一种结合订单生产的水稻设计育种方法技术

本发明专利技术提供了一种结合订单生产的水稻设计育种方法。它依次包括以下步骤：主动设计育种目标；根据育种目标，选取性状互补的父本和母本，进行不饱和回交；对回交子代进行目标性状分子标记辅助选择鉴定；对符合分子鉴定标准的植株进行花药培养；对花培苗进行分子标记辅助选择鉴定；对符合分子鉴定标准的花培苗种植得到花培二代，对花培二代分株系进行多性状鉴定，保留含优良性状的株系，得到目标品系；通过企业订单生产的水稻新品种应用方式，快速应用目标品系。本发明专利技术的优点体现在育种过程中适时地结合传统育种方法、生物技术和分子技术等手段，减少了回交次数，提高了育种效率，缩短了育种时间并使育成品系稳定。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水稻遗传育种领域。
技术介绍
中国是世界上最大稻米生产和消费大国，2003年水稻播种面积占我国粮食作物总面积的27.1％，而总产占粮食总产的38.2％。随着超级稻计划的开展，我国水稻单产在国际上处于领先水平，但多抗与优质育种相对滞后，从而造成高而不优，优而不抗的局面。多抗与优质结合开展较好的是国际水稻研究所，早在20世纪70年代就开展了多抗优质品种的选育，育成的优质、多抗品种IR36、IR64、IR72、IR841等在东南亚广泛应用，有些作为多抗、优质稻育种亲本被我国育种家利用；如1994年佛山市农科所育成的粳籼89是以IR36为杂交亲本的，具有抗白叶枯病、稻瘟病和褐飞虱的特性；1999年湖南李友荣等育成的抗白叶枯病又兼抗稻瘟病、稻飞虱的湘早籼3号和HA79317-4也是以IR36为杂交亲本的。虽然这些品种的米质比原来当地推广品种的好，但以国标优质稻标准相比，还有很大的差距。产生上述差距的主要原因之一就是目前育种方法较为单一，未能有机结合多种育种技术，造成育种时间非常长，而给优良品种的培育带来极大的制约。比如，目前最为普遍的杂交育种方法，约占所有育成品种的80％～90％；但杂交育种从配组到稳定需耗时4～5年，加上育成品系参加各级试验3～5年，从育种计划制定到审定推广需耗时7～9年，且育成者对育成的品种还不是很了解其特性，带有很大的盲目性和随机性，很难获得全部满意的性状，并无法及时调整育种目标来满足生产的需求和产业结构的调整。再比如，系统育种和诱变育种稳定较快，但相对来说受基因突变无定向的制约，也较难获得满意的性状。而转基因技术则受有利基因来源和转基因品种种植的限制，且因为转育的是单个或几个基因，也难获得综合性状优良的材料。分子标记是DNA水平遗传多态性的直接反映，在生物体的各组织，各发育时期均能检测得到，不受环境和基因表达的影响；数量极多，遍及整个基因组；多态性高，操作简便，检测迅速；是最为理想的遗传标记。根据多态性显示方法的不同，可将分子标记分成以下几类基于Southern杂交的分子标记、基于PCR的分子标记、以重复序列为基础的分子标记和以mRNA为基础的分子标记。分子标记辅助育种技术，是通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行间接选择的现代育种技术。该技术对目标基因的转移，不仅可在早代进行准确、稳定的选择，而且可克服再度利用隐性基因时识别难的问题，从而加速育种进程，提高育种效率。水稻花药培养是当今生物技术育种中较为成熟、实用、有效的育种新技术。水稻花药培养育种的目的是为了加快分离后代的稳定，其主要特点表现为缩短育种周期，提高选择效率，加速有效性状转移等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新的育种效率高的结合订单生产的水稻设计育种方法。为此，本专利技术采用以下技术方案它依次包括以下步骤1、主动设计育种目标；2、根据育种目标，选取性状互补的父本和母本，进行不饱和回交；3、对回交子代进行目标性状分子标记辅助选择鉴定；4、对符合分子鉴定标准的植株进行花药培养；5、对花培苗进行分子标记辅助选择鉴定；6、对符合分子鉴定标准的花培苗种植得到花培二代，对花培二代分株系进行多性状鉴定，保留含优良性状的株系，得到目标品系； 7、通过企业订单生产的水稻新品种应用方式，快速应用目标品系。不饱和回交指1次杂交和1次回交。本专利技术通过将不饱和回交育种、花药培养和分子标记辅助选择三种技术有机结合，实现了主基因的快速转移；同时结合其他抗性和米质等性状的鉴定，达到快速聚合其它优异性状的效果。使品种选育过程从配组到获得目标纯系只需2年时间，比常规方法提早2～3年，育种效率提高50％以上；在短期内，育成多抗和优质的品系。由于育种目标的主动设计，掌握了育成品系的特点，能通过订单农业的方式加快科技成果的转化，提前3-5年投入生产。本专利技术解决了目前育种年限长、偏离育种目标，及品种推广耗时长等问题。具有纯合速度快，转育效率高且成果应用转化快的特点。下面将结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但实施例并不限制本专利技术的保护范围。附图说明图1为本专利技术实施例的流程图。具体实施例方式本实施例以培育抗白叶枯病、稻瘟病、白背飞虱和褐飞虱，且米质达到国标1级或农业部部颁食用优质米1级标准的中晚稻新品系为目标。经分析表明五丰占2号，中抗白叶枯病，抗稻瘟病、褐飞虱和白背飞虱，但米质一般，而IRBB5米质好，携有白叶枯病隐性抗性基因xa5。参照附图1，其中MAS是molecular assistant selection的缩写，指的是分子标记辅助选择的意思。以上述品种作为母本和父本，杂交一次，后用五丰占2号回交一次，对回交一代进行xa5基因分子标记鉴定，并结合白叶枯病菌浙173的田间接种鉴定，对抗性达到五丰占2号水平的植株进行花药培养；花药培养的育种目的是为了加快分离后代的稳定，花药培养与回交技术相结合可加快单一或少数性状(基因)的转育进度；所得到的花培苗进行分子标记鉴定和浙173田间接种鉴定，淘汰不含目的基因的植株，所得目标材料进行外观米质的鉴定，花培二代分株系进行抗性、米质以及农艺性状的鉴定，保留含优良性状的株系，确定所得品系的名称为中组14。分子标记鉴定方法通过提取植株苗期叶片DNA进行xa5基因的分子鉴定。浙173田间接种鉴定通过剪叶法，3周后测量病斑长度进行。米质鉴定主要为透明度、垩白率等指标的鉴定。以上各鉴定方法以及抗性和农艺性状的鉴定的具体步骤为通用步骤，不再赘述。花药培养技术也采用通用的技术。xa5基因来自于供体IRBB5，在分子标记鉴定时，xa5基因的紧密连锁的STS分子标记RG556的R引物为5′CCAGACACCACTGCACATTC3′。本专利技术的优点体现在育种过程中适时地结合传统育种方法、生物技术和分子技术等手段，减少了回交次数，提高了育种效率，缩短了育种时间并使育成品系稳定。以上育种，从配组到获得目标纯系只用了2年时间；通过主动设计育种，育成的中组14成为兼有抗白叶枯病、稻瘟病、白背飞虱和褐飞虱，且米质达到国标1级或农业部部颁食用优质米1级标准的中晚稻新品系。2003年将中组14提供给浙江省金华市三才种业有限公司在无公害农业生产基地进行无公害优质稻米生产试验，试验表明利用中组14进行无公害生产可以取得成功。2004年金华市三才种业公司主动开始订单试生产中组14无公害稻谷200亩，并回收全部稻谷生产无公害绿色大米。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结合订单生产的水稻设计育种方法，其特征在于它依次包括以下步骤：　　　　（１）、主动设计育种目标；　　　　（２）、根据育种目标，选取性状互补的父本和母本，进行不饱和回交；　　　　（３）、对回交子代进行目标性状分子标记辅助选择鉴定；　　　　（４）、对符合分子鉴定标准的植株进行花药培养；　　　　（５）、对花培苗进行分子标记辅助选择鉴定；　　　　（６）、对符合分子鉴定标准的花培苗种植得到花培二代，对花培二代分株系进行多性状鉴定，保留含优良性状的株系，得到目标品系；　　　　（７）、通过企业订单生产的水稻新品种应用方式，快速应用目标品系。

【技术特征摘要】
1.一种结合订单生产的水稻设计育种方法，其特征在于它依次包括以下步骤(1)、主动设计育种目标；(2)、根据育种目标，选取性状互补的父本和母本，进行不饱和回交；(3)、对回交子代进行目标性状分子标记辅助选择鉴定；(4)、对符合分子鉴定标准的植株进行花药培养；(5)、对花培苗进行分子标记辅助选择鉴定；(6)、对符合分子鉴定标准的花培苗种植得到花培二代，对花培二代分株系进行多性状鉴定，保留含优良性状的株系，得到目标品系；(7)、通过企业订单生产的水稻新品种应用方式，快速应用目标品系。2.如权利要求1所述的一种结合订单生产的水稻设计育种方法，其特征在于所述不饱和回交指1次杂交和1次回交。3.如权利要求2所述的一种结合订单生产的水稻设计育种方法，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨长登，李西明，马良勇，季芝娟，
申请(专利权)人：杨长登，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]