC1F1种子；二、种植BC1F1种子，待其成熟后每株收单穗，混合，获得BC1F2种子；三、种植BC1F2种子以获得BC1F2群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据结实率筛选出10～15株抗高温植株进行割蔸并移植到室外再生，待其抽穗后取混合花粉与受体材料回交，获得BC2F1种子；四、种植BC2F1种子，待其成熟后每株收单穗，混合，获得BC2F2种子；五、种植BC2F2种子以获得BC2F2群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据结实率筛选出10～15株抗高温植株，每株收单穗，获得BC2F3种子；六、种植BC2F3种子以获得BC2F3群体，并于孕穗期将其移入人工气候室中进行抗高温鉴定，成熟后根据株系平均结实率筛选出2～3个抗高温株系，每个株系选择结实率最高的抗高温单株4～5株收种，获得BC2F4种子；七、种植BC2F4种子以获得BC2F4群体，再对BC2F4群体中的每个株系同时进行人工气候室抗高温鉴定和自然环境下的农艺性状考察，最后结合高温鉴定条件下株系的平均结实率和农艺性状筛选出1～2个优良株系，该优良株系即为筛选培育得到的抗高温水稻。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：査中萍，殷得所，万丙良，杜雪树，夏明元，李进波，戚华雄，徐俊英，
申请(专利权)人：湖北省农业科学院粮食作物研究所，长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42