一种改良水稻稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的方法技术

本发明专利技术公开了一种改良水稻稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的方法，将同时携带抗白叶枯病基因及抗稻瘟病基因与不携带上述抗性基因的水稻材料杂交，利用SNP分子标记进行苗期前景检测，选择携带抗白叶枯病基因和抗稻瘟病基因的单株，并以抗性待改良的水稻材料为轮回亲本来连续回交后自交，得到白叶枯病和稻瘟病抗性改良且综合农艺性状与轮回亲本相似的改良材料。通过紧密连锁的SNP标记筛选抗稻瘟病、抗白叶枯病基因以及背景回复率高的子代，不仅实现聚合稻瘟病、白叶枯病抗性基因以达到改良稻种抗病性的目的，且改良材料与轮回亲本相似，育种周期短，节省成本。

【技术实现步骤摘要】
一种改良水稻稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的方法
本专利技术涉及水稻育种
，特别涉及一种同时改良水稻稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的方法。
技术介绍
水稻是我国重要的粮食作物。稻瘟病和白叶枯病是危害水稻的主要病害，危害严重时可导致水稻减产30-50%甚至绝收。杂交水稻强优恢复系R900是超级杂交稻攻关产生的重大创新成果，其所配杂交组合“超优千号”近年来在多地创造了高产纪录。但恢复系R900及其所配组合高感白叶枯病和高感稻瘟病，推广应用过程中存在因白叶枯病或稻瘟病爆发而严重减产的风险。培育具有抗性的水稻品种一直是育种界公认的防治稻瘟病和白叶枯病的最经济有效的途径。本专利技术提出一种基于全基因组SNP分子标记，快速定向改良恢复系R900的白叶枯病和稻瘟病抗性的分子育种方法。利用广谱抗白叶枯病和抗稻瘟病主效基因，通过结合与抗性目标基因紧密连锁的SNP分子标记前景选择和全基因组SNP分子标记背景选择，快速定向改良恢复系R900的白叶枯病抗性与稻瘟病抗性，同时保持其丰产、优质等特性，实现改良品种抗病性与保持原有优良特性的协调统一。该专利技术成果将为杂交水稻恢复系R900及其杂交组合进一步安全、充分的发挥优势和大面积推广应用提供保障。
技术实现思路
本专利技术采用的是利用与白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因连锁的SNP分子标记，选择待改良材料与抗白叶枯病和稻瘟病材料杂交分离群体中存在的上述抗性基因，并对具有抗性基因的植株进行全基因组SNP分子标记背景选择，结合常规育种手段以选育白叶枯病和稻瘟病抗性明显提高、综合农艺性状与待改良材料基本一致的水稻材料的育种方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是通过下述步骤实现的：一种改良水稻稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的方法，包括以下步骤：(1)轮回亲本与携带白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因的水稻材料杂交，获得杂种F1代种子；(2)种植杂种F1代种子，利用SNP分子标记排除假杂种植株，将真杂种F1代与轮回亲本回交，获得BC1F1代种子；(3)种植BC1F1代种子，利用与白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因紧密连锁的SNP分子标记对BC1F1代群体植株进行苗期前景检测，选择同时携带白叶枯病抗性和稻瘟病抗性基因的BC1F1代单株，随后利用全基因组SNP分子标记对含有抗性基因的植株进行遗传背景检测，选择背景回复率最高的单株与轮回亲本连续回交，每一回交世代均选择携带白叶枯病抗性和稻瘟病抗性基因和背景回复率最高的单株与轮回亲本进行回交，回交代数为m（m≧2），获得回交后代BCmFl；(4)种植BCmFl代种子，利用SNP分子标记检测，选择携带白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因且背景回复率最高的BCmFl代单株自交，自交代数为n（n≧2），获得综合农艺性状稳定的BCmFn代种子；(5)种植BCmFn代种子，用SNP分子标记检测，选择同时携带白叶枯病抗性和稻瘟病抗性纯合基因的BCmFn代单株，得到白叶枯病和稻瘟病抗性改良且综合农艺性状与轮回亲本相似的改良材料。进一步的，所述轮回亲本为杂交水稻恢复系R900。进一步的，所述白叶枯病抗性基因包括Xa23、Xa21、Xa7中的至少一个。进一步的，所述稻瘟病抗性基因包括Pi1、Pi2、Pi9、Pigm中的至少一个。更进一步的，所述步骤(3)、步骤(4)、步骤(5)中通过SNP分子标记选择的单株中携带白叶枯病抗性基因有1-3个，同时携带稻瘟病抗性基因有1-2个。进一步的，所述步骤（1）中，同时携带白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因的水稻材料来自于籼稻、粳稻、恢复系、保持系中的任意一种育种材料。进一步的，所述步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)、步骤(5)利用SNP分子标记检测白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因的单株进行回交或自交的目的是，确保上述抗性基因在改良后代中始终存在。更进一步的，所述步骤(3)、步骤(4)中，利用SNP全基因组分子标记检测背景回复率，获得背景回复率最高的植株与轮回亲本连续回交的目的是，更快速的获得综合农艺性状与轮回亲本相似的改良材料。进一步的，所述步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)、步骤(5)中，检测白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因的SNP分子标记自行开发。进一步的，所述步骤(3)、步骤(4)中，检测背景回复率的全基因组SNP分子标记自行开发。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术最终获得的育种材料聚合了稻瘟病抗性基因及白叶枯病抗性基因；（2）本专利技术在利用紧密连锁的SNP标记检测抗性基因的时候，同时利用全基因组SNP标记进行背景选择和对综合农艺性状进行选择，可显著缩短育种周期，提高育种效率；（3）本专利技术使最终获得的育种材料的稻瘟病抗性和白叶枯病抗性上有显著提高，且与待改良材料的农艺性状基本保持一致。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。用一个具体实施例子进行详细说明：利用HZ02455所携带的白叶枯病抗性基因Xa23和稻瘟病抗性基因Pi9定向改良杂交水稻恢复系R900的白叶枯病和稻瘟病抗性，本专利技术人利用SNP分子标记检测显示恢复系R900不携带Xa23和Pi9抗性基因，而HZ02455携带Xa23和Pi9抗性基因，具体实施步骤如下：1、将恢复系R900与HZ024550杂交，获得杂种F1代种子56粒。杂交时，用恢复系R900做母本、HZ024550做父本或HZ024550做母本、恢复系R900做父本；作为优选，本实施例用恢复系R900做母本、HZ024550做父本进行杂交得到F1代。2、种植上述F1代种子，在幼苗期利用分子标记鉴定F1代单株是否携带抗白叶枯病基因Xa23和抗稻瘟病基因Pi9以排除假杂种，获得F1代真杂种24株；选择F1真杂种为父本与恢复系R900回交，获得BC1F1种子772粒。种植BC1F1代种子，在幼苗期利用SNP分子标记鉴定出同时抗白叶枯病基因Xa23和抗稻瘟病基因Pi9的杂合单株，共计562株；之后，对选出的单株利用全基因组SNP分子标记对目标基因杂合单株进行遗传背景选择，选择出背景回复率最高，且在抽穗期与恢复系R900的农艺性状最相似的单株作父本，与恢复系R900回交，获得BC2F1种子1097粒。遗传背景进行检测，如果受体基因型为AA，记为“0”，供体基因型为BB，记为“2”，杂合基因型为AB，记为“1”，背景回复率=(a*2+b)/[(a+c+b)*2]。其中a代表“0”的总数，b代表“1”的总数，c代表“2”的总数；种植BC2F1种子，在幼苗期利用SNP分子标记鉴定出同时含有抗白叶枯病基因Xa23和抗稻瘟病基因Pi9的杂合单株，共计747株；之后，对选出的单株利用全基因组SNP分子标记对目标基因杂合单株进行遗传背景选择，选择出背景回复率最高，即在成熟期与恢复系R900的农艺性状最相似的3个单株，单株自交后分别收种，获得3个株系的BC2F2种子2984粒。5、种植BC2F2种子，在幼苗期利用SNP分子标记鉴定出抗白叶枯病基因Xa23和抗稻瘟病基因Pi9均纯合的单株，共计116株；之后，对选出的单株再利用全基因组SNP分子标记对目标基因纯合单株进行遗传背景检测，选择背景回复率最高，且在成熟期与恢复系R900的农艺性状最相似的单株9个，单株自交后分别收种，获得9个株系的BC2F3种子5884本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改良水稻稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)轮回亲本与携带白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因的水稻材料杂交，获得杂种F1代种子；(2)种植杂种F1代种子，利用SNP分子标记排除假杂种植株，将真杂种F1代与轮回亲本回交，获得BC1F1代种子；(3)种植BC1F1代种子，利用白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因紧密连锁的SNP分子标记对BC1F1代群体植株进行苗期前景检测，选择携带白叶枯病抗性和稻瘟病抗性基因的BC1F1代单株，随后利用全基因组SNP分子标记对含有抗性基因的植株进行遗传背景检测，选择背景回复率最高的单株与轮回亲本连续回交，每一回交世代均选择携带白叶枯病抗性和稻瘟病抗性基因且背景回复率最高的单株与轮回亲本进行回交，回交代数为m（m≧2），获得回交后代BCmFl；(4)种植BCmFl代种子，利用SNP分子标记检测，选择携带白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因且背景回复率最高的BCmFl代单株进行自交，自交代数为n（n≧2），获得综合农艺性状稳定的BCmFn代种子；(5)种植BCmFn代种子，用SNP分子标记检测，选择携带白叶枯病抗性和稻瘟病抗性纯合基因的BCmFn代单株，得到白叶枯病和稻瘟病抗性改良且综合农艺性状与轮回亲本相似的改良材料。...

【技术特征摘要】
2019.03.22 CN 20191022313571.一种改良水稻稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)轮回亲本与携带白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因的水稻材料杂交，获得杂种F1代种子；(2)种植杂种F1代种子，利用SNP分子标记排除假杂种植株，将真杂种F1代与轮回亲本回交，获得BC1F1代种子；(3)种植BC1F1代种子，利用白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因紧密连锁的SNP分子标记对BC1F1代群体植株进行苗期前景检测，选择携带白叶枯病抗性和稻瘟病抗性基因的BC1F1代单株，随后利用全基因组SNP分子标记对含有抗性基因的植株进行遗传背景检测，选择背景回复率最高的单株与轮回亲本连续回交，每一回交世代均选择携带白叶枯病抗性和稻瘟病抗性基因且背景回复率最高的单株与轮回亲本进行回交，回交代数为m（m≧2），获得回交后代BCmFl；(4)种植BCmFl代种子，利用SNP分子标记检测，选择携带白叶枯病抗性基因和稻瘟病抗性基因且背景回复率最高的BCmFl代单株进行自交，自交代数为n（n≧2），获得综合农艺性状稳定的BCmFn代种子；(5)种植BCmFn代种子，用SNP分子标记检测，选择携带白叶枯病抗性和稻瘟病抗性纯合基因的BCmFn代单株，得到白叶枯病和稻瘟病抗性改良且综合农艺性状与轮回亲本相似的改良材料。2.根据权利要求1所述的改良水稻稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的方法，其特征在于，所述轮回亲本为杂交水稻恢复系R900。3.根据权利要求1所述的改良水稻稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的方法，其特征在于，所述白叶枯病抗性基因包括Xa23、X...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺治洲，杨汉树，江南，辛业芸，肖金华，袁隆平，
申请(专利权)人：华智水稻生物技术有限公司，湖南杂交水稻研究中心，
类型：发明
国别省市：湖南,43