一种水稻与竹子的杂交育种方法技术

本发明专利技术涉及一种水稻与竹子的杂交育种方法，其将竹子中的有利基因移入水稻，创建携带有竹子优良特性的竹稻种质资源，获得茎秆坚硬木质化、根系发达、耐热、抗寒、耐涝、抗旱、抗病虫、生长量大、米质优、有香味、富含蛋白质、锌、钙、铁、硒，再生能力强等突出特点的竹稻新品种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物的育种方法，尤其是涉及。
技术介绍
水稻是最重要的粮食作物之一，为人类提供了总热量消耗的23% (Khush，2000)。 上世纪50年代末水稻矮化育种和70年代杂交稻育种的成功与应用，曾使水稻单产实现了两次飞跃。在过去的30多年中，世界水稻年生产量取得成倍增长，从1966年的25. 7亿吨上升到2000年的60亿吨(Khush，2000)。但是，自1966年IR8育成与推广应用28年以后， 水稻产量开始徘徊不前(Cassman，1994)。因此，开拓利用新的基因资源，不断提高水稻品种的产量、米质、抗性和耐性等，对于保障粮食安全，具有十分重大的意义。随着现代育种研究的发展，物种内品种间的有利基因已得到充分的挖掘和应用， 并培育出大量的优良品种在生产上广泛应用，为现代农业的发展做出了重大贡献。然而，随着优良品种的大面积推广应用，水稻的遗传多样性逐步丧失，品种间的遗传基础也随之单一化。 为此，在中国超级稻育种计划中，专家们设计和应用的技术路线除包括了形态改良即培育新株型和提高籼粳亚种间杂种优势水平之外，还利用了野生稻中的有利基因，以及利用稗草的DNA创造水稻新种质(程式华等，1998 ;蔡得田等，2001)。在水稻远缘杂交方面，以水稻为母本，与高粱、玉米、小麦、；菰、狼尾草、芦苇等属间杂交得到了后代(刘伯林，1987)。六十年代初，祖德明等人以水稻银坊为母本，以高粱亨加利为父本，进行了水稻与高粱的远缘杂交，杂交后代出现了变异显著、形态特殊的新类型植株，选育出一些穗大粒多，耐旱抗病的新型原始材料和品系(刘伯林，1987)。何福泉 (2002)利用水稻不育系作母本，墨西哥珍珠高粱作父本，进行有性杂交研究，于1998年夏季获得成功，经过多年系统定向选育，2001年秋季育成了三个具有理想株型和高产性状的高粱新品种，实现了水稻远缘异属杂交。安徽岳西县富民水稻研究所程旭波、程海波兄弟用玉米花粉和水稻进行属间远缘杂交培育出新型稻种。李慧敏等(2003)以旱稻基因型旱 65 (Oryza sativa L.)为母本,稗草长芒稗(Echinochloa caudata)为父本进行远缘杂交， 获得实粒种子。竹是禾本科植物中最原始的亚科之一，也是禾本科植物中最具多样化的一个种群。与同是禾本科的水稻相比，竹子茎杆坚硬木质化、复合分枝、根系发达，具有耐热、抗寒、 耐涝、抗旱、抗病虫、生长量大、再生能力强、耐肥抗倒等突出特点，这些性状正是栽培稻品种所缺乏的。因此，开展竹子与水稻杂交，将竹子中的有利基因移入水稻，创建携带有竹子优良特性的竹稻种质资源，对于现代水稻育种研究的发展，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供，其将竹子中的有利基因引入水稻，创建携带有竹子优良特性的竹稻种质资源，获得茎杆坚硬木质化、根系发达、耐热、抗寒、耐涝、抗旱、抗病虫、生长量大、米质优、有香味、富含蛋白质、锌、钙、铁、硒，再生能力强等突出特点的竹稻新品种。竹子与水稻杂交成功，必须解决好三个方面的问题①掌握竹子开花的规律性，延长竹子开花年限；②解决竹子的开花与水稻花期相遇时间用作母本的亲本选择杂交授粉方法。本专利技术 经过长期研究后，成功解决了上述问题，其采用的技术方案是，包括以下步骤(I)获取母本媒介材料科饶F4 :以粳稻科情3号为父本，籼稻饶平矮为母本，杂交一代，后自交三代得到子四代科饶F4，其正常开花时间在上午10时以后到下午2时；(2)以科饶F4为母本，作为桥梁媒介，与父本青皮竹进行有性杂交，具体包括第一步，父本为青皮竹，其花穗表现大而密、分枝多、花粉多、雌雄同花、雌花柱头带紫色，有5-6个肥大的花药，相当于水稻花药的4-5倍；青皮竹4-5月间为大量开花授粉时期，每天早上5-7时为盛花期，7-8时少量开花授粉，当竹子开花时，采用砍断竹子花穗， 减少养分消耗，增加肥水管理的方法，使竹子连年开花；第二步，将科饶F4离地保留10公分，割去稻茬，将其保温过冬，4-6月间再生稻茬逐渐抽穗，使水稻与竹子花期相遇；第三步，将科饶F4再生稻穗提前一天剪颖除雄，将颖壳剪去1/4-1/5，看到水稻花药时，把未开的花药夹去，紧接着套袋，第二天一早正常雌花生长，早上5-7时将水稻移至青皮竹花丛中，进行人工授粉，连续授粉2 3次，以确保青皮竹花粉均匀散落在稻穗粒的每个柱头上，授完粉马上套袋，确保套袋完好。精心培育后，得到青皮竹花与科饶F4再生穗的配对杂种。本专利技术 中的父本青皮竹，是我国南方常见的竹子品种，生长在堤围、山坡、房前屋后，一般特性竹子茎杆坚硬木质化、复合分枝、根系发达，具有耐热、抗寒、耐涝、抗旱、抗病虫、生长量大、再生能力强、耐肥抗倒等突出特点。篙5-9米，径3-5厘米，中间部分看不到白色粉质，杆节明显、秃净、竹子很少开花，大旱之年多见开花，花期3-7月间早上5-9时开花，5-7点为盛花期，花粉超过25度后死亡，笋期5-9月，种子象麦粒。籼稻饶平矮为公共材料，粳稻科情3号为公共材料，科饶F4可以通过母本杂交后自交得到。如果直接将竹子与水稻杂交，是不可能成功的。本专利技术创新性将水稻饶平矮与科情3号杂交的子四代作为母本媒介桥梁，再与父本青皮竹杂交，同时严格控制亲本开花期， 为竹子与水稻有性杂交提供条件，使其能够杂交成功。竹子与水稻间的有性杂交是禾本科与不同亚科属间的超远缘杂交，其即使杂交成功，后代还有可能出现以下问题①当代不结实，中途夭折；②杂种后代的不育性或低育； ③杂种后代的剧烈分离，世代长，稳定性慢等问题。实践证明，这些问题都是存在的，但是也是可以通过现有的技术手段来解决的。如当代不结实、后代不育的问题，可以通过采用秋水仙素处理的办法获得其后代；杂种后代的分离、稳定性差的问题，可以通过多次回交复交、 长期选育来解决，最终可以获得性状优良、稳定性好的优势品系。本专利技术提供的水稻和竹子杂交育种方法，首次将竹子的优势基因成功引入水稻品种中，获得了携带有竹子优良特性的竹稻种质资源，再经过常规选育后，即可获得茎杆坚硬木质化、根系发达、耐热、抗寒、耐错、抗旱、抗病虫、生长量大、优质、高产、富含高蛋白、锌、钙、铁、硒、再生能力强等突出特点的竹稻新品种。附图说明图1是本专利技术实施例中父本青皮竹的整体形态图2-4是本专利技术实施例中竹稻杂交子一代的形态图5-7是本专利技术实施例中竹稻杂交子二代的形态图。具体实施方式为进一步说明本专利技术，结合以下实施例具体说明1、试验材料观察选择选择的父本竹子为青皮竹(见图1)，其花穗表现大而密、分枝多、花粉多、雌雄同花、雌花柱头带紫色，有5-6个肥大的花药，相当于水稻花药的4-5倍。从观察竹子开花规律，得知每年3-6月间为开花季节，以4-5月间为大量开花授粉。开花授粉时间，正常天气，每天早上5-7时为盛花期，7-8时少量开花授粉完后，若不施肥管理，经过一段时间，开花的竹子即将枯死。竹子的花粉超过25摄氏度易死去，当竹子开花时，采用砍断竹子花穗的方法，可以减少竹子的养分消耗，加于施肥管理明年竹子可以继续开花，解决了竹子连年开花的问题，为竹子与水稻进行远缘有性杂交创造了条件。选择了母本水稻为粳稻与籼稻种间远缘杂交，即粳稻科情3号与籼稻饶平矮杂交的第四代矮杆类型科饶F4，其正常开花在上午10时以后到下午2时。(粳稻科情3号X籼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻与竹子的杂交育种方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)获取母本媒介材料科饶F4：以粳稻科情3号为父本，籼稻饶平矮为母本，杂交一代后，自交三代得到子四代科饶F4，其正常开花时间在上午10时以后到下午2时；(2)以科饶F4为母本，作为桥梁媒介，与父本青皮竹进行有性杂交，具体包括：第一步，父本为青皮竹，其花穗表现大而密、分枝多、花粉多、雌雄同花、雌花柱头带紫色，有5?6个肥大的花药，相当于水稻花药的4?5倍；青皮竹4?5月间为大量开花授粉时期，每天早上5?7时为盛花期，7?8时少量开花授粉，当竹子开花时，采用砍断竹子花穗，减少养分消耗，增加肥水管理的方法，使竹子连年开花；第二步，将科饶F4离地保留10公分，割去稻茬，将其保温过冬，4?6月间再生稻茬逐渐抽穗，使水稻与竹子花期相遇；第三步，将科饶F4再生稻穗提前一天剪颖除雄，将颖壳剪去1/4?1/5，看到水稻花药时，把未开的花药夹去，紧接着套袋，第二天一早正常雌花生长，早上5?7时将水稻移至青皮竹花丛中，进行人工授粉，连续授粉2～3次，以确保青皮竹花粉均匀散落在稻穗粒的每个柱头上，授完粉马上套袋，确保套袋完好；培育后，得到青皮竹花与科饶F4再生穗的配对杂种。...

【技术特征摘要】
1.一种水稻与竹子的杂交育种方法，其特征在于包括以下步骤(1)获取母本媒介材料科饶F4:以粳稻科情3号为父本，籼稻饶平矮为母本，杂交一代后，自交三代得到子四代科饶F4，其正常开花时间在上午10时以后到下午2时；(2)以科饶F4为母本，作为桥梁媒介，与父本青皮竹进行有性杂交，具体包括第一步，父本为青皮竹，其花穗表现大而密、分枝多、花粉多、雌雄同花、雌花柱头带紫色，有5-6个肥大的花药，相当于水稻花药的4-5倍；青皮竹4-5月间为大量开花授粉时期， 每天早上5-7时为盛花期，7-8时少量开花授粉，当竹子开花时...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟章美，
申请(专利权)人：钟献铭，
类型：发明
国别省市：