一种水稻孕穗期耐热种质选育方法技术

本发明专利技术涉及水稻品种培育领域，特别涉及一种水稻孕穗期耐热种质选育方法，包括以下步骤：籼稻常规品种(恢复系)作为受体，耐热水稻种质系作为供体，杂交，得到F1代；F1代与受体回交4‑6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孕穗期耐热种质。该方法通过受体与供体杂交1代，回交5代，再自交3代，通过自交产生分离后代,结合田间自然高温胁迫及人工气候室模拟高温胁迫鉴定，在高代回交群体中选择孕穗期耐热、丰产性好的高代回交导入家系进行考种，选育出经孕穗期经高温胁迫处理后，结实率高于轮回亲本10％以上，综合农艺性状表现与轮回亲本一致的孕穗期耐热性显著提高的新种质。

A Method for Breeding Heat-tolerant Germplasm at Booting Stage of Rice

The invention relates to the field of rice variety cultivation, in particular to a method for breeding heat-tolerant rice germplasm at booting stage, including the following steps: indica rice conventional varieties (restorer lines) as receptors, hot-water resistant rice germplasm lines as donors, hybridization, and F1 generation; F1 generation and receptor backcross 4 6 times, and BCnF1 generation for self-cross; At the same time of self-crossing, high temperature stress was applied to obtain heat-tolerant Germplasm with stable genetic traits at booting stage. In this method, the recipient and donor hybridized for one generation, backcrossed for five generations, and then self-crossed for three generations. The isolated offspring were produced by self-crossing. Combining with the natural high temperature stress in the field and the identification of simulated high temperature stress in the artificial climate chamber, the high-generation backcrossed families with good heat tolerance and high yield at booting stage were selected for breeding. After high temperature stress treatment, the seed setting rate was higher than that of recurrent parents by more than 10%. The comprehensive agronomic traits of New Germplasms showed a significant improvement in heat tolerance at booting stage, which was consistent with that of recurrent parents.

【技术实现步骤摘要】
一种水稻孕穗期耐热种质选育方法
本专利技术涉及水稻品种培育领域，具体而言，涉及一种水稻孕穗期耐热种质选育方法。
技术介绍
近年来,在全球变暖的大环境中，我国水稻高温热害频繁发生。在水稻生殖生长期,连续多天日均温大于35℃以上天气不断发生，造成水稻的大幅度减产(杨惠成等，2004)。有研究表明,孕穗期和抽穗开花期是水稻对高温胁迫最敏感的时期(MatsuiTetal.2001)。水稻在孕穗期遭受高温胁迫可造成颖花退化或花粉不育而导致严重减产(孟亚利等，1997)。邓运等(2010)发现抽穗时有效花粉以花粉母细胞减数分裂期连续3d和其后1d(小孢子早期)高温处理的花粉活力最低，即孕穗期的高温敏感期为减数分裂期及小孢子早期。这段时间遭遇高温常造成花器官发育不全，花粉发育不良，活力下降，水稻开花散粉和花粉管伸长受阻，导致不能受精而形成空粒。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非洲栽培稻资源IRGC102309孕穗期耐热基因，选育适用于长江以南一季中稻种植地区孕穗期显著耐热的中籼型水稻品种选育。为应对中籼常规品种及杂交水稻生产中孕穗期高温胁迫的危害，选育出孕穗期耐高温、高产于一体的中籼常规品种及两系中籼杂交水稻新品种，可以有效降低高温胁迫对孕穗期杂交水稻的危害，从而为粮食安全增加保障措施。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种水稻孕穗期耐热种质选育方法，包括以下步骤：中籼型常规种(恢复系)作为受体，耐热水稻种质系作为供体，进行杂交，得到F1代；F1代与受体回交4-6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孕穗期耐热种质。目前水稻生产中兼具孕穗期耐高温、优质、高产的多目标性状的育种困难较多,主要是因为现有骨干亲本中缺乏兼备这些性状的基因资源；其次是现有的耐热性较好的品种遗传基础狭窄；而耐热性与产量、品质等重要农艺性状间的存在负相关。要获得孕穗期耐热性显著改良的突破性品种,有效利用孕穗期显著耐热的种质资源中的基因成为可靠的选择。非洲栽培稻起源于非洲的短舌野生稻，是两个水稻栽培种之一。作为水稻种质资源利用的重要材料，与亚洲栽培稻相比，非洲栽培稻产量低，仅限于西非撒哈拉沙漠以南的地区种植。江西省超级水稻研究发展中心在耐热性资源筛选中发现其中编号为IRGC102309(OryzaglaberrimaSteud.)的非洲栽培稻孕穗期耐热种质系为供体(菲律宾国际水稻所提供)，中籼常规品种扬稻6号，作为两系杂交稻亲本，又名9311(O.sativasubsp.indica)为轮回亲本，通过1次杂交，5次回交，3次自交，培育出一批IRGC102309为供体的高代回交导入系。本专利技术挖掘利用孕穗期极端耐热种质系IRGC102309的优异基因，结合利用人工智能温室模拟高温胁迫处理鉴定的手段对花粉母细胞减数分裂期及小孢子早期的幼穗，根据成熟期结实率的表现，选育出孕穗期耐热性比轮回亲本扬稻6号显著改良的新种质系(结实率比轮回亲本高10％以上)。进一步在江西农业科学院南昌试验基地进行田间自然高温胁迫鉴定后，证实新的种质系孕穗期耐热性表现确实显著优于轮回亲本，可以直接应用于生产实践。本专利技术提供的水稻恢复系孕穗期耐热种质选育方法，通过受体与供体杂交1代，回交5代，再自交3代获得稳定纯合株系BC5F4，每代都是单穗收获，将这些回交后代通过自交产生分离后代,结合田间自然高温胁迫及人工气候室模拟高温胁迫鉴定，在高代回交群体中选择孕穗期耐热、丰产性好的高代回交导入家系进行考种，选育出经孕穗期经高温胁迫处理后，结实率高于轮回亲本10％以上，综合农艺性状表现与轮回亲本一致的孕穗期耐热性显著提高的新种质。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次。选择两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。进一步地，所述高温胁迫是在孕穗高温敏感期进行，高温胁迫时间为3-5天。进一步地，高温胁迫时间的前3天与花粉母细胞减数分裂期相重合。本专利技术中，所述孕穗高温敏感期为花粉母细胞减数分裂期及小孢子早期，抽穗期前的第16-19天。进一步地，自交同时进行高温胁迫的次数为2次以上，优选为3次。该步骤中，自交后在灌浆期进行高温胁迫，筛选高温胁迫性状稳定的单株作为最终水稻垩白粒率高温钝感种质。进一步地，所述高温胁迫采用人工气候室模拟高温胁迫、田间自然高温胁迫中的任一种或多种。自交的次数为3次，如可以为两次自交过程中采用人工气候室模拟高温胁迫的条件，一次是在自然高温胁迫的环境中进行筛选。进一步地，所述人工气候室模拟高温胁迫的条件为：早八点到晚五点温度不低于38.0±0.5℃，其余时间均为25.0±0.5℃。进一步地，所述田间自然高温胁迫为：日平均温度不低于32℃，最高温度不低于36℃。进一步地，还设置以下参数：相对湿度为75±5％，光照时间为14h，光照强度为20000～25000lx。本专利技术中，孕穗期耐热性状的准确鉴定结果，通过下述方法获得：将处于花粉母细胞分化阶段且长势一致的高代回交导入系植株与轮回亲本各20株(盆中栽植)，在孕穗高温敏感期(花粉母细胞减数分裂期及小孢子早期，抽穗期前16-19天)进行连续4d的人工气候室模拟热害胁迫处理,并且使处理的前3d与花粉母细胞减数分裂期相重合。高温胁迫处理和对照温度分别设为白天(38.0±0.5)℃和夜间(28.0±0.5)℃，光照时间14h，相对湿度75％±5％，白天光照强度为20000～25000lx。处理后,将试验材料移到常温下,直至成熟。调查结实率,各个处理均设对照(对照为田间正常温度生长条件下各试验材料),以最终单穗平均结实率变化差异为指标评价孕穗期耐热性。进一步地，每次高温胁迫处理后选择比受体结实率低10％以上的株系。选育综合农艺性状良好的回交后代株系进行自交，自交的同时进行高温胁迫处理，在自交过程中，重现孕穗期经高温胁迫之后结实率表现高于轮回亲本结实率10％以上的稳定株系；至BC5F4世代结合具体选择标准：①在孕穗高温敏感期人工模拟高温胁迫下表现为结实率比轮回亲本结实率增加10％以上；②株高115.0厘米左右；③穗长24.0厘米以上；④每穗实粒数90.0粒以上，比轮回亲本平均增加15.0粒以上；⑤单株有效穗9根以上。进行单穗收种，对分离株系进行加代纯合，直至稳定获得目标株系。进一步地，所述籼稻包括扬稻6号、华占(SC2-S6测恢系选)。优选地，所述耐热水稻种质系为非洲栽培稻资源IRGC102309。非洲栽培稻IRGC102309是一个来自于西非的栽培稻品种，限于西非撒哈拉沙漠以南的地区种植，具有良好的耐干旱、高温等特点，是值得利用的重要资源，但是其产量、品质等性状较差，直接利用达不到品种选育目的。但是通过构建高代回交导入系，将其控制优异性状的遗传位点渗入籼稻骨干恢复系可以有效克服其缺点。本专利技术利用一次杂交，5次回交，三次自交有效打破不利连锁，结合人工气候室模拟高温胁迫及田间自然高温胁迫鉴定，选育出高温胁迫下结实率高于轮回亲本10％以上，产量品质等综本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水稻孕穗期耐热种质选育方法，其特征在于，包括以下步骤：籼稻作为受体，耐热水稻种质系作为供体，进行杂交，得到F1代；F1代与受体回交4‑6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孕穗期耐热种质。

【技术特征摘要】
1.一种水稻孕穗期耐热种质选育方法，其特征在于，包括以下步骤：籼稻作为受体，耐热水稻种质系作为供体，进行杂交，得到F1代；F1代与受体回交4-6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孕穗期耐热种质。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次。4.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述高温胁迫是在孕穗期敏感期进行，高温胁迫时间为3-5天；进一步地，高温胁迫时间的前3天与花粉母细胞减数分裂期相重合。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...

【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，
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