[發(fā)明專利]一種水稻高溫抗性突變株的篩選方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710104408.7
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106818487B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋立勝
• 申請（專利權(quán)）人: 新沂宏志商務(wù)服務(wù)中心
• 主分類號: A01H4/00
• 分類號: A01H4/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種水稻高溫抗性突變株的篩選方法，步驟如下：1）選擇優(yōu)良的粳稻品種/系作為高溫抗性突變株篩選源；2）取突變株篩選源的花藥進(jìn)行誘導(dǎo)培養(yǎng)，得到花藥愈傷后進(jìn)行熱處理；3）挑選花藥愈傷轉(zhuǎn)入分化培養(yǎng)基，進(jìn)行常溫分化培養(yǎng)～熱處理循環(huán)；4）將活性愈傷投入復(fù)蘇劑中浸泡，然后轉(zhuǎn)入新分化培養(yǎng)基中繼續(xù)分化培養(yǎng)；5）愈傷組織誘導(dǎo)出苗后，轉(zhuǎn)入繼代培養(yǎng)基中壯苗，煉苗后移栽入溫室；6）花培苗單株收種獲得花培家系，進(jìn)一步高溫抗性篩選獲得高溫抗性突變株。本發(fā)明通過選擇花培愈傷熱處理作為高溫抗性突變株篩選壓，通過循環(huán)熱處理、復(fù)蘇劑處理來保障愈傷的存活，可以有效獲得水稻高溫抗性突變株，縮短了水稻高溫抗性育種周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種水稻高溫抗性突變株的篩選方法。

背景技術(shù)

我國是稻米生產(chǎn)和消費(fèi)大國，水稻播種面積和產(chǎn)量均居全國糧食作物首位?，F(xiàn)階段我國稻谷年播種面積在3000萬hm以上，產(chǎn)量突破2億t，約占全國糧食總產(chǎn)量的40%和世界稻谷總產(chǎn)量的30%左右。全國有60%左右的人口以大米為主食，年消費(fèi)量l.35億噸。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織預(yù)測，世界人口在2050年將上升至91億人，全球糧食產(chǎn)出需增長70%才有可能滿足迅速增長的人口需求。由此可見水稻生產(chǎn)作為主要糧食來源不僅關(guān)系到我國糧食安全而且直接影響到世界糧食安全。

隨著社會工業(yè)化的不斷發(fā)展，大量的溫室氣體被排放到空氣中，使得全球溫度不斷上升，極端高溫出現(xiàn)十分常見，有時甚至長時間高溫，這使水稻的種植生產(chǎn)受到很大改變，全球熱帶地區(qū)就有超過400萬hm²的水稻受熱害脅迫，而且還再不斷增加。水稻高溫?zé)岷σ彩侵袊咀鞯闹饕匀粸?zāi)害，主要發(fā)生在長江流域以南，較嚴(yán)重的地區(qū)是江西的大部、湖南的東部、福建的西部、浙江的西南部、四川的東部和廣東的東北部。這些地區(qū)的雙季早稻開花灌漿期、早熟中稻孕穗期至抽穗開花期，往往處于7-8月盛夏高溫季節(jié)，從而導(dǎo)致不能正常散粉、受精，籽粒灌漿不飽滿，即“高溫逼熟”。

高溫脅迫導(dǎo)致植物體內(nèi)O₂^-和大量自由基產(chǎn)生，膜脂過氧化加劇，細(xì)胞膜的完整性破壞。研究發(fā)現(xiàn)，隨高溫脅迫時間延長，O₂^-產(chǎn)生速率迅速增大，氧的自由基的產(chǎn)生與清除的平衡被打破。高溫使作物質(zhì)膜飽和程度下降，質(zhì)膜透性增大，電解質(zhì)外滲量增大，電導(dǎo)率升高，膜脂過氧化產(chǎn)物-丙二醛的含量增大。高溫主要影響類囊體的物理化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)組織，導(dǎo)致細(xì)胞膜的解體和細(xì)胞組分的降解。夜間高溫脅迫引起水稻葉片葉綠素-蛋白復(fù)合體的結(jié)合度和葉綠素含量下降，光合效率降低，出現(xiàn)氧化傷害癥狀。灌漿期高溫脅迫引起水稻劍葉葉綠素含量、梭化酶活性降低，光合速率顯著下降。高溫脅迫后作物體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生降解，作物體內(nèi)游離氨基酸含量增加，當(dāng)氨基酸含量過高時，會使植物產(chǎn)生氨中毒。

研究發(fā)現(xiàn)，水稻生殖生長階段對高溫脅迫的敏感程度高于營養(yǎng)生長階段。水稻減數(shù)分裂和抽穗揚(yáng)花期時期，對溫度極為敏感，最適宜的溫度是25～30℃，30℃以上就會產(chǎn)生不利影響，當(dāng)平均溫度超過30℃，連續(xù)3d以上就會造成花粉的受精程度和花藥的生活力下降，以致花粉不能正常發(fā)育并最終導(dǎo)致花粉敗育，進(jìn)而影響穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率；水稻抽穗開花期對溫度特別敏感，也是受危害最為嚴(yán)重的時期，Satake等研究表明水稻抽穗開花期持續(xù)5d的35℃以上高溫，就會影響花粉管伸長和正常散粉，導(dǎo)致不能受精而形成空、秕粒；灌漿期遇到高溫可以加快水稻灌漿速度，縮短灌漿時間，35℃以上高溫就會導(dǎo)致水稻灌漿速率明顯下降，子粒的充實(shí)度受到影響，使得產(chǎn)量和粒重都顯著降低。綜合而言，作為產(chǎn)量構(gòu)成因素中最為重要的結(jié)實(shí)率的下降是熱害最為敏感的指標(biāo)之一，可綜合反映水稻穎花開放、撒粉和受精的綜合受害程度，高溫下結(jié)實(shí)率的穩(wěn)定性是耐熱性的重要指標(biāo)。