[发明专利]一种利用单片段置换系聚合改良水稻抽穗扬花期及灌浆期耐热性的分子育种方法

说明书

本发明属于分子育种领域，涉及一种培育水稻抽穗扬花期及灌浆期耐热性新品种的分子育种方法。该方法是以保藏号为CGMCC NO.12532的中籼两系骨干恢复系9311为母本，保藏号为CGMCC NO.12534和CGMCC NO.12535的元江普通野生稻单片段置换系YJ07‑04‑06和YJ01‑05‑03杂交得到的F₁为亲本，互交1代，与轮回亲本回交3代，再自交3代获得稳定纯合株系BC₃F₄，每代都是单穗收获；再以分子标记辅助选择结合人工气候室模拟高温胁迫鉴定获得水稻新品系。利用这一方法，已经培育出水稻抽穗扬花期及灌浆期都显著耐热的新品系“元野3号”。通过分子标记辅助选择目标性状，可在3‑4年内快速高效培育出抽穗扬花期及灌浆期耐热恢复系。

技术领域

本发明属于分子育种领域，涉及一种利用单片段置换系聚合改良水稻抽穗扬花期及灌浆期耐热性的分子育种方法，具体涉及一种利用野生稻单片段置换系聚合同步改良水稻抽穗扬花期及灌浆期耐热性的分子育种方法。

背景技术

高温热害是影响全球水稻产量和品质的主要因子之一，也是中国稻作的主要自然灾害，主要发生在长江流域以南(熊振民，蔡洪法主编. 中国水稻. 北京:中国农业科技出版社，1992)。水稻高温障碍具有发生突然、成灾面积大、常造成严重减产等特点（王志刚,王磊, 林海, 庞乾林, 鄂志国, 张玉屏, 朱德峰. 水稻高温热害及耐热性研究进展[J].中国稻米, 2013, 19(1): 27–31）。全球热带地区水稻受到高温潜在威胁的面积约有4.0×106 hm², 我国长江流域也是水稻花期高温危害的重灾区, 湖南、湖北、江西、江苏、四川等地均有水稻高温灾害的报道, 受灾严重时不少品种大面积结实率降低到50%以下, 损失惨重（汪寿康, 汪更文, 汪又佳. 2003年水稻高温热害情况的调查[J].安徽农学通报,2004, 10(1): 27–35）。在水稻灌浆成熟期, 因高温缩短了灌浆成熟过程, 秕粒增多, 千粒重下降, 形成高温逼熟。因此, 水稻耐高温指标应包括两个方面: 一方面以花粉在培养基上的萌发率、柱头上的萌发率、结实率的下降为指标筛选孕穗期耐热品种。国外从20世纪70 年代开始就以高温胁迫后结实率与常温下结实率的比值为指标进行耐热品种的筛选以及耐热性的数量遗传分析。另一方面以千粒重的下降为指标, 筛选灌浆期耐热材料。水稻不同生长期对高温耐性不一样, 有的耐热性状QTL/基因在抽穗扬花期对高温有较强的耐性, 这一时期对结实率影响不大; 有的耐热性状QTL/基因在灌浆期较耐高温, 这一时期对千粒重影响不大。因此, 将这两类耐热性状QTL/基因聚合到一个材料中是耐热性水稻新种质创造的目标之一。

应用传统育种方法和分子标记辅助育种技术培育水稻耐热品种是目前最有效和可行的控制高温胁迫危害的方法。籼稻是栽培稻的一个亚种，主产区为长江中下游平原、四川盆地，江南各省，所以是遗传研究和育种的主要对象，但是这些地区的双季稻区的早稻抽穗扬花期经常遇到连续高温热害，影响杂交早稻高产组合的产量和品质。元江野生稻是长期生长在云南元江干热河谷地区的普通野生稻，具备了适应高温干旱等恶劣自然环境的特性。因此元江野生稻是重要的耐热及耐旱资源的重要来源。育种家们一直想通过种间杂交的方式把元江野生稻中耐热的基因导入到栽培稻中去，但是由于连锁累赘和杂交后代不容易稳定等原因限制了耐热品种的培育。分子标记技术在提高水稻耐热性育种中的应用大大减少了育种过程中选择的盲目性，快速实现外源优良种质向栽培品种渗透，拓宽了品种的遗传基础。国内外研究人员对耐热性进行了大量的QTL定位研究，有的已经用于标记辅助选择育种实践。