低镉水稻的筛选方法及用其选育低镉常规晚稻品种的方法

摘要

本发明提供一种低镉水稻的筛选方法，选定湘晚籼12号作为对照，进行大田种植与盆栽种植双重试验，设置镉污染程度轻、中、重三种筛选条件，筛选得到的低镉水稻品种/品系的低镉特征特性表现为全面、稳定。本发明还提供利用上述筛选方法选育低镉常规晚稻品种的方法，其为以湘晚籼12号作为育种亲本选育稳定株系，以所述筛选方法筛选出低镉常规晚稻品种。以本发明的选育方法已选育得到优秀的低镉常规晚稻品种创11号和湘香5号。

说明书

技术领域

本发明涉及育种技术，具体是一种低镉水稻的筛选方法及用其 选育低镉常规晚稻品种的方法。

背景技术

目前我国镉污染的耕地约113万公顷，涉及11个省(市)，每年 因重金属污染而减产的粮食约有1000亿吨，被污染的粮食达1200亿 吨。水稻是我国第一大粮食作物，全国约有60％的人口以大米为主食。 湖南是我国水稻种植面积最大省份，年种植面积约为400万公顷，每 年生产粮食约600亿斤。同时湖南是有色金属之乡，随着工业的发展， 水体污染，大气所沉降镉的增加，致使水稻镉含量一直受到外界关注， 镉超标的事件也愈演愈烈。急需从工程措施治理、土壤修复、栽培技 术更新、品种改良等多方面形成合力，解决大米镉超标的问题。

研究表明，现有的水稻种质资源中存在籽粒镉含量明显较低的品 种/品系，因此，选育籽粒镉含量明显较低的水稻品种是一条经济有 效、技术可行的提高稻米卫生品质的途径。

但目前大多数育种家对于低镉品种的选育，只是把选育的品种进 行低镉筛选试验而已，未形成系统的从亲本选配、筛选方法、评价标 准等方法。

发明内容

针对未形成系统的低镉水稻选育方法的现状，本发明提供一种 低镉水稻的筛选方法及用其选育低镉常规晚稻品种的方法。

水稻常规晚稻稻品种湘晚籼12号是申请人进行各类低镉筛选试 验的当选品种，多年试验结果表现稳定，本发明以此作为低镉水稻筛 选的对照品种和低镉常规晚稻品种选育的育种亲本。

本发明所述一种低镉水稻的筛选方法，包括以下步骤：

I)将待筛选水稻品种/品系分别在土壤镉污染程度为轻、中、重 的三块大田上进行大田种植，以湘晚籼12号作为对照，筛选在三块 大田中所收糙米的镉含量在湘晚籼12号以下的水稻品种/品系；

II)将大田种植筛选出的水稻品种/品系分别在土壤镉污染程度为 轻、中、重的花盆中进行盆栽种植，以湘晚籼12号作为对照，筛选 在三种土壤镉污染程度的花盆中所收糙米的镉含量均在湘晚籼12号 以下的水稻品种/品系，得到低镉水稻品种/品系。

其中，所述土壤镉污染程度为轻、中、重分别是指土壤总镉含 量为＜0.2mg/kg、0.2(含)-0.6(含)mg/kg、0.6(不含)-1.0(含) mg/kg。

其中，所述在土壤镉污染程度为轻、中、重的花盆中进行盆栽种 植，其为分别在土壤镉污染程度为轻、中、重的大田中取土，各自充 分混匀后装盆，得到分别装有土壤镉污染程度为轻、中、重的土壤的 花盆，在花盆内进行盆栽种植。

其中，所述盆栽种植，全生育期淹水3-5厘米，成熟前7天落 干。

本发明还提供利用所述低镉水稻的筛选方法选育低镉常规晚稻 品种的方法，其为以湘晚籼12号作为育种亲本选育稳定株系，以所 述筛选方法筛选出低镉常规晚稻品种，具体包括以下步骤：

1)以湘晚籼12号作为亲本之一与另一亲本杂交，后经连续自交 选育，得到n个稳定株系；

2)将步骤1)所选的稳定株分别在土壤镉污染程度为轻、中、 重的三块大田上进行大田种植，以湘晚籼12号作为对照，筛选在三 块大田中所收糙米的镉含量均在湘晚籼12号以下的m个稳定株系作 为当选株系；

3)将步骤2)所选的当选株系分别在土壤镉污染程度为轻、中、 重的花盆中进行盆栽种植，以湘晚籼12号作为对照，筛选在三种土 壤镉污染程度的花盆中所收糙米的镉含量均在湘晚籼12号以下的当 选株系，得到所育的低镉常规晚稻品种；

n、m均为正整数。

其中，所述土壤镉污染程度为轻、中、重分别是指土壤总镉含 量为＜0.2mg/kg、0.2(含)-0.6(含)mg/kg、0.6(不含)-1.0(含) mg/kg。

其中，步骤1)所述连续自交选育的代数为3-20代。

其中，步骤1)所述另一亲本，可为任一水稻品种、品系或优良 单株。

其中，步骤2)所述大田种植，其为每个稳定株系插50-200蔸， 每蔸插1苗。

其中，步骤2)所述大田种植，田间管理同普通常规稻大田栽培 管理。

其中，步骤3)所述在土壤镉污染程度为轻、中、重的花盆中进 行盆栽种植，其为分别在土壤镉污染程度为轻、中、重的大田中取 土，各自充分混匀后装盆，得到分别装有土壤镉污染程度为轻、 中、重的土壤的花盆，在花盆内进行盆栽种植。

其中，步骤3)所述盆栽种植，每个当选株系栽1盆，每盆栽4 蔸，每蔸插1苗，3次重复。

其中，步骤3)所述盆栽种植，全生育期淹水3-5厘米，成熟前 7天落干。

其中，所述花盆优选每盆容积0.16平方米，每盆装土12公斤。

其中，步骤3)所述低镉常规晚稻品种，优选创11号或湘香5 号。

本发明还提供所述低镉水稻的筛选方法在低镉水稻筛选中的应 用。

本发明还提供所述选育低镉常规晚稻品种的方法在水稻育种中 的应用。

本发明的有益效果是：

本发明的低镉水稻的筛选方法的优点在于：选定湘晚籼12号作 为对照，进行大田种植与盆栽种植双重试验，设置镉污染程度轻、 中、重三种筛选条件，筛选得到的低镉水稻品种/品系的低镉特征特 性表现为全面、稳定。

本发明的低镉常规晚稻品种选育方法优点在于：

1、选定湘晚籼12号作为亲本品种之一，低镉特征特性的遗传 来源稳定。

2、本发明设定了湘晚籼12号作为对照品种，主用于低镉常规 晚稻品种选育，效果易评价。

3、设置镉污染程度轻、中、重三种筛选条件，确保选育出的品 种在各种镉污染程度下都表现良好。

4、进行大田与盆栽双重试验，结果科学可靠。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下实施例涉及如下植物品种：

巴西U2：引自湖南省水稻研究所资源库。湘晚籼12号：国审稻 2004027。农香18：湘审稻2010038。湘晚籼10号：国审稻2003062。 湘晚籼9号：湘品审第224。以上品种均为公知公用品种，可市购， 也可从各育种单位或种质库引进。

实施例1低镉常规晚稻品种创11号的选育

1)培育稳定株系

2002年在海南以巴西U2为母本，以农香18为父本杂交，后4 代自交选育定向选择，于2004年得到F₅代的一株优良单株株1。

2004年以湘晚籼12号为母本，以株1为父本杂交收杂交种子24 粒。

经过2005-2012年海南三亚、湖南长沙定向选育，至F₉代，得 到20个定型的稳定株系，分别编号为创1号、创2号……创20号。

2)大田种植筛选

准备鉴定大田：2013年6月份，选择3个不同镉污染程度的3 块大田作为试验鉴定大田。3块大田的土壤镉污染程度分别为轻(宁 乡县青山桥镇，土壤总镉含量0.15mg/kg)、中(湘阴县，土壤总镉 含量0.4mg/kg)、重(长沙县北山镇，土壤总镉含量0.75mg/kg)。

选定大田鉴定与盆栽试验对照品种：选用湘晚籼12号作为大田 鉴定对照品种。

大田种植与筛选：把所有配成的基本稳定定型的稳定株系(创1 号、创2号……创20号)与对照品种(湘晚籼12号)6月15日播 种，7月16日插田，一起种植在选定的3块(轻、中、重3个不同 镉污染程度)试验鉴定大田。每蔸常规稻插1粒谷苗。每品种插100 蔸。管理同一般常规稻大田栽培管理。成熟后各个株系分别收获稻 谷，晒干后单独装网袋，作为稻谷检测样品，检测其糙米镉的含量， 结果见表1。

表1实施例1大田栽培试验糙米镉含量测定结果

在轻、中、重3个条件下，镉含量均在对照品种(湘晚籼12号) 以下的有5个材料(创2号、创5号、创11号、创12号、创18号)， 选择为初步的当选品种，便于进一步盆栽试验。

3)盆栽种植筛选

从步骤2)的大田中采集不同镉污染程度的三种土壤作为盆栽试 验用土壤。采用塑料盆，每盆0.16平方米，每盆装土12公斤。盆栽 用土壤装盆前要充分混合均匀，严格控制盆栽土壤镉含量误差。把5 个当选株系(创2号、创5号、创11号、创12号、创18号)每个 株系各种一盆，再种一盆湘晚籼12号作为对照，重复3次，每盆栽 4蔸，每蔸常规稻插1粒谷苗。统一采取无污染的纯净水灌溉，全生 育期淹水(3-5厘米)，成熟前7天落干，常规施肥和常规管理，以 消除栽培管理和灌溉水质不同而引起的镉吸收误差。成熟后分株系 分收获稻谷，晒干后单独装网袋，作为稻谷检测样品，检测其糙米 镉的含量，结果见表2。

表2实施例1盆栽栽培试验糙米镉含量测定结果

在轻、中、重3个条件下，镉含量均在对照品种(湘晚籼12号) 以下的新品种只有1个创11号。这样低镉晚稻品种创11号就培育完 成了。

创11号属籼型常规水稻，在长江中下游作双季晚稻种植全生育 期平均115天，比对照岳优9113相当。株高95厘米，株型适中，群 体整齐，抗倒性较强，熟期转色好。每亩有效穗数22.5万穗，穗长 24.2厘米，每穗总粒数104.3粒，结实率86％，千粒重26克。抗性： 稻瘟病7级，白叶枯病5级。米质主要指标：整精米率58.4％，长宽 比4.1，垩白粒率7％，垩白度0.4％，胶稠度48毫米，直链淀粉含量 15.7％。

实施例2低镉常规晚稻品种湘香5号的选育

1)培育稳定株系

2002年在海南以湘晚籼10号为母本，以湘晚籼9号为父本杂交， 后经4代自交选育定向选择，于2004年得到的F₅代单株香903。

2004年以香903为母本，以湘晚籼12号为父本杂交收杂交种子 17粒。

经过2005-2012年海南三亚、湖南长沙定向选育，至F₈代，得 到17个定型的稳定株系，分别编号为湘香1号、湘香2号……湘香 17号。

2)大田种植筛选

准备鉴定大田：2013年6月份，选择3个不同镉污染程度的3 块大田作为试验鉴定大田。3块大田的土壤镉污染程度分别为轻(宁 乡县青山桥镇，土壤总镉含量0.15mg/kg)、中(湘阴县，土壤总镉 含量0.4mg/kg)、重(长沙县北山镇，土壤总镉含量0.75mg/kg)。

选定大田鉴定与盆栽试验对照品种：选用湘晚籼12号作为大田 鉴定对照品种。

大田种植与筛选：把所有配成的基本稳定定型的稳定株系(湘香 1号、湘香2号……湘香17号)与对照品种(湘晚籼12号)6月15 日播种，7月16日插田，一起种植在选定的3块(轻、中、重3个 不同镉污染程度)试验鉴定大田。每蔸常规稻插1粒谷苗。每品种插 100蔸。管理同一般常规稻大田栽培管理。成熟后各个株系分别收获 稻谷，晒干后单独装网袋，作为稻谷检测样品，检测其糙米镉的含 量，测定结果见表3。

表3实施例2大田栽培试验糙米镉含量测定结果

在轻、中、重3个条件下，镉含量均在对照品种(湘晚籼12号) 以下的有3个材料(湘香2号、湘香5号、湘香12号)，选择为初 步的当选品种，便于进一步盆栽试验。

3)盆栽种植筛选

从步骤2)的大田中采集不同镉污染程度的三种土壤作为盆栽试 验用土壤。采用塑料盆，每盆0.16平方米，每盆装土12公斤。盆栽 用土壤装盆前要充分混合均匀，严格控制盆栽土壤镉含量误差。把3 个当选株系(湘香2号、湘香5号、湘香12号)每个株系各种一盆， 再种一盆湘晚籼12号作为对照，重复3次，每盆栽4蔸，每蔸常规 稻插1粒谷苗。统一采取无污染的纯净水灌溉，全生育期淹水(3-5 厘米)，成熟前7天落干，常规施肥和常规管理，以消除栽培管理和 灌溉水质不同而引起的镉吸收误差。成熟后分株系分收获稻谷，晒 干后单独装网袋，作为稻谷检测样品，检测其糙米镉的含量，测定结 果见表4。

表4实施例2盆栽栽培试验糙米镉含量测定结果

在轻、中、重3个条件下，镉含量均低在对照品种(湘晚籼12 号)以下的新品种只有1个湘香5号。这样低镉晚稻品种湘香5号就 培育完成了。

湘香5号属籼型常规水稻，在长江中下游作双季晚稻种植全生 育期平均117天，与对照岳优9113长2天。株高103厘米，株型适 中，熟期转色好。每亩有效穗数21.5万穗，穗长252厘米，每穗总 粒数112.0粒，结实率85％，千粒重28克。抗性：稻瘟病综合抗性 7.0级，白叶枯病5级。米质主要指标：整精米率60.1％，长宽比 4.3，垩白粒率3％，垩白度0.2％，胶稠度44毫米，直链淀粉含量 15.3％。稻米有香味。