一种杂交脆稻的选育方法与流程

1.本发明涉及水稻育种技术领域，尤其涉及一种杂交脆稻的选育方法。


背景技术：

2.脆稻的茎秆脆性强，很容易折断粉碎，但这种特性一般都在开花成熟后才逐渐表现，对产量和品质影响较小，也不影响抗倒伏性能。采用普通收割机收获，脆稻的秸秆就可轻易粉碎且断后长度短，更方便自然降解，同时脆嫩的秸秆易咀嚼消化，营养价值相对提高，也可作为牛、羊等反刍动物的新型饲料或饲料添加剂，有利于发展高端需求的禽畜养殖。
3.国内外多个研究单位均对脆稻有所研究，其中中国科学院合肥物质研究院选育了科脆粳1号、2号、3号等10余个优良脆稻品系，衢州市三易易生态农业科技有限公司与浙江大学合作选育了三易香脆粳、三易籼脆、三易脆粳1b等特色脆稻，但均为常规水稻新品种。脆稻除秸秆的特殊用途之外，其稻米同样可以食用，若与杂交水稻向结合，可以更好地发挥谷秆两用的功能。
4.因此，本发明提供一种杂交脆稻的选育方法，助推脆稻种植与清洁养殖的融合应用。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种杂交脆稻的选育方法，该方法培育保留目标杂交品种的高产抗病优质特性的脆稻杂交水稻新品种，更具有谷秆两用的显著优点，既助力国家对秸秆的综合使用，又推动大众的美味生活。
6.具体技术方案如下：
7.一种杂交脆稻的选育方法，包括以下步骤：
8.1)选育不育系：
9.(1-1)以三易脆粳1b为父本及回交亲本，与目标三系杂交水稻浙粳优1578的不育系a浙粳7a进行杂交及m次回交，得到bcmf1代种子；
10.(1-2)种植bcmf1代，选择脆性不育株，再与三易脆粳1b回交，得到bcmf2代种子；
11.(1-3)种植bcmf2代，先选留花粉不育且套袋不结实的不育株，再选留秸秆纤维素含量低的脆性不育系a
’1；与父本三易脆粳1b回交，得到不育系a
’2种子；
12.(1-4)种植不育系a
’2，以不育系浙粳7a为对照，鉴定不育系a
’2的不育性和开花习性，最终选留不育性彻底和开花习性好的不育系a
’3，与父本三易脆粳1b回交，得到不育系a
’4种子；
13.(1-5)种植不育系a
’4，选留不育性符合不育系特性的不育系a
’5，与父本三易脆粳1b回交，得到不育系a
’6种子；
14.2)选育恢复系：
15.(2-1)以目标三系杂交水稻浙粳优1578的恢复系r浙恢1578为父本及回交亲本，与
三易籼脆进行杂交及n次回交，得到bc
nf’1代种子；
16.(2-2)种植bc
nf’1代，自交后，收获bc
nf’2代种子；
17.(2-3)种植bc
nf’2代，选留秸秆纤维素含量低的脆性恢复系r
’1，与不育系a
’1成对测交，得到恢复系r
’2种子；
18.(2-4)种植恢复系r
’2，以恢复系r浙恢1578和目标三系杂交水稻浙粳优1578为对照，观察杂交组合a
’2×r’2，选留秸秆纤维素含量低的优良杂交组合及相应恢复系r
’3，与不育系a
’3成对测交，得到恢复系r
’4种子；
19.(2-5)种植恢复系r
’4，鉴定优良杂交组合a
’4×r’4的秸秆产量和稻谷产量，选留生物量和稻谷产量均高产的杂交组合及相应恢复系r
’5，得到恢复系r
’6的种子；
20.3)构建不育系a
’6、恢复系r
’6及其配制脆性杂交稻新品种的种子繁育生产体系，最终选育杂交脆稻。
21.其中，三易脆粳1b是衢州市三易易生态农业科技有限公司与浙江大学合作从浙粳7b中选育的脆稻新品种，已向农业农村部申请植物新品种权保护(申请号：20221001764)。
22.三易籼脆是衢州市三易易生态农业科技有限公司与浙江大学合作从籼稻恢复系9311中选育的脆稻新品种，已向农业农村部申请植物新品种权保护(申请号：20221001608)。
23.目标三系杂交水稻为浙粳优1578，其亲本不育系a为浙粳7a，恢复系r为浙恢1578。浙粳优1578是浙江勿忘农种业股份有限公司和浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所利用不育系浙粳7a与恢复系浙恢1578配组的三系杂交水稻新品种(国审稻20190028)。该品种抗病、优质、高产，具体表现为中抗稻瘟病，米质部颁三级，产量两年区域试验平均亩产724.46千克，比对照嘉优5号增产12.71％。
24.进一步地，步骤(1-1)中，m≤3；步骤(2-1)中，n≤3。
25.进一步地，所述脆性和纤维素含量低的判断标准为纤维素含量≤30％。
26.进一步地，步骤(1-4)中，所述开花习性好的评判标准为柱头外露率≥50％且晴天开花时间集中在10：30～11:30。
27.进一步地，步骤(2-5)中，生物量和稻谷产量均高产的判断标准为：鲜秸秆产量≥4500公斤/亩，稻谷产量≥600公斤/亩。
28.进一步地，步骤(2-5)中，优质抗病的判断标准为稻米食用品质达部颁一级，稻瘟病和叶白枯病为中感或以下。
29.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
30.(1)本发明将脆稻与目标杂交稻品种为基础的选育脆性杂交水稻新品种，良好保留了目标杂交品种的高产抗病优质特性，特别利于发明成果的直接落地，同时比杂交亲本及普通常规脆稻更具有谷秆两用的显著优点。
31.(2)本发明两个选用脆性等位但遗传背景分别为籼型及粳型的脆稻为亲本，单独分开改良不育系及恢复系，可以避免水稻等农作物育种常见的同质化问题，为脆性杂交水稻的高产优质杂种优势奠定遗传基础，该优点凸显在选育的三易杂脆1号特别好兼顾了谷秆的两用功能上。
32.(3)本发明杂交脆稻的选育方法具有育种效率高、育种周期特别短的突出优势，采取了杂交进行n≤3回交，比一般n≥3回交显著缩短了育种年限。这与制订更为恰当的育种
策略有关：一是亲本a三易脆粳1b本身源于浙粳7b，除秸秆脆性性状之外育性及其它农艺性状很相似，只要回交分离出目标就快速稳定；恢复系的脆性改良，获得脆性并保留恢复性的同时，回交次数适当少，反而有利于实现更高的秸秆生物产量，这一点很好体现发明育成的脆性杂交水稻上。
具体实施方式
33.下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以下列举的仅是本发明的具体实施例，但本发明的保护范围不仅限于此。
34.实施例1三易脆粳1b与浙粳7a杂交后代育性遗传分析
35.从浙粳7b中选育的脆稻新品种三易脆粳1b与浙粳7a成对杂交，观察鉴定表明：三易脆粳1b的秸秆为脆性，花粉可育，套袋结实正常；浙粳7a秸秆为非脆，花粉完全不育，套袋结实率为0，系典型的不育系；浙粳7a
×
三易脆粳1b与浙粳7a的特性一样，秸秆非脆，花粉完全不育，套袋结实率为0(表1)，这为直接通过杂交回交选育脆性的不育系提供了前提条件。
36.表1三易脆粳1b中秸秆脆性与浙大黑珍中叶色及秸秆紫黑色的遗传表达分析
37.杂种f1特征性状秸秆脆性与否群体育性花粉育性套袋结实率三易脆粳1b脆性完全可育可育，99.9％95.6％浙粳7a非脆不育不育，99.9％0％浙粳7a
×
三易脆粳1b非脆不育不育，99.9％0％
38.实施例2三易脆粳1b与三易脆籼中秸秆脆性的遗传分析
39.配制三易脆粳1b与三易脆籼的正反交杂交组合，观察鉴定表明：配制杂种的正反交组合的秸秆均为脆性，表明三易脆粳1b与三易脆籼中的秸秆脆性等位(表2)，这一方面针对性选择单独改良不育系及恢复系提供了技术基础；另外，选用三易脆粳1b或三易脆籼籼型及粳型两个遗传不同的脆稻供体改良，可以避免育种中常见的同质化，为脆性杂交水稻的杂种优势高产优质奠定遗传基础。
40.表2三易脆粳1b与三易脆籼中秸秆脆性的遗传分析
[0041][0042]
实施例3以三易脆粳1b、三易脆籼和浙粳优1578(不育系浙粳7a，恢复系1578)为基础的杂交脆稻的育种方法。
[0043]
三易脆粳1b是三易脆粳1b是衢州市三易易生态农业科技有限公司与浙江大学合作从浙粳7b中选育的脆稻新品种，已向农业农村部申请植物新品种权保护(申请号：20221001764)。该品种株高85cm，秸秆脆性，纤维素含量25.6％，品质部颁二等，直链淀粉含量16.2％，胶稠度76mm，食味分77，可购于三易易农业科技有限公司或浙江大学原子核农业科学研究所。
[0044]
三易籼脆是衢州市三易易生态农业科技有限公司与浙江大学合作从籼稻恢复系9311中选育的脆稻新品种，已向农业农村部申请植物新品种权保护(申请号：20221001608)。该品种株高94cm，秸秆脆性，纤维素含量26.9％，品质部颁三等，直链淀粉含量14.5％，胶稠度74mm，食味分75，秸秆产量3600kg/亩，稻谷产量450kg/亩，可购于三易易农业科技有限公司或浙江大学原子核农业科学研究所。
[0045]
浙粳优1578是浙江勿忘农种业股份有限公司和浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所利用不育系浙粳7a与恢复系浙恢1578配组的三系杂交水稻新品种(国审稻20190028)。该品种株高118cm，秸秆非脆，膳食纤维含量40.2％，直链淀粉含量15.2％，胶稠度73mm，食味分75，秸秆产量4500kg/亩，稻谷产量720kg/亩，可购于浙江勿忘农种业股份有限公司或浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所。
[0046]
一种杂交脆稻的选育方法，具体步骤如下：
[0047]
(1)以三易脆粳1b为父本及回交亲本，与目标三系杂交水稻浙粳优1578的不育系a浙粳7a进行杂交及2次回交，得到bcmf1代种子；以目标三系杂交水稻浙粳优1578的恢复系r浙恢1578为父本及回交亲本，与三易籼脆进行杂交及2次回交，得到bc
nf’1代种子；
[0048]
(2)bc2f1代，不育系改良，选择脆性不育株与三易脆粳1b继续回交；恢复系改良，bc2f1代自交后，收获bc2f2代种子；
[0049]
(3)先检查选留花粉不育且套袋不结实的不育株，再选优良测定选留秸秆纤维素含量≤30％的脆性不育系a
’1，与三易脆粳1b继续回交，得到不育系a
’2种子；恢复系bc2f2，选优良测定选留秸秆纤维素含量≤30％的脆性单株r
’1，与a
’1成对测交，得到恢复系r
’2种子；
[0050]
(4)种植不育系a
’2，以浙粳7a为对照，鉴定不育系a
’2的不育性和开花习性，最终选留不育性彻底和开花习性好的不育系a
’3，与三易脆粳1b继续回交，得到不育系a
’4种子；种植恢复系r
’2，以浙恢1578和浙粳优1578为对照，观察杂交组合a
’2×r’2的脆性与否及秸秆与稻谷产量的杂种优势，选优良测定选留秸秆纤维素含量≤30％的杂交组合及相应恢复系r
’3，与相应的a
’3成对测交；
[0051]
(5)种植不育系a
’4，选留不育性符合不育系特性的不育系a
’5，与三易脆粳1b继续回交，得到不育系a
’6种子；种植恢复系r
’4，鉴定优良杂交组合a
’4×r’4秸秆产量和稻谷产量，选留鲜秸秆产量≥4500公斤/亩，稻谷产量≥600公斤/亩的高产杂交组合及相应恢复系r
’5，得到恢复系r
’6的种子；
[0052]
(6)构建不育系浙粳7a’+脆性
(即a
’6)、浙恢1578’+脆性
(即r
’6)及其配制脆性杂交稻新品种的种子繁育生产体系，最终选育杂交脆稻1个，暂定名“三易杂脆1号”。
[0053]
各品种籼粳类型、生育期、纤维素含量、株高、主茎粗细、鲜秸秆产量、稻谷产量、稻米品质、直链淀粉含量、胶稠度及食味分的指标性状比较见表3。
[0054]
表3三易脆粳1b、三易脆籼、浙粳优1578及杂交杂脆1号的指标性状比较
[0055][0056]
备注：*三易杂脆1号与各亲本及目标杂交组合比较0.05水平上极显著差异
[0057]
表2中各个指标的测定方法如下所示：株高、茎秆粗细、抗倒性能、秸秆产量及稻谷产量：国家水稻品种试验观察记载项目、方法及标准(试行)；纤维素：aoac991.43；稻米品质、直链淀粉含量、胶稠度及食味分：ny/t 593-2013。
[0058]
经联合评价鉴定，选育的杂交脆稻“三易杂脆1号”秸秆脆性，纤维素25.2％，株高132cm、秸秆产量5100kg/亩、稻谷产量740kg/亩、稻米品质达部颁二级、直链淀粉含量14.6％，胶稠度81mm，食味分83。
[0059]
与两个脆稻亲本及目标杂交水稻品种比较，“三易杂脆1号”兼顾亲本的优点，但因在恢复系改良增加了脆性供体“三易脆籼”籼稻的成分，表现为籼粳中间类型，遗传距离的加大，显著体现在株型明显更高大(株高132cm)、主茎更粗细(1.36cm)，也体现在秸秆产量和稻谷产量的显著提高，尤其是鲜秸秆产量，优于预期的育种目标。可能同样与亲本三易脆籼有关，“三易杂脆1号”的直链淀粉含量与其相仿，但籼与粳的结合更适合不同消费口味，具体体现在胶稠度和食味分均显著两个亲本及目标杂交组合，具有更好的食用品质，尤其更适合城市消费者，这食用性超出育种预期，非常有利于提质增效。
[0060]
因此，本发明选育的“三易杂脆1号”特别适合谷秆两用，有利于脆稻种稻和清洁养殖的产业融合，既助力国家对秸秆的综合使用，又推动大众的美味生活。