专利名称：一种早晚直播连作水稻品种选育方法
技术领域：
本发明涉及一种适应轻简栽培耕作方式的水稻品种选育方法。品种和技术相结合，达到水稻生产过程降低劳动强度和工本，提高生产效率的目的。
背景技术：
水稻是我国最重要的粮食作物之一。双季稻的生产在我国水稻生产中占有重要的地位。我国南方稻区一般光温条件能满足双季稻的生产要求。安徽位于该区的北缘，水稻生产光温条件基本满足一年两季的双季稻的生产。全省在粮食恢复时期双季稻种植面积有较大的发展。历史上，最大种植面积达1600万亩。由于双季稻生产劳动强度大、效益低，面积直线下降，到目前只有800万亩左右。但是，双季稻生产有它的特点早稻节水、省工省肥、病虫害轻，基本上不施农药；晚稻米质优，两季总产比单季高等，因此，发展双季稻生产无论对提高粮食总产，还是对水资源高效利用，无公害、优质米生产等这些与社会可持续发展和公众健康相关的技术发展有重要意义。目前耕地面积不断减少、人口增加对粮食需求刚性增加情况下，提高粮食复种指数，扩大复种面积显得十分重要。发展双季稻种植无疑是提高水稻总产的重要举措。然而，双季稻生产劳动强度大、用工多、效率低等因素影响了农民种植的积极性。农村奔小康，城镇化是必由之路，加上农村人口进城务工，农村劳动力出现高龄化，劳动力知识水平下降，科学技术推广普及率低，造成了栽培技术不到位，化肥、农药以及灌溉水利用率低等，使得水稻单产和总产严重滑坡。
轻简栽培稻作技术的发展，让农民从繁重的稻作中解放出来，提高水稻复种指数，扩大种植面积，增加粮食总产，成为水稻生产可持续发展的重要途径。近年来水稻轻简栽培技术得到快速的发展。以安徽为例全省直播早稻面积已占早稻播种面积的80％以上。水稻直播、化学除草以及机械化收割等轻简栽培技术的发展，大大减轻了稻农的劳动强度，早、晚直播面积也有较大的发展。由于早晚稻品种播种、开花、灌浆、结实等各个生育时期的光温条件不同，长期以来在早晚稻品种对光温反应的特性有很大的不同。一般早稻感温、晚稻感光。所以早稻直播遇低温成苗难和晚稻直播前、后茬使用的品种不同，前茬收获时的落粒，会造成后茬水稻品种混杂以及水稻自身杂草化，严重影响了后季水稻的产量和商品性等。显然，目前的品种不能适应早晚直播连作耕作方式的需求，成为轻简栽培技术推广的“瓶颈”。
发明内容
本发明的目的提供一种早晚直播连作水稻品种选育方法，选育适宜轻简栽培稻作技术的品种，将彻底解决稻农“面朝黄泥背朝天”的千年枷锁，极大提高农民种植双季稻的积极性。
本发明确定适宜早晚直播连作的水稻品种选育目标是品种发芽具有耐低温、低氧的特性；休眠期短、在12℃左右、淹水条件下能够确保一播成苗；品种的基本营养期稳定，对光温较为钝感，前期株型较为松散，后期株型挺括；千粒重较低，约20克左右；后期灌浆速度快，灌浆成熟期短，约23~25天；另外要求具有适宜性广，抗逆性强和米质优等特点。
在育种方法上，利用离子束诱变技术创建适宜轻简栽培的直播水稻新种质。离子束诱变结合杂交、回交，不断修饰和聚合优良基因，利用人工模拟控制条件和自然条件结合，对品种进行多重选择。
对品种进行设计产量结构突出多穗、大穗、高结实率和小籽粒(千粒重低)。主要是减少由于早晚连作直播带来的大田有效生长期缩短，对产量的影响。通过降低千粒重，缩短灌浆成熟期以确保营养生长期的稳定。
在生态上早晚直播连作，在早季收获后经过整地、播种、出苗大约有一周时间大田空闲期，这使水稻主要害虫如二化螟、三化螟的繁殖、生长失去寄主田块。特别是大面积的早晚连作直播，取消了晚稻育秧环节，切断害虫的“桥梁田”。可以有效的减少晚稻害虫的危害，降低病虫害防治的工本和农药对环境的污染。
本发明的技术方案如下一种早晚直播连作水稻品种选育方法，其特征在于筛选具有种子萌发后耐低温、耐缺氧；休眠期短、对光、温钝感、耐高温等优良基因的材料，通过种间杂交、回交以及离子束介导的远缘杂交，实现多个有利基因的重组、聚合，利用离子束辐照加快远缘杂交后代的稳定，另一方面对后代材料进行基因修饰，获得品种基本营养期稳定，对光温较为钝感，前期株型较为松散，后期株型挺括；千粒重较低，约20克左右；后期灌浆速度快，灌浆成熟期短，约23~25天；适宜性广，抗逆性强和米质优的品种。
上述选育方法中的筛选是围绕育种目标对早晚连作直播水稻品种的重要性状进行全生育期，多目标，分子、生理、生化、个体和群体水平的目标性状鉴定选择，具体方法是耐寒性室内筛选在萌发期将萌发的种子放置在5℃冰箱5-7天后测量电导率并移至25℃人工气候箱补光恢复生长1-2周，调查发芽率、成苗率、苗高等。在人工气候箱补光、12℃条件下继续生长鉴定苗期耐寒性，筛选出耐寒性强的个体；自然条件的筛选将已萌发的种子3月中、下旬，在地温没有稳定通过12℃，气温没有稳定通过15℃条件下，播种在大田鉴定圃，利用气候的变化鉴定筛选耐寒性强的单株和株系；耐寒基因的分子标记辅助选择已经发展利用RAPD分子标记辅助选择水稻耐寒基因的技术，选择具有耐寒基因相关的RAPD标记的单株和株系；幼芽耐低温性、耐缺氧性将萌发的种子放置在水温12℃、水深15-20厘米的水箱中2-3周，调查苗高、根长并在适温下观察恢复生长情况；感光性、感温性；一是通过在光周期敏感期进行短日照处理，此方法适合早期对个体的筛选。另外通过分期播种，观察播始历期的变化，了解品种的光温反应；此方法适合后期对株系的筛选。
种子休眠性收取成熟单穗，用25℃流水浸泡，1-2周后调查种子发芽情况。
离子束辐照是指对品种中的不良性状采用离子束、钴60进行基因修饰。
生态、生产实验试种对育成的水稻品种要在不同的生态区进行实验试种，进一步鉴定其对不同生态区的适应性；生产实验摸索品种的栽培特性以及相应的配套栽培技术。在此基础上进入品种区域实验程序。
发明效果利用离子束注入技术创建早晚兼用直播型水稻新品种，实验表明，育得的品种在结合高产、优质的基础上表现出前期耐春寒、后期耐寒露风、对光温较为钝感、基本营养期稳定，千粒重较低，后期灌浆速度快，灌浆成熟期短的特点有利于早熟性和丰产性的协调；它的育成为实现水稻轻型栽培、增产增效提供了一个新的途径。试种时两季亩产达到1000公斤以上。
早晚直播除了为农民告别传统的栽培方式提供了技术上的支撑，大大减轻了双季稻作的劳动强度，同时可以省工、节本、免耕以及减轻病虫害等。由于晚季直播在季节上避开二化螟繁殖期，少施农药，环境效益可观。经初步调查，早晚连作直播栽培与最轻型的抛秧技术比较，每亩节约工本、农药费等200元/年。
具体实施例方式
实施例一早籼768/早籼774//晚籼马坝小粘的杂交后代(F6)，通过离子束诱变(N+、能量30keV、剂量5×1015~2×1016)，经过四年八代的选育，于2000年秋季育成了1139-3等水稻新品系，2001年春季进行品比试验，1139-3单产486.5公斤。2001年秋季种植0.79亩，实测亩产457.4公斤；2002年春季至2003年秋季，对早晚连作新品种1139-3进行春秋两季连续跟踪现场测产，2002年种植6亩，两季亩产1124.5公斤；2003年种植32亩，两季亩产1004.3公斤。2004年安徽省品种审定委员会组织多点生产实验，1139-3平均亩产423kg较对照品种嘉籼442增产10.82％。
实施例二通过杂交将云南水稻冲腿、云恢72等品种中的耐寒基因转移到离子束诱变育成的早稻品种早籼14，在室内低温胁迫条件，筛选发芽、出苗耐寒性强的水稻新品系，通过田间连续多年鉴定，育成了耐寒性强的早稻新品种直早038，该品系耐寒性强，在10~12℃低温条件下，可以达到75％的成苗率。连续两年3月下旬播种，基本实现一播全苗，使播种期提前20天左右。2003年和2004年参加安徽省早籼区试，该品种表现苗期抗寒性强、米质优、产量高，两年平均亩产435公斤，较对照增产3.5％。2003年和2004年在省内组织直播稻生产试种示范，种植面积约2000亩左右。一般亩产达450公斤，深受农民欢迎。
权利要求
1.一种早晚直播连作水稻品种选育方法，其特征在于筛选具有种子萌发后耐低温、耐缺氧；休眠期短、对光温钝感、耐高温等优良基因的材料，通过种间杂交、回交以及离子束介导的远缘杂交，实现多个有利基因的重组、聚合，利用离子束辐照加快远缘杂交后代的稳定，另一方面对后代材料进行基因修饰，获得品种基本营养期稳定适宜性广，抗逆性强和米质优的品种。
2.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于筛选是围绕育种目标对早晚连作直播水稻品种的重要性状进行全生育期、多目标；分子、生理、生化、个体和群体水平的目标性状鉴定选择，具体方法是耐寒性室内筛选在萌发期将萌发的种子放置在5℃冰箱5-7天后测量电导率并移至25℃人工气候箱补光恢复生长1-2周，调查发芽率、成苗率、苗高等，在人工气候箱补光、12℃条件下继续生长鉴定苗期耐寒性，筛选出耐寒性强的个体；自然条件的筛选将已萌发的种子3月中、下旬，在地温没有稳定通过12℃，气温没有稳定通过15℃条件下，播种在大田鉴定圃，利用气候的变化鉴定筛选耐寒性强的单株和株系；耐寒基因的分子标记辅助选择已经发展利用RAPD分子标记辅助选择水稻耐寒基因的技术，选择具有耐寒基因相关的RAPD标记的单株和株系；幼芽耐低温性、耐缺氧性将萌发的种子放置在水温12℃、水深15-20厘米的水箱中2-3周，调查苗高、根长并在适温下观察恢复生长情况；感光性、感温性；一是通过在光周期敏感期进行短日照处理，此方法适合早期对个体的筛选。另外通过分期播种，观察播始历期的变化，了解品种的光温反应；此方法适合后期对株系的筛选；种子休眠性收取成熟单穗，用25℃流水浸泡，1-2周后调查种子发芽情况。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的离子束辐照是指对品种中的不良性状采用离子束、钴60进行基因修饰。
全文摘要
本发明公开了一种早晚直播连作水稻品种选育方法，其特征在于筛选具有种子萌发后耐低温、耐缺氧；休眠期短、对光温钝感、耐高温等优良基因的材料，通过种间杂交、回交以及离子束介导的远缘杂交，实现多个有利基因的重组、聚合，利用离子束辐照加快远缘杂交后代的稳定，另一方面对后代材料进行基因修饰，获得品种基本营养期稳定适宜性广，抗逆性强和米质优的品种。
文档编号A01G16/00GK1679390SQ20051003771
公开日2005年10月12日 申请日期2005年1月27日 优先权日2005年1月27日
发明者余增亮, 程太平, 吴跃进, 王安东, 杨惠成, 吴敬德 申请人:中国科学院等离子体物理研究所