[發(fā)明專利]利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110288088.8
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN102356752A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘啟民;徐大勇;潘長紅;陳庭木;方兆偉;秦德榮;樊繼偉;樊寧聲
• 申請（專利權(quán)）人: 連云港市黃淮農(nóng)作物育種研究所
• 主分類號: A01H1/04
• 分類號: A01H1/04
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 劉喜蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水稻新品種選育方法，特別是一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法。

背景技術(shù)

健壯而生理活力強的根系是水稻高產(chǎn)的基礎(chǔ)，根系具有固定、吸收、合成和分泌四大功能。根旺盛的吸水能力，能源源不斷地保證地上部光合作用和蒸騰作用所需的水分，保證地上部的生長對無機礦物質(zhì)的需求。由于許多植物激素及蛋白質(zhì)是在根部合成的，生理活力強的根系可以保證地上部健壯生長而不早衰。影響根系健壯生長的因素很多，諸如品種特性、水分的多少和礦物營養(yǎng)的供應(yīng)、土壤的結(jié)構(gòu)與鹽堿等，但在相同的外界條件下，品種是內(nèi)因。由于水稻根系性狀遺傳研究相對滯后和人們對根系改良重要性認識不足，育種家尚缺少對水稻根系性狀遺傳規(guī)律的認識和了解，限制了根系選擇在育種中的應(yīng)用。隨著根系對水稻植株地上部生長及稻谷產(chǎn)量的作用被廣泛認同，通過有意識地對間接或直接影響稻谷產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的根系有關(guān)性狀進行改良，是最終達到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)以及環(huán)保目的的有效途徑。

為了追求建立水稻健壯的根系，水稻育種家和栽培專家進行了大量的試驗和研究，由于根處于地下，給觀察和取樣帶來極大的麻煩和困難，在研究方法上大都采用“破壞性”研究，如利用α-萘胺氧化法與傷流液法，是將稻株挖出后測定的。在水稻育種上采取破壞性測定，即使測出其根系活力，也因植株被破壞而失去了選擇機會。

鮑文奎等在研究水稻不同葉位葉片光合產(chǎn)物流向后指出：“水稻各生育期都有相應(yīng)的養(yǎng)分輸入中心（亦稱生長中心），各葉的光合產(chǎn)物主要向它集中，而后才輸入次要的生長部分，當(dāng)光合產(chǎn)物不足時，在分配上優(yōu)先保證生長中心的需要，這是制約光合產(chǎn)物分配的主要原則之一”。各葉除了首先將光合產(chǎn)物供應(yīng)植株當(dāng)時的生長中心外，其余的部分都主要向靠近它的器官輸送，上部葉片較多地輸向地上器官，水稻抽穗后，特別是灌漿結(jié)實期，上三葉（劍葉、倒二葉與倒三葉）的光合產(chǎn)物輸向穗粒。研究證實，即使植株下部葉完全被遮光，下部葉和器官處于營養(yǎng)“饑餓”的情況下，上部葉片（受光條件良好）的光合產(chǎn)物也很少分配到下層被蔭蔽的器官中去。

要想根系健壯而有活力，必須向根部輸送“能源”—碳水化合物。根系以此為“能源”，通過自身的氧化作用，保持其應(yīng)有的活力和功能。這些有機碳水化合物的供給者只有倒四、倒五葉制造的光合產(chǎn)物。如倒四葉、倒五葉葉綠素含量高，制造的光合產(chǎn)物多，可源源不斷地向根部輸送營養(yǎng)，根系活力就強，若倒四葉、倒五葉老化，葉綠素含量低，制造的光合產(chǎn)物少或停止制造，根系得不到“能源”的供應(yīng)，就開始發(fā)生根腐死亡。

現(xiàn)有技術(shù)中葉片葉綠素含量的檢測方法有：

1、α-萘胺氧化法測定根系的活力，將根系全部挖出，洗凈再浸入α-萘胺溶液中，觀察其染色情況。本法為破壞性方法，不能用于選種。

2、傷流液法：將稻株切斷后收集傷流量的。本法為破壞性方法，不能用于選種。

3、葉綠素測定：將葉片研碎，提取葉綠素后，用分光光度計比色測定含量。本法也是破壞性測定，不能用于選種。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的方法更為合理、可操作性強的利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法。

在水稻群體中，由于倒四葉較倒五葉受光條件優(yōu)越，加之年齡也較倒五葉輕，故倒四葉的制造光合產(chǎn)物的能力遠較倒五葉強，倒四葉葉綠素含量與根系活力間相關(guān)密切（r=0.6398，顯著）。因此發(fā)明人利用倒四葉的葉綠素含量（老化程度）來衡量根系活力高低。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特點是，其步驟如下：

（1）選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種與抗早衰、根系活力強的優(yōu)良親本或品種雜交，收獲雜種一代種子；同時設(shè)立對照品種；

（2）加代成雜種二代種子，并種植成雜種二代群體；種植對照品種；

（3）單株選擇；同時種植對照品種；當(dāng)株系未穩(wěn)定時全部進行單株選擇，單株選擇方法如下：

a、田間初選：在每個單株齊穗后蠟熟始期，進行田間長相抗性初次選種，并標(biāo)記；

b、田間復(fù)選，也即老化指數(shù)選擇：對標(biāo)記株用葉綠素測定儀分別測定各單株的有效穗倒四葉與劍葉的葉綠素含量，并分別用株內(nèi)各穗平均值計算，以下述公式計算單株葉片老化指數(shù)，葉片老化指數(shù)≤20%單株入選；

?c、田間決選：入選單株在田間完熟期前決選；

d、室內(nèi)初選：田間選擇單株分株收獲，室內(nèi)考種，淘汰單株產(chǎn)量差于對照品種，且結(jié)實率小于90%的單株；