[發明專利]一種改良BT型粳稻恢復系條紋葉枯病抗性的育種方法

有效

• 申請號: 201210078543.6
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102613069A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 姚姝;陳濤;張亞東;朱鎮;趙慶勇;周麗慧;于新;趙春芳;趙凌;王才林
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張素卿

一、技術領域

本發明涉及一種改良BT型粳稻恢復系條紋葉枯病抗性的育種方法，屬于水稻遺傳改良與農業生物技術應用領域。

二、背景技術

水稻是我國第一大糧食作物，常年種植面積在3000萬公頃以上。其中雜交秈稻的種植面積達1,733萬公頃，約占秈稻面積的80%，水稻總面積的50%以上；而粳稻種植面積約為828萬公頃，主要以常規粳稻為主，雜交粳稻比例不足4%。與雜交秈稻相比，雜交粳稻的發展非常滯后（鄧華風等，雜交水稻，2006，21（1）：1-6；湯述翥等，雜交水稻，2008，23（1）：1-5；王才林，西南農業學報，2009，22（4）：1165-1169）。近年來，隨著人民生活水平的提高以及粳米消費需求的不斷增長，為具有增產潛力雜交粳稻的發展開拓了廣闊的空間。據資料顯示，如果雜交粳稻的年種植面積從占粳稻面積的3%?擴大到50%，就有希望每年增產35億公斤優質稻谷（鄧華風，雜交粳稻理論與實踐，2006，北京：中國農業出版社）。因此，加強雜交粳稻（特別是三系雜交粳稻）的品種選育，對保障我國糧食安全，促進農業增效、農民增收具有重要意義。

雄性不育系和恢復系是選配三系雜交粳稻優勢組合的基礎。在不育系選育方面，大多以BT?型（來自印度春秈品種，Chinsurah?BoroⅡ）雄性不育細胞質材料為受體，優良常規粳稻品種（品系）為供體，通過連續的回交轉育而成，其產量、品質和抗性等綜合形狀較好，其重點在于對開花、異交習性的選擇（袁隆平等，雜交水稻育種栽培學，1988，83-84；）；相比之，粳稻恢復系的選育周期長、難度大、過程相對繁瑣，其主要原因在于恢復系必須具有恢復基因，否則不能使后代雜交種具有自交結實的能力，而一般粳稻中沒有相應的恢復源，很難從已有的粳稻品種直接獲得恢復系，必須通過人工雜交、基因重組的方法將恢復基因從秈稻導入到粳稻中再進行單株測交鑒定。后來為簡化育種程序，就借助于不育細胞質來選育同質恢，但由于細胞質遺傳背景相同必定導致組合雜種優勢的降低（李建紅等，作物學報，2005，31（7）：851-857）。因此，雜交粳稻品種培育的重點在于恢復系的選育，而提高優良恢復系的選擇效率必須首先實現對恢復基因快速、準確的鑒定。

已有研究表明，粳稻BT型細胞質雄性不育系的育性恢復是由第10染色體長臂的Rf-1基因控制，它由兩個相關的育性恢復基因Rf1a?和Rf1b組成，編碼定向線粒體的PPR蛋白，其中Rf1a編碼的蛋白RF1A以內切方式切斷B-atp6/orf79?mRNA來阻止ORF79蛋白的產生使育性恢復，而Rf1b編碼的蛋白RF1B則通過降解B-atp6/orf79?mRNA?使育性恢復，在RF1A?和RF1B?同時存在時，RF1A?具有優先作用。與可以恢復胞質雄性不育的近等基因系（Rf-1Rf-1）相比，不能恢復胞質雄性不育的近等基因系（rf-1rf-1）在Rf1a位點上存在1?bp和574?bp兩處缺失（Komori?et?al.,?Euphytica,?2003,?129(2):?241-247；Wang?et?al.,?The?Plant?cell,?2006,?18(3):?676-687）。這些研究為進一步開發分子標記輔助選育粳稻恢復系奠定了重要基礎。

然而，粳稻恢復系的選育不僅在于恢復性的保留、農藝性狀的提高，同時在育種目標中還必須兼顧一些地區性重大病害的抗性。條紋葉枯病（Rice?stripe?disease）是由灰飛虱傳播條紋葉枯病毒（Rice?stripe?virus，RSV）引起的一種水稻病害。1998年以來，該病在江蘇省的發生呈猛烈上升的趨勢，2000年首次在蘇北地區暴發，至2009年已連續10年在江蘇省內流行，并向周邊上海、浙江、安徽等省（市）蔓延，成為影響長江中下游地區粳稻生產的重要病害。據初步統計，蘇、浙、滬、皖等地條紋葉枯病的年受害面積都在3000萬畝以上，其中輕度感病（病株率<5%）的面積約占60~70%，偏重發病（病株率為10-30%）的面積占15-20%，重發成災（病株率>30%）的面積為3~5%，嚴重田塊甚至顆粒無收，給農戶造成慘重的經濟損失（王才林等，江蘇農業科學，2006，3：1-5）。