一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法技术

本发明专利技术公开了一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法，包括以下步骤：以携带有花粉育性“中性基因”和胚囊广亲和S5n的同源四倍体水稻为父本，携带胚囊广亲和S5n的同源四倍体籼稻为母本，杂交得到F1代；F1代自交至F16代，每代选择主穗长超过20cm和结实率超过50%的单株；在F17代选择主穗长超过30cm、穗粒数超过200粒、结实率超过60%的单株；继续自交到F21，每代选择穗长超过35cm、穗粒数超过250、结实率超过70%的单株，得到特大穗广亲和新型四倍体水稻。本发明专利技术的技术可以克服杂种不育性，与不同类型同源四倍体水稻杂交组配杂种一代结实率均表现正常，有望用于同源四倍体水稻大量配组选出强优组合，实现多倍体水稻杂种优势利用的突破。

Creation of a new tetraploid rice with large panicle and wide compatibility

The invention discloses a method for creating a new tetraploid rice with super large panicle and wide compatibility, which comprises the following steps: F1 generation is obtained by self-crossing F1 generation to F16 with autotetraploid rice carrying pollen fertility \neutral gene\ and embryo sac wide compatibility S5n as male parent and autotetraploid rice carrying embryo sac wide compatibility S5n as female parent; In F17, individual plants with main panicle longer than 20 cm, grain number per panicle more than 200 and seed setting rate more than 60% were selected, and self-crossed to F21. The individual plants with panicle longer than 35 cm, grain number per panicle more than 250 and seed setting rate more than 70% were selected for each generation, and a new type of large panicle wide compatibility was obtained. Ploid rice. The technology of the invention can overcome the sterility of hybrid, and the seed setting rate of the first generation hybrids crossed with different types of autotetraploid rice is normal. It is hopeful to be used for selecting strong and excellent combinations in large number of Autotetraploid Rice combinations, so as to realize a breakthrough in the utilization of Heterosis of polyploid rice.

【技术实现步骤摘要】
一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法
本专利技术涉及水稻育种
，更具体地，涉及一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法。
技术介绍
目前多倍体水稻主要是同源四倍体水稻，该水稻是二倍体水稻经过人工染色体加倍形成的新种质。多倍体水稻不仅提供大量可供突变、进化适应和选择的物质基础，成为促进植物进化和育种的重要途径之一。而且利用籼型同源四倍体水稻与粳型同源四倍体水稻杂交组配的亚种间杂种F1具有强大的生物学优势，蕴含着巨大的增产潜力，可望成为未来水稻育种的新途径，所以，引起水稻研究工作者的高度关注。然而，同源四倍体水稻及其亚种间杂种F1与其他新合成的多倍体一样，存在许多不利性状，其中对育种影响最大的不利性状是育性普通偏低，产量优势难以发挥，使同源四倍体水稻在生产上难以直接应用。因此，如何创造育性正常且能克服杂种F1不育性的新型四倍体水稻是利用其强大杂种优势的关键。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有四倍体水稻的缺陷及四倍体水稻大量配组存在的局限，通过利用经鉴定携带有广亲和基因的同源四倍体水稻品系与高育性新型四倍体水稻品系杂交，结合分子标记选育而成一种特大穗广亲和新型四倍体水稻品系，可以克服杂种不育性，有望用于同源四倍体水稻大量配组，选出强优组合，实现水稻多倍体大杂种优势的突破。本专利技术的目的是提供一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法，包括以下步骤：S1.筛选同时携带花粉育性“中性基因”和胚囊广亲和S5n功能性基因的同源四倍体水稻作为父本；S2.筛选携带胚囊广亲和S5n功能性基因的同源四倍体籼稻作为母本；S3.将父本母本进行杂交，获得杂交F1代；S3.将获得的F1代继续自交至F16代，每代选择主穗长超过20cm和结实率超过50%的单株；S4.继续自交到F17代，选择主穗长超过30cm、穗粒数超过200粒、结实率超过60%的单株；S5.继续自交到F21，每代选择穗长超过35cm、穗粒数超过250粒、结实率超过70%的单株，最终得到特大穗广亲和新型四倍体水稻。优选地，花粉育性“中性基因”的鉴定方法为：将待测植株与花粉不育基因近等基因系进行测交。更优选地，花粉育性“中性基因”的鉴定方法为：以台中65花粉不育基因近等基因系作为受体，将待测植株与其进行测交。优选地，胚囊广亲和S5n功能性基因的鉴定方法为：采用PCR方法检测S5n功能性分子标记，PCR引物的核苷酸序列如SEQIDNO.1～2所示，当PCR产物为381bp时，则该样品含有胚囊广亲和S5n功能性基因；当PCR产物为517bp时，样品不含有胚囊广亲和S5n功能性基因。优选地，步骤S1中所述父本是同时携带花粉育性“中性基因”和胚囊广亲和S5n功能性基因的同源四倍体美国稻L202-4x。优选地，步骤S2中所述母本为携带胚囊广亲和S5n功能性基因的同源四倍体籼稻零轮-4x。本专利技术提出的系统选育方法，第一步，发掘亲本材料，其中父本需要同时携带有花粉育性“中性基因”和胚囊广亲和S5n的同源四倍体美国稻（L202-4x），母本需要携带胚囊广亲和S5n同源四倍体籼稻（零轮-4x），确保父母本的亲缘关系较远、遗传背景有互补性、杂交后代育性高、后代胚囊广亲和S5n不丢失。第二步，杂交组配杂种F1，连续自交至F16代，从F2开始每代选择主穗长超过20cm和结实率超过50%的单株种成株系，确保全基因组充分地重组交换或突变，以及趋向纯合。第三步，F17代选择主穗长超过30cm、穗粒数超过200粒、结实率超过60%的单株。第四步，F17代继续自交至F21，每代选择穗长超过35cm、穗粒数超过250、结实率超过70%的单株，最终得到特大穗广亲和新型四倍体水稻。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术在大量的同源四倍体水稻中鉴定并获得同时携带有花粉育性“中性基因”和胚囊广亲和S5n的同源四倍体美国稻（L202-4x），以及携带胚囊广亲和S5n同源四倍体籼稻（零轮-4x），这是本专利技术独特之处。避免了常规的测交鉴定方法难度大，时间长的问题。（2）本专利技术在F17的关键性选育，即选择主穗长超过30cm、穗粒数超过200粒、结实率超过60%的单株，从超高后代选育，这样保证育性基因可以稳定遗传，确保在后代选择到的结实率正常材料的关键。（3）新型四倍体水稻是申请者首创的，并成功地应用于特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制，特大穗广亲和新型四倍体水稻为本专利技术首创，国内外未见创制报道。（4）通过本专利技术创制的特大穗广亲和新型四倍体水稻可以克服杂种不育性，可与不同类型同源四倍体水稻杂交组配杂种一代，结实率大幅度高于亲本，有望用于同源四倍体水稻大量配组，选出强优组合，实现水稻多倍体大杂种优势的突破。附图说明图1为特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制过程示意图图2为通过S5n功能性标记检测携带S5n单株的扩增结果（其中分子量较小的材料携带有胚囊S5n育性基因）。其中M指分子量标记；L指L202-4x；QG指未携带有S5n的水稻品种“秋光”；T1-39指后代检测的单株序号。图3为特大穗广亲和新型四倍体水稻（华多8号）和同源四倍体水稻T485（左）及其杂种一代（中间）。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。实施例1一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法（流程如图1所示），具体包括以下步骤：一、供体和受体亲本的筛选在L202-4x、矮脚南特-4x、辽粳944-4x和饶平扫帚-4x等4份材料中，筛选1份同时携带有胚囊S5n和花粉育性“中性基因”的同源四倍体水稻材料作为供体父本。在零轮-4x、广陆矮4号-4x、盐粳48-4x、粳籼89-4x、大胆白26-4x、南海早银占-4x和沈农265等6份材料中，筛选1份携带有胚囊广亲和S5n的同源四倍体籼稻作为受体母本。通过胚囊S5n功能性分子标记和花粉育性“中性基因”检测进行鉴定。1、具体操作（1）采用PCR方法检测S5n功能性分子标记，PCR引物的核苷酸序列如SEQIDNO.1～2所示，鉴定胚囊S5n功能性分子标记，当PCR产物为381bp时，则该样品含有胚囊广亲和S5n功能性基因；当PCR产物为517bp时，样品不含有胚囊广亲和S5n功能性基因。其中，SEQIDNO.1为CGTCTTGCTTCTTCATTCCC；SEQIDNO.2为GTAGGTAAACACAGGCAGAG。检测携带胚囊S5n的同源四倍体水稻的扩增结果如图2所示，其中分子量较小的材料携带有S5n。（2）利用台中65花粉不育基因近等基因系测交鉴定具有花粉育性“中性基因”的株系。2、结果从4份同源四倍体水稻（包括L202-4x、矮脚南特-4x、辽粳944-4x和饶平扫帚-4x等）中筛选1份同时携带有胚囊S5n和花粉育性“中性基因”的同源四倍体水稻材料，即美国稻-4x（L202-4x）。从6份同源四倍体水稻（零轮-4x、广陆矮4号-4x、盐粳48-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 筛选同时携带花粉育性“中性基因”和胚囊广亲和S5n功能性基因的同源四倍体水稻作为父本；S2. 筛选携带胚囊广亲和S5n功能性基因的同源四倍体籼稻作为母本；S3. 将父本母本进行杂交，获得杂交F1代；S3. 将获得的F1代继续自交至F16代，每代选择主穗长超过20cm和结实率超过50%的单株；S4. 继续自交到F17代，选择主穗长超过30cm、穗粒数超过200粒、结实率超过60%的单株；S5. 继续自交到F21，每代选择穗长超过35cm、穗粒数超过250粒、结实率超过70%的单株，最终得到特大穗广亲和新型四倍体水稻。

【技术特征摘要】
1.一种特大穗广亲和新型四倍体水稻的创制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.筛选同时携带花粉育性“中性基因”和胚囊广亲和S5n功能性基因的同源四倍体水稻作为父本；S2.筛选携带胚囊广亲和S5n功能性基因的同源四倍体籼稻作为母本；S3.将父本母本进行杂交，获得杂交F1代；S3.将获得的F1代继续自交至F16代，每代选择主穗长超过20cm和结实率超过50%的单株；S4.继续自交到F17代，选择主穗长超过30cm、穗粒数超过200粒、结实率超过60%的单株；S5.继续自交到F21，每代选择穗长超过35cm、穗粒数超过250粒、结实率超过70%的单株，最终得到特大穗广亲和新型四倍体水稻。2.根据权利要求1所述的创制方法，其特征在于，花粉育性“中性基因”的鉴定方法为：将待测植株与花粉不育基因近等基因系进行测交。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向东，吴锦文，俞淑红，卡森，陈志雄，王兰，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44