[發明專利]一種利用單片段置換系聚合改良水稻抽穗揚花期及灌漿期耐熱性的分子育種方法

在審

• 申請號: 201710655927.2
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN108703063A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 曹志斌;袁林峰;蔡耀輝;聶元元;李永輝;謝紅衛
• 申請（專利權）人: 江西省農業科學院
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04;C12Q1/6895
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 張榮

本發明屬于分子育種領域，涉及一種培育水稻抽穗揚花期及灌漿期耐熱性新品種的分子育種方法。該方法是以保藏號為CGMCC NO.12532的中秈兩系骨干恢復系9311為母本，保藏號為CGMCC NO.12534和CGMCC NO.12535的元江普通野生稻單片段置換系YJ07?04?06和YJ01?05?03雜交得到的F₁為親本，互交1代，與輪回親本回交3代，再自交3代獲得穩定純合株系BC₃F₄，每代都是單穗收獲；再以分子標記輔助選擇結合人工氣候室模擬高溫脅迫鑒定獲得水稻新品系。利用這一方法，已經培育出水稻抽穗揚花期及灌漿期都顯著耐熱的新品系“元野3號”。通過分子標記輔助選擇目標性狀，可在3?4年內快速高效培育出抽穗揚花期及灌漿期耐熱恢復系。

技術領域

本發明屬于分子育種領域，涉及一種利用單片段置換系聚合改良水稻抽穗揚花期及灌漿期耐熱性的分子育種方法，具體涉及一種利用野生稻單片段置換系聚合同步改良水稻抽穗揚花期及灌漿期耐熱性的分子育種方法。

背景技術

高溫熱害是影響全球水稻產量和品質的主要因子之一，也是中國稻作的主要自然災害，主要發生在長江流域以南(熊振民，蔡洪法主編. 中國水稻. 北京:中國農業科技出版社，1992)。水稻高溫障礙具有發生突然、成災面積大、常造成嚴重減產等特點（王志剛,王磊, 林海, 龐乾林, 鄂志國, 張玉屏, 朱德峰. 水稻高溫熱害及耐熱性研究進展[J].中國稻米, 2013, 19(1): 27–31）。全球熱帶地區水稻受到高溫潛在威脅的面積約有4.0×106 hm², 我國長江流域也是水稻花期高溫危害的重災區, 湖南、湖北、江西、江蘇、四川等地均有水稻高溫災害的報道, 受災嚴重時不少品種大面積結實率降低到50%以下, 損失慘重（汪壽康, 汪更文, 汪又佳. 2003年水稻高溫熱害情況的調查[J].安徽農學通報,2004, 10(1): 27–35）。在水稻灌漿成熟期, 因高溫縮短了灌漿成熟過程, 秕粒增多, 千粒重下降, 形成高溫逼熟。因此, 水稻耐高溫指標應包括兩個方面: 一方面以花粉在培養基上的萌發率、柱頭上的萌發率、結實率的下降為指標篩選孕穗期耐熱品種。國外從20世紀70 年代開始就以高溫脅迫后結實率與常溫下結實率的比值為指標進行耐熱品種的篩選以及耐熱性的數量遺傳分析。另一方面以千粒重的下降為指標, 篩選灌漿期耐熱材料。水稻不同生長期對高溫耐性不一樣, 有的耐熱性狀QTL/基因在抽穗揚花期對高溫有較強的耐性, 這一時期對結實率影響不大; 有的耐熱性狀QTL/基因在灌漿期較耐高溫, 這一時期對千粒重影響不大。因此, 將這兩類耐熱性狀QTL/基因聚合到一個材料中是耐熱性水稻新種質創造的目標之一。

應用傳統育種方法和分子標記輔助育種技術培育水稻耐熱品種是目前最有效和可行的控制高溫脅迫危害的方法。秈稻是栽培稻的一個亞種，主產區為長江中下游平原、四川盆地，江南各省，所以是遺傳研究和育種的主要對象，但是這些地區的雙季稻區的早稻抽穗揚花期經常遇到連續高溫熱害，影響雜交早稻高產組合的產量和品質。元江野生稻是長期生長在云南元江干熱河谷地區的普通野生稻，具備了適應高溫干旱等惡劣自然環境的特性。因此元江野生稻是重要的耐熱及耐旱資源的重要來源。育種家們一直想通過種間雜交的方式把元江野生稻中耐熱的基因導入到栽培稻中去，但是由于連鎖累贅和雜交后代不容易穩定等原因限制了耐熱品種的培育。分子標記技術在提高水稻耐熱性育種中的應用大大減少了育種過程中選擇的盲目性，快速實現外源優良種質向栽培品種滲透，拓寬了品種的遺傳基礎。國內外研究人員對耐熱性進行了大量的QTL定位研究，有的已經用于標記輔助選擇育種實踐。