一种利用显性核不育材料进行节水抗旱稻轮回选择育种的方法

摘要

本发明涉及一种利用显性核不育材料进行节水抗旱稻轮回选择育种的方法，包括：以显性核不育材料为母本，以节水抗旱稻为父本，杂交并回交五次，获得节水抗旱稻显性核不育株；然后，以节水抗旱稻显性核不育株为母本，15‑30种优良亲本作为父本杂交，后代等量混合组成第一轮轮回选择群体；第一轮轮回选择群体旱地种植，抽穗期人工辅助授粉，成熟期选择优良不育株上的种子，等量混合组成第二轮轮回选择群体；重复以上轮回选择过程。随时从轮回选择群体挑选优良可育单株进入系谱法，选育节水抗旱稻新品种。本发明方法以显性核不育材料为载体，节水抗旱稻材料和优良水稻材料进行广泛的杂交，极大的丰富了现有节水抗旱稻的遗传基础。

说明书

技术领域

本发明涉及植物育种领域，具体涉及一种利用显性核不育材料进行节水抗旱稻轮回选择育种的方法。

背景技术

水稻是典型的自花授粉作物，长期以来水稻品种的改良主要依赖杂交育种方法，然而，受传统人工杂交技术手段和育种周期的限制，水稻育种过程中仅利用少数优异的亲本进行杂交，导致遗传基础日渐狭窄，新育成的品种大同小异。随着当今水稻育种目标的不断变化，生产上对水稻品种的产量、米质、抗病虫、抗旱和轻简化栽培等都有新的要求，传统的育种方法已很难满足农业生产的需要，因而打破常规寻求新的途径势在必行。

节水抗旱稻是指既具有水稻的高产优质特性、又具有旱稻的节水抗旱特性的一种新的水稻品种类型。它是在水稻科技进步的基础上，引进旱稻的节水抗旱特性而育成的新品种。在灌溉条件下，其产量、米质与水稻基本持平，但可节水50%以上；在望天田，具有较好的抵抗干旱的能力（或基本具有旱稻品种的抗旱能力）。在栽培上，简单易行，投入低，节能环保。目前，节水抗旱稻已有多个品种在安徽、湖北、广西等地推广种植，深受农户喜爱。2016年，节水抗旱稻抗旱性鉴定技术规范（NY/T 2863-2015）和节水抗旱稻术语（NY/T 2862-2015）这两个行业标准的实施为节水抗旱稻的持续有序发展提供了有力支撑。

现有节水抗旱稻品种具有广阔的市场应用前景，在今后节水抗旱稻新品种的选育中，我们要继续保持其抗旱性好的特点，还需进一步提高其抗病虫害能力、稻米的食味品质、水田的产量潜力等性状。在现有节水抗旱稻材料的基础上，导入水稻育种材料的高产、优质、抗病虫等优良性状，将是今后节水抗旱稻改良的主要育种方向。然而，抗旱、高产、优质和抗病虫等性状是复杂的数量性状，由许多微效基因控制，并且这些性状表型鉴定复杂，年季间重复性差，田间选择困难。利用常规的杂交育种方法，为筛选到符合育种目标的单株，需要进行大量的杂交和回交，并进行多年多点的表型鉴定，费时费力且工作量巨大、效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种克服节水抗旱稻材料抗旱性好但产量潜力有限，而水稻材料产量高但抗旱性差的问题，提供了一种利用显性核不育材料进行轮回选择育种的方法。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种利用显性核不育材料进行节水抗旱稻轮回选择育种的方法，包括以下步骤：

i、以显性核不育材料为母本，节水抗旱稻为父本杂交并回交五次，获得节水抗旱稻显性核不育材料；

ii、以步骤i中所述节水抗旱稻显性核不育材料为母本并将其分别与具有不同预设性状的15-30个水稻育种材料为父本进行杂交，分别获得F1代种子；

iii、将步骤ii中所分别获得的F1代种子进行等量混合种植并在抽穗期将其与外界进行隔离，在成熟期收获优良不育株上的种子，获得第一轮回选择群体；

iv、重复多次地将步骤iii中所述第一轮回选择群体在旱地种植，全生育期靠自然降雨，在抽穗期对轮回选择群体进行隔离处理，成熟期收获优良不育株上的种子，获得多组轮回选择群体；

v、在步骤iv所得的多组轮回选择群体中，挑选出能够符合目标抗旱性指标的可育单株并进入系谱法育种程序，再按照预设育种目标进行选择并培育出符合目标性状要求的节水抗旱稻品种。

进一步的，在步骤iv中，所述第一轮回选择群体的种植群体在20000株以上。

进一步的，在步骤i中，所述节水抗旱稻为恢复系旱恢3号。

进一步的，在步骤i中，所述节水抗旱稻为常规稻沪旱15号。

进一步的，在步骤ii中，所述分别与具有不同预设性状的15-30个水稻育种材料包括75-1-127、 IRBB21、CBB23、恢12、旱恢15、旱恢37、旱恢49、旱恢57、辐恢838、华占、成恢727、闽恢3301、宜恢、H570和黄华占、华恢305的水稻育种材料。

进一步的，在步骤ii中，所述分别与具有不同预设性状的15-30个水稻育种材料包括绿旱1号、鄂中5号、黄华占、Basmati、美香占、NETMAT、油占8号、SAGC04、中组14、粤晶丝苗、黄丝占、中华1号、泰澳丝苗、黄丝桂占、茉莉新占、五山丝苗、桂育9号、桂禾丰、玉香占、科育08、粤晶丝苗2号、粤禾丝苗、华新丝苗2号、华天占、粤农丝苗、农香32、黄软占、五山茉莉、粤航1号和金农丝苗的水稻育种材料。

本发明的有益效果在于：

1、本发明利用核不育材料，克服了人工去雄困难，使进行节水抗旱稻和优良水稻大规模杂交成为可能，从而极大丰富了目前节水抗旱稻育种材料的遗传基础，有利于选育出节水抗旱、高产优质的品种。水稻是典型自花授粉作物，育种材料进行遗传重组必须要进行大量人工去雄和授粉过程，需要耗费大量人力、物力和时间。利用显性核不育材料，推动轮回选择群体内节水抗旱稻和水稻育种材料之间进行广泛的遗传重组，增加优良基因的重组和聚合，打破不利基因的连锁，从而选育到符合我们育种目标的节水抗旱新品种。

2、本发明创制的轮回选择群体可以进行不断的改良。根据水稻生产的新需要，我们可以在轮回选择群体中增加具有新育种目标性状的特异水稻遗传资源。另外，还可以对轮回选择群体进行各种抗性筛选，比如轮回选择群体种植在稻瘟病、白叶枯等病圃，淘汰群体内不抗病单株，提高群体的整体抗性，进而选育出具有多抗的育种材料。

具体实施方式

实施例一

本实施例涉及利用显性核不育材料进行节水抗旱稻轮回选择选育三系恢复系，按照如下方法进行：

（1）2010年海南春季，以显性核不育材料为母本，节水抗旱稻恢复系旱恢3号为父本杂交并回交五次，获得节水抗旱稻旱恢3号显性核不育材料。

（2）2012年上海夏季，以节水抗旱稻旱恢3号显性核不育材料为母本，分别以75-1-127（pi9）、 IRBB21(Xa21)、CBB23(X23)、恢12、旱恢15、旱恢37、旱恢49、旱恢57、辐恢838、华占、成恢727、闽恢3301、宜恢、H570、黄华占和华恢305具有优良性状的水稻育种材料为父本杂交，分别获得F1 种子，其中，优良性状是包括抗旱、抗稻瘟病、抗白叶枯、抗稻飞虱、优质、高产、配合力好、抗倒伏、转色好、氮磷营养高效等常见优良性状。

（3）2013年海南春季，步骤（2）中分别获得的F1种子进行等量混合种植，抽穗期用2米高的薄膜进行围拦隔离处理，保证群体内的花粉自由授粉，防止外源的花粉串入这个群体中，在成熟期收获优良不育株上的种子，获得第一轮轮回选择群体。

（4）2013年上海夏季，步骤（3）中第一轮回选择群体在旱地种植，全生育期靠自然降雨，不进行人工灌溉，抽穗期用薄膜进行隔离处理，成熟期收获优良不育株上的种子，获得第二轮轮回选择群体。

（5）2014-2016年上海和海南，重复步骤（4）3-10次 ，得到第3-第10组轮回选择群体，当然根据需要还可以进行11次或更多次。

（6）发现在第四轮回选择群体中能够挑选出符合目标抗旱性指标的可育单株， 2013夏季，将其种植在广西岑溪稻瘟病圃进行稻瘟病筛选，收获的抗稻瘟病单株，系谱选择，加代自交纯合稳定。至2016年，经加代和测交组合杂种优势鉴定，编号为913的株系表现为抗旱、抗稻瘟病、配合力好等特点，定名为旱恢913。2016年上海夏季，在庄行试验站水稻品比试验中，旱恢913与三系不育系沪旱7A所配组的杂交组合比对照旱优73生育期短2天，产量增产1%，稻瘟病抗性提高。

实施例二

本实施例涉及利用显性核不育材料进行节水抗旱稻轮回选择选育常规稻，按照如下方法进行：

（1）2010年海南春季，以显性核不育材料为母本，节水抗旱稻常规稻沪旱15为父本杂交并回交五次，获得节水抗旱稻沪旱15显性核不育材料。

（2）2012年上海夏季，以节水抗旱稻沪旱15显性核不育材料为母本，分别以绿旱1号、鄂中5号、黄华占、Basmati、美香占、NETMAT、油占8号、SAGC04、中组14、粤晶丝苗、黄丝占、中华1号、泰澳丝苗、黄丝桂占、茉莉新占、五山丝苗、桂育9号、桂禾丰、玉香占、科育08、粤晶丝苗2号、粤禾丝苗、华新丝苗2号、华天占、粤农丝苗、农香32、黄软占、五山茉莉、粤航1号和金农丝苗等具有优良性状的水稻育种材料为父本杂交，分别获得F1种子，其中，优良性状是包括抗旱、抗稻瘟病、抗白叶枯、抗稻飞虱、优质、高产、配合力好、抗倒伏、转色好、氮磷营养高效等常见优良性状。

（3）2013年海南春季，将步骤（2）中分别获得的F1种子等量混合种植，抽穗期用薄膜进行隔离处理，成熟期收获优良不育株上的种子，获得第一轮轮回选择群体；

（4）2013年上海夏季，步骤（3）中第一轮回选择群体在旱地种植，全生育期靠自然降雨，不进行人工灌溉。抽穗期用薄膜进行隔离处理，成熟期收获优良不育株上的种子，获得第二轮轮回选择群体。

（5）2014-2016年上海和海南，重复步骤（4）3-10次 ，得到第3-第10组轮回选择群体，当然根据需要还可以进行11次或更多次。

（6）发现在第四轮回选择群体中能够挑选出符合目标抗旱性指标的可育单株， 2013夏季，将其种植在广西岑溪稻瘟病圃进行稻瘟病筛选，收获的抗稻瘟病单株，系谱选择，加代自交纯合稳定。至2016年，经加代和优势鉴定，编号为WF47-2的株系表现为抗旱、抗稻瘟病、产量高等特点。2016年安徽阜南夏季，在阜南农科所节水抗旱稻品比试验中，WF47-2比对照绿旱1号生育期短4天，产量增产18.9%，稻瘟病抗性好。

本发明的不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。