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一種提高雜交水稻品質的育種方法.pdf

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一種 提高 雜交 水稻 品質 育種 方法
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摘要
申請專利號:

CN201210116751.0

申請日:

2012.04.20

公開號:

CN102630554B

公開日:

2014.11.19

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A01H 1/02申請日:20120420|||公開
IPC分類號: A01H1/02; A01H1/04 主分類號: A01H1/02
申請人: 重慶市農業科學院
發明人: 王楚桃; 何永歆; 李順武; 李賢勇; 朱子超; 歐陽杰; 梁永書
地址: 401329 重慶市九龍坡區白市驛鎮
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210116751.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2014.11.19|||2012.10.03|||2012.08.15

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種提高雜交水稻品質的育種方法,(1)資源材料選定:選用從越南引進的X21作為直鏈淀粉含量的遺傳資源,篩選出控制該直鏈淀粉含量Wx基因的分子標記;用重慶市種子公司培育的綜合農藝性狀優良的保持系Q2B作為保持系骨干親本,用Q2A作為野敗型不育胞質供體;用四川農業大學水稻所培育的恢復系蜀恢527作為恢復系骨干親本,江蘇里下河農科所培育的恢復系R818為抗白葉枯病供體,四川省農科院作物所培育的恢復系成恢047為抗稻瘟病供體;(2)恢復系培育;(3)不育系培育;(4)雜交組合:用不育系慶1A與恢復系R78配制的雜交組合第十年參加重慶市區試,第十一年參加續試和生產試驗,第十二年通過重慶市審定,定名為慶優78。

權利要求書

1.一種提高雜交水稻品質的育種方法,其特征在于,(1)資源材料選定:選用
從越南引進的X21作為直鏈淀粉含量的遺傳資源,篩選出控制該直鏈淀粉含量Wx基因
的分子標記;用重慶市種子公司培育的綜合農藝性狀優良的保持系Q2B作為保持系骨干
親本,用Q2A作為野敗型不育胞質供體;用四川農業大學水稻所培育的恢復系蜀恢527
作為恢復系骨干親本,江蘇里下河農科所培育的恢復系R818為抗白葉枯病供體,四川
省農科院作物所培育的恢復系成恢047為抗稻瘟病供體;
(2)恢復系培育:第一年春在海南用蜀恢527作母本與X21雜交,經過第一年夏、
秋和第二年夏加代,第二年秋在海南雜交第三代(F3)中選擇農藝性狀優良的個體檢測
目標Wx基因和測定恢復力;第三年夏在重慶選擇雜交第四代(F4)中具有恢復力、攜帶
目標Wx基因的個體與成恢047雜交,第三年秋、第四年夏和秋加代,第五年夏在重慶
雜交第四代(F4)中選擇農藝性狀優良的個體檢測目標Wx基因和稻瘟病抗性;第五年秋
在海南選擇雜交第五代(F5)中攜帶目標Wx基因、抗稻瘟病的個體再與R818雜交,第
六年夏和秋、第七年夏加代;第七年秋在海南雜交第四代(F4)株系中選擇63個農藝性
狀優良、抗白葉枯病的個體與攜帶目標Wx基因的不育系慶1A進行雜種優勢初測,第八
年夏在重慶選擇有恢復力的個體進行抗稻瘟病、目標Wx基因和綜合品質測定,篩選出
目標恢復系;第八年秋在海南用雜交第六代(F6)中選擇抗白葉枯病、直鏈淀粉含量在
22%左右、抗稻瘟病的5個目標恢復系再與慶1A進行雜交組合制種,第九年夏配的制雜
交組合在重慶不同生態點進行豐產性、抗性和品質測定,選擇稻瘟病抗性小于或等于5
級、比對照增產5%以上、綜合品質達國頒三級、生育期與對照相當的雜交組合恢復系
R78定型;
(3)不育系培育:第三年秋在海南用保持系Q2B作母本與X21進行雜交,經過第
四年春和夏加代,第四年秋選擇綜合農藝性狀和異交習性優良的個體跟蹤檢測目標Wx
基因;第五年春在海南用雜交第四代(F4)株系中攜帶目標Wx基因的個體與不育系Q2A
測定保持力;從第五代(F5)至第八代(F8)選擇具有保持力、綜合農藝性狀和異交習
性優良株系中的個體再與對應的不育系持續回交和保持系加代穩定,每年在海南春季、
重慶夏季和海南秋季分別回交加代1次;第六年夏在重慶選擇與不育胞質回交4次、加
代七次的保持系26個跟蹤檢測目標Wx基因和測定直鏈淀粉含量;第六年秋在海南選擇
直鏈淀粉含量為22%左右的保持系對應的不育系與普通恢復系配制雜交組合;第七年夏
在重慶檢測雜交組合的雜種優勢;第七年秋在海南選擇具有優勢的雜交組合對應的不育
系再與攜帶目標Wx基因的恢復系進行雜種優勢復測;第八年夏季在重慶篩選目標組合,
并測定目標組合的直鏈淀粉含量,篩選出稻瘟病抗性小于或等于5級、比對照增產5%
以上、直鏈淀粉含量為22.5%、生育期與對照II優838相當的雜交組合,不育系慶1A
定型;
(4)雜交組合:用不育系慶1A與恢復系R78配制的雜交組合第十年參加重慶市區
試,第十一年參加續試和生產試驗,第十二年通過重慶市審定,定名為慶優78。

說明書

一種提高雜交水稻品質的育種方法

技術領域

本發明涉及的是一種提高雜交水稻品質的育種方法。

背景技術

雜交水稻是通過母本與父本雜交獲得雜交種子,再利用雜種第一代(F1)的來生產
稻谷,雜交稻具有雜種優勢,比常規純系品種顯著增產。獲得雜種優勢的前提是母本與
父本具備較大的遺傳差距,要求母本與父本具備不同的遺傳背景和育種目標。現有雜交
水稻育種技術培育出的父母本之間品質性狀存在較大差異,由于雜種第一代(F1)生產
的稻谷實際上是第二代(F2)的個體,其品質性狀必然發生分離,食用的雜交稻米為不
同品質谷粒的混合體,測試的品質為混合樣的平均值,不能代表谷粒的真實品質,同等
測試品質的雜交稻比常規純系品種的食味性差,現有高檔優質米仍然以常規純系品種為
主體,難以培育出高檔優質雜交稻。

決定稻米蒸煮和食味品質的關鍵指標是直鏈淀粉含量、糊化溫度、膠稠度和蛋白質
含量。其中直鏈淀粉含量主要由遺傳背景決定,受環境和栽培因子的影響較小,且與糊
化溫度和膠稠度具有相關性;蛋白質含量雖然受遺傳背景的影響,但環境和栽培因子的
影響更大。稻米直鏈淀粉含量受Wx基因控制,攜帶不同Wx基因的品種會生產出不同直
鏈淀粉含量的稻谷。目前生產上缺乏來源于同一遺傳背景Wx基因的父母本配組的雜交
組合,父本直鏈淀粉含量絕大多數在12%左右;母本分為高直鏈淀粉和低直鏈淀粉兩類,
高直鏈淀粉的含量在22%左右,低直鏈淀粉的含量在14%左右,生產出的稻谷不同谷粒
之間直鏈淀粉含量差異在5個百分點以上,導致不同谷粒之間糊化溫度和膠稠度不一致。

現有優質雜交水稻育種技術方案為:選擇具備較大遺傳背景差異、品質優異的常
規純系品種或品系,分別作為不育系(母本)和恢復系(父本)品質改良的遺傳資源,
通過人工雜交和不育系與恢復系的選育方法進行培育;再用培育出的新不育系和恢復系
配制雜交組合,根據雜交組合的雜種優勢和測試的品質選擇高產優質的組合用于生產。

現有技術培育的雜交稻測試品質與實際品質存在差異,不能生產出不同谷粒之間
品質均一的高檔優質品種。由于不育系(母本)和恢復系(父本)中決定稻米品質的基
因型不一致,其雜交組合生產出的稻谷在不同谷粒之間的品質性狀發生分離,而目前法
定品質測試方法是取混合樣500克進行檢測,其檢測值不能代表谷粒的真實品質,符合
優質稻米品質的品種實際上并非優質稻,蒸煮和食味品質不及同等測試品質的常規純系
品種,難以培育出高檔品質的雜交稻。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種提高雜交水稻品質的
育種方法。

本發明的技術方案如下:

一種提高雜交水稻品質的育種方法,(1)資源材料選定:選用從越南引進的X21
作為直鏈淀粉含量的遺傳資源,篩選出控制該直鏈淀粉含量Wx基因的分子標記;用重
慶市種子公司培育的綜合農藝性狀優良的保持系Q2B作為保持系骨干親本,用Q2A作為
野敗型不育胞質供體;用四川農業大學水稻所培育的恢復系蜀恢527作為恢復系骨干親
本,江蘇里下河農科所培育的恢復系R818為抗白葉枯病供體,四川省農科院作物所培
育的恢復系成恢047為抗稻瘟病供體;

(2)恢復系培育:第一年春在海南用蜀恢527作母本與X21雜交,經過第一年夏、
秋和第二年夏加代,第二年秋在海南雜交第三代(F3)中選擇農藝性狀優良的個體檢測
目標Wx基因和測定恢復力;第三年夏在重慶選擇雜交第四代(F4)中具有恢復力、攜帶
目標Wx基因的個體與成恢047雜交,第三年秋、第四年夏和秋加代,第五年夏在重慶
雜交第四代(F4)中選擇農藝性狀優良的個體檢測目標Wx基因和稻瘟病抗性;第五年秋
在海南選擇雜交第五代(F5)中攜帶目標Wx基因、抗稻瘟病的個體再與R818雜交,第
六年夏和秋、第七年夏加代;第七年秋在海南雜交第四代(F4)株系中選擇63個農藝性
狀優良、抗白葉枯病的個體與攜帶目標Wx基因的不育系慶1A進行雜種優勢初測,第八
年夏在重慶選擇有恢復力的個體進行抗稻瘟病、目標Wx基因和綜合品質測定,篩選出
目標恢復系;第八年秋在海南用雜交第六代(F6)中選擇抗白葉枯病、直鏈淀粉含量在
22%左右、抗稻瘟病的5個目標恢復系再與慶1A進行雜交組合制種,第九年夏配的制雜
交組合在重慶不同生態點進行豐產性、抗性和品質測定,選擇稻瘟病抗性小于或等于5
級、比對照增產5%以上、綜合品質達國頒三級、生育期與對照相當的雜交組合恢復系
R78定型;

(3)不育系培育:第三年秋在海南用保持系Q2B作母本與X21進行雜交,經過第
四年春和夏加代,第四年秋選擇綜合農藝性狀和異交習性優良的個體跟蹤檢測目標Wx
基因;第五年春在海南用雜交第四代(F4)株系中攜帶目標Wx基因的個體與不育系Q2A
測定保持力;從第五代(F5)至第八代(F8)選擇具有保持力、綜合農藝性狀和異交習
性優良株系中的個體再與對應的不育系持續回交和保持系加代穩定,每年在海南春季、
重慶夏季和海南秋季分別回交加代1次;第六年夏在重慶選擇與不育胞質回交4次、加
代七次的保持系26個跟蹤檢測目標Wx基因和測定直鏈淀粉含量;第六年秋在海南選擇
直鏈淀粉含量為22%左右的保持系對應的不育系與普通恢復系配制雜交組合;第七年夏
在重慶檢測雜交組合的雜種優勢;第七年秋在海南選擇具有優勢的雜交組合對應的不育
系再與攜帶目標Wx基因的恢復系進行雜種優勢復測;第八年夏季在重慶篩選目標組合,
并測定目標組合的直鏈淀粉含量,篩選出稻瘟病抗性小于或等于5級、比對照增產5%
以上、直鏈淀粉含量為22.5%、生育期與對照II優838相當的雜交組合,不育系慶1A
定型;

(4)雜交組合:用不育系慶1A與恢復系R78配制的雜交組合第十年參加重慶市區
試,第十一年參加續試和生產試驗,第十二年通過重慶市審定,定名為慶優78。

本發明利用同一遺傳背景的控制直鏈淀粉的Wx基因,通過人工雜交分別與現有骨
干不育系(母本)和恢復系(父本)雜交、復交,通過分子標記技術對Wx基因和直鏈
淀粉含量進行跟蹤檢測,培育出直鏈淀粉含量在22%左右的不育系慶1A和恢復系R78,
配組的雜交組合慶優78于2010年通過重慶市審定,生產出的雜交稻谷通過農業部稻米
及制品質量監督檢驗中心(杭州)檢測的直鏈淀粉含量為22.5%。育種者對慶優78不同
谷粒的直鏈淀粉也進行了檢測,谷粒間差異小于2個百分點,食味品質與同品質常規純
系品種相當。

具體實施方式

以下結合具體實施例,對本發明進行詳細說明。

本實施例以慶優78培育過程為例進行說明,包括資源材料選定、恢復系培育、不
育系培育和雜交組合配制。

(1)資源材料選定:選用從越南引進的X21作為直鏈淀粉含量的遺傳資源,該材
料直鏈淀粉含量為22%,符合國頒二級優質標準,2000年篩選出控制該直鏈淀粉含量Wx
基因的分子標記;用重慶市種子公司培育的綜合農藝性狀優良的保持系Q2B作為保持系
骨干親本,用Q2A作為野敗型不育胞質供體;用四川農業大學水稻所培育的恢復系蜀恢
527作為恢復系骨干親本,江蘇里下河農科所培育的恢復系R818為抗白葉枯病供體,四
川省農科院作物所培育的恢復系成恢047為抗稻瘟病供體。

(2)恢復系培育:1999年春在海南用蜀恢527作母本與X21雜交,經過1999年夏、
秋和2000年夏加代,2000年秋在海南雜交第三代(F3)中選擇農藝性狀優良的個體檢
測目標Wx基因和測定恢復力;2001年夏在重慶選擇雜交第四代(F4)中具有恢復力、
攜帶目標Wx基因的個體與成恢047雜交,2001年秋、2002年夏和秋加代,2003年夏在
重慶雜交第四代(F4)中選擇農藝性狀優良的個體檢測目標Wx基因和稻瘟病抗性;2003
年秋在海南選擇雜交第五代(F5)中攜帶目標Wx基因、抗稻瘟病的個體再與R818雜交,
2004年夏和秋、2005年夏加代;2005年秋在海南雜交第四代(F4)株系中選擇63個農
藝性狀優良、抗白葉枯病的個體與攜帶目標Wx基因的不育系慶1A進行雜種優勢初測,
2006年夏在重慶選擇有恢復力的個體進行抗稻瘟病、目標Wx基因和綜合品質測定,篩
選出目標恢復系;2006年秋在海南用雜交第六代(F6)中選擇抗白葉枯病、直鏈淀粉含
量在22%左右、抗稻瘟病的5個目標恢復系再與慶1A進行雜交組合制種,2007年夏配
的制雜交組合在重慶不同生態點進行豐產性、抗性和品質測定,選擇稻瘟病抗性小于或
等于5級、比對照增產5%以上、綜合品質達國頒三級、生育期與對照相當的雜交組合恢
復系R78定型。R78的膠稠度65mm,直鏈淀粉含量22.1%。

(3)不育系培育:2001年秋在海南用保持系Q2B作母本與X21進行雜交,經過2002
年春和夏加代,2002年秋選擇綜合農藝性狀和異交習性優良的個體跟蹤檢測目標Wx基
因;2003年春在海南用雜交第四代(F4)株系中攜帶目標Wx基因的個體與不育系Q2A
測定保持力;從第五代(F5)至第八代(F8)選擇具有保持力、綜合農藝性狀和異交習
性優良株系中的個體再與對應的不育系持續回交和保持系加代穩定,每年在海南春季、
重慶夏季和海南秋季分別回交加代1次;2004年夏在重慶選擇與不育胞質回交4次、加
代七次的保持系26個跟蹤檢測目標Wx基因和測定直鏈淀粉含量;2004年秋在海南選擇
直鏈淀粉含量為22%左右的保持系對應的不育系與普通恢復系配制雜交組合;2005年夏
在重慶檢測雜交組合的雜種優勢;2005年秋在海南選擇具有優勢的雜交組合對應的不育
系再與攜帶目標Wx基因的恢復系進行雜種優勢復測;2006年夏季在重慶篩選目標組合,
并測定目標組合的直鏈淀粉含量,篩選出稻瘟病抗性小于或等于5級、比對照增產5%
以上、直鏈淀粉含量為22.5%、生育期與對照II優838相當的雜交組合,不育系慶1A
定型。慶1A的膠稠度62mm,直鏈淀粉含量22.2%。

(4)雜交組合:用不育系慶1A與恢復系R78配制的雜交組合2008年參加重慶市
區試,2009年參加續試和生產試驗,2010年通過重慶市審定,定名為慶優78。該組合
稻瘟病抗性5(中感),全生育期比對照II優838長1.5天,比對照增產9.58%,膠稠度
63mm,直鏈淀粉含量22.5%。不同谷粒的直鏈淀粉含量為21.4-22.8%,當地的常規優質
品種“小粒粘”不同谷粒的直鏈淀粉含量為19.2-20.7%,差異均小于2個百分點,食味
品質與同品質的常規純系品種相當。

采用本發明可培育以直鏈淀粉含量為核心的關鍵品質指標近等的不育系(母本)和
恢復系(父本),從而配制出谷粒之間品質性狀不分離的雜交稻組合,提高雜交稻品質,
縮小雜交稻與常規純系品種之間的品質差異,提供了一條切實可行的優質雜交水稻育種
新途徑。

應當理解的是,對本領域普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進或變換,
例如,利用本發明人培育出的關鍵品質指標近等的保持系和恢復系,分別與其他保持系
和恢復系雜交,培育關鍵品質指標近等的保持系和恢復系,再用保持系培育成不育系,
最后用不育系(母本)和恢復系配制出雜交組合。而所有這些改進和變換都應屬于本發
明所附權利要求的保護范圍。

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