一种选育抗咪唑啉酮类除草剂粳稻的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水稻育种的技术领域，具体涉及一种抗咪唑啉酮类除草剂粳稻的选育 方法。
【背景技术】
[0002] 水稻是我国乃至世界的主要粮食作物，是全球近一半人口的主要热量来源。在我 国，由于农业劳动力缺乏，水稻种植方式由传统的移栽方式向直播转变，杂草稻随后蔓延开 来，并且这种现象日益严重。近十多年随着水稻轻型化栽培技术的推广应用，杂草稻的发生 和危害已愈演愈烈，几乎遍及我国各个主要水稻产区，已经成为制约水稻轻型化栽培技术 推广的主要问题之一。
[0003] 杂草稻与一般的水稻在分类学和生理学上比较相似，是水稻田中很难防除的一种 杂草。而人工除草所需要的人力和成本很高，不便于农业集约化生产，严重制约了农作物种 植向高产、优质和低成本方向的发展进程。
[0004] 抗除草剂转基因作物的选育首先是作为一种杂草防除对策而提出的。但抗性基因 的流向和由此引发的食品安全性问题始终存在着巨大的争议，甚至在一定程度上阻碍了转 基因技术的发展。而常规育种手段虽不能像转基因技术一样将物种之间的基因资源利用的 十分充分，但却以其自身没有外源基因转入而更容易被接受和推广。
[0005] 目前，通过非转基因手段培育的抗除草剂作物涉及玉米、大豆、菜豆、烟草等20余 种。所抗除草剂包括咪唑啉酮类、磺酰脲类、环己烯酮类、有机磷类、均三氮苯类和激素类等 6大类，其中最为突出的是抗咪唑啉酮类除草剂的Clearfield系列作物。在转基因作物的 安全性尚未得到证实之前，利用非转基因技术选育抗除草剂作物更具有发展前景。
[0006] 在已有的国内专利中已报道了抗咪唑啉酮类除草剂的作物，有油菜、水稻、小麦、 玉米等，这些作物主要通过自然选择或化学诱变技术获得。在这些技术中，自然选择的突变 频率极低，而人工诱变如化学诱变等，虽然其突变频率比自然选择突变频率提高100-1000 倍，且变异类型多，范围广，但是突变大多为劣变，有利变异很少，而且变异的方向和性质很 难进行有效的预测和控制。目前，国内发现的抗性突变体很多，但还没有报道出生产上可加 以利用的材料。
[0007] 目前国内大部分得到的抗除草剂水稻材料都是自然选择或诱变获得，但是获得的 材料综合性状不是很优良，如产量、米质等，生产上很难推广应用。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种抗咪唑啉酮类除草剂粳稻的选育方法，采取非转基因 技术，利用杂交、回交等传统育种技术将抗咪唑啉酮类除草剂基因转入高产优质的粳稻水 稻品种，以达到水稻直播栽培中有效防除杂草稻，减少劳动强度，节约成本，增加直播水稻 种植效益的目的。
[0009] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0010] 一种选育抗咪唑啉酮类除草剂粳稻的方法，包括如下步骤：
[0011] 1)以抗咪唑啉酮类除草剂突变体种质资源材料为母本，以优质高产的常规粳稻品 种为父本，进行杂交获得匕代种子，F:代种子自交获得F2代种子；
[0012] 2)田间单本稀植匕代，从F2开始采用系谱育种方法对农艺性状和稻米品质进行 选择，选出综合农艺性状优良的单株，获得匕代种子；
[0013] 3)田间按株系种植匕代，用咪唑啉酮类除草剂（例如山东先达化工有限公司生产 的咪唑啉酮类除草剂"豆施乐"）对匕代株系群体进行抗除草剂定向筛选，包括：
[0014] 用浓度为0. 5 % (体积百分比）的除草剂水溶液催芽，然后在苗期2次喷施浓度为 〇. 5% (体积百分比）的除草剂水溶液，其中第一次喷施在秧苗2-3叶期进行，第二次喷施 在秧苗3-4叶期进行，筛选出经咪唑啉酮类除草剂处理后不被除草剂药害的综合农艺性状 优良的抗咪唑啉酮类除草剂粳稻株系材料F4代。
[0015] 优选地，所述方法还包括如下步骤：
[0016] 4)重复步骤2)和3)至。代，筛选出综合农艺性状优良的抗咪唑啉酮类除草 剂粳稻品种。
[0017] 进一步地，步骤1)包括：获得匕代种子后，经浓度为0. 5%的除草剂水溶液催芽， 发芽的匕代种子自交获得F2代种子。
[0018] 具体地，所述的抗咪唑啉酮类除草剂突变体种质资源为粳稻（Oryzasativa subsp.japonica)CL55,所述优质高产粳稻品种为秀水123。其中，CL55现已于2014年07 月14日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（地址：北京市朝阳区北 辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，分类命名为粳稻（拉丁名为： Oryzasativasubsp.japonica)，保藏号为CGMCCNo. 9348。
[0019] 进一步地，所述的抗咪唑啉酮类除草剂粳稻突变体种质资源CL55是通过将水稻 种子经0. 4% -0. 8%的甲基磺酸乙酯（EMS)处理12-24小时获得的。
[0020] 进一步地，步骤2)和步骤4)中的综合农艺性状优良包括以下中的一种或多种：单 株株型紧凑、产量高、抗病性强、抗倒伏、外观品质佳；
[0021] 其中优选地，所述步骤2)中选出株型紧凑、产量高、抗病性强、抗倒伏的单株，再 经室内考种和外观品质检测，淘汰外观品质差的单株；优选地，株型紧凑为植株茎杆间夹角 小于20度，产量高为单株产量40克以上，抗病性强为抗稻瘟病、条纹叶枯病等本领域常规 病种，抗倒伏为茎杆直立，外观品质佳为垩白粒率不超过30%。
[0022] 优选地，所述综合农艺性状优良还包括以下中的一种或多种：株高适中、分蘖力 好、米质优；其中优选地，所述株高适中为株高90-llOcm，分蘖力好为有效分蘖7个以上，米 质优为符合国家3级米标准。
[0023] 进一步地，所述步骤3)中的抗除草剂定向筛选是指在秧苗2-3叶期和3-4叶期喷 施2次，喷施有效剂量为防治杂草的剂量，优选为60-80克/亩。
[0024] 本发明提供了一种获得抗除草剂优良粳稻品种的简便有效的途径，通过传统的杂 交育种手段，将通过EMS诱变获得的抗性品系"CL55"与优质高产的栽培水稻品种进行杂 交，从而获得高产优质的抗咪唑啉酮类除草剂粳稻品种。
[0025] 本发明的有益效果在于：
[0026] 本发明通过常规育种技术和简便有效的抗性鉴定技术，筛选出具有抗咪唑啉酮类 除草剂基因的综合农艺性状优良的抗咪唑啉酮类除草剂粳稻品种，本发明的选育方法不仅 周期短、稳定性好，更为抗除草剂水稻育种提供了新途径、新方法，具有降低水稻生产成本 和减轻劳动强度等的优点，可以满足水稻轻型栽培中抗除草剂水稻品种的需求。
[0027] 本发明的方法中，采取非转基因技术，将常规水稻品种诱变后通过喷施除草剂定 向筛选出抗除草剂突变体单株，该材料属于非转基因，将其直接用于抗除草剂水稻品种的 选育过程中，不存在转基因水稻的生态和食品安全风险性和公众担忧问题。
[0028] 本发明利用自身诱变得到的抗性材料，通过与主要推广的品种杂交，将抗性性状 导入正在推广的品种中，大大缩短了获得可以推广应用的材料的时间，为抗除草剂水稻品 种的选育提供了一个简便，快捷，有效的新方法。
[0029] 利用本发明的方法培育出来的抗咪唑啉酮类除草剂粳稻新品种，可以彻底解决直 播栽培中杂草稻防治难问题，大大节约成本，大力发展水稻轻型化栽培。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明实施例5中抗除草剂水稻品种的选育过程。
【具体实施方式】
[0031] 以下通过实施例对本发明作进一步的详细说明，但这并不是对本发明的任何具体 限制。
[0032] 实施例1抗咪唑啉酮类除草剂粳稻突变体"CL55"的获得
[0033] 参考顾佳清等（顾佳清等，上海农业学报，2005, 21 (1) :7_11)的方法，将沪稻55 号（上海市农业科学院作物所选育，2011年通过上海市品种审定）种子3000克用蒸馏水浸 泡24小时，温度不宜过高，防止发芽，沥干水后，用0. 6 %的EMS处理24小时，处理过程中要 不断搅拌，结束后用自来水冲洗24小时后催芽播种，出苗后3叶期用山东先达化工有限公 司生产的咪唑啉酮类除草剂"豆施乐"水剂处理，处理浓度为8克/亩。喷药后7天就有药 害反应，苗心叶开始变黄，大部分渐渐腐烂，最后死亡，其中2株正常存活，5-6叶期后将秧 苗移至育种大田。当年没有结实。当年冬季把植株移栽至海南岛。冬季海南岛该突变体植 株仍未结实，第二年移栽至正季育种田获得了 2株自交种子。当年冬季海南扩繁。第三年正 季以原始亲本"沪稻55"为对照，种成3个株系，每个株系种100粒，待秧苗长至3-4叶期， 再次喷施咪唑啉酮类除草剂，药剂用量为咪唑啉酮类除草剂防治杂草的推荐使用浓度，有 效剂量80g/亩。从喷药后第3天开始观察药害反应，最后筛选到1株抗性突变体"CL55"。
[0034] CL55现已于2014年07月14日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通 微生物中心（地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编 100101)，分类命名为粳稻（拉丁名为：0ryzasativasubsp.japonica)，保藏号为CGMCC No.9348。
[0035] 实施例2不同浓度的咪唑啉酮类除草剂对水稻发