一种提高水稻千粒重的育种方法与流程

文档序号:15693238发布日期:2018-10-19 18:37阅读:1262来源:国知局

本发明属于水稻育种领域,具体来说是一种提高水稻千粒重的育种方法。



背景技术:

水稻稻谷由内、外稃的两缘相互勾合构成封闭的谷壳,里面包被着一粒糙米。内稃和外稃的大小在籽粒形成中起着重要的作用,一方面合成同化物,另一方面对籽粒进行塑形,影响稻米粒形和灌浆充实度等进而影响稻米的千粒重。稻米千粒重是影响稻米产量的重要评价指标,在保持有效穗,每穗粒数不变的情况下提高千粒重可以有效提高水稻产量。近年来,随着我国人民生活水平的不断提高,透明度好、品质优的稻米越来越受到人民欢迎。我国水稻的发展与变迁经历了几次比较大的变革,主要集中在株型和穗型上。上世纪五十年代育成的水稻品种都是高秆品种,分蘖力较弱,株型较松散,抗倒性较差,产量较低,外观品质透明度差;六十年代育成了直立密穗型粳稻品种“桂花黄”,虽然产量较高,但外观品质透明度还是较差;九十年代初嘉兴市农科院育成了秀水63,克服了以往水稻品种普遍存在的稻米透明度较差的缺点,在透明度和食味品质上都得到了明显的改善,在生产上大面积推广应用。随着耕作制度的改变,秀水63单季种植因植株偏高、茎秆细软、抗性不强,抗倒性较差的问题逐渐显现,生产上迫切需要产量更高、抗性更强、米质更优的水稻新品种替代秀水63。嘉兴市农科院上世纪末和本世纪初选育出了以嘉花1号和秀水110、秀水09和秀水134为代表的“半矮生之源供密穗型之库”的新株型常规稻优质品种,不仅透明度好食味佳,产量有了大幅提升从平均亩产从500公斤提高到600公斤。但总体来说,这些育种方法由于品种的要求对千粒重的改善都非常有限,一般千粒重都维持在25克左右,而对于千粒重超过30克的品种受到灌浆速率的限制,对品质的改善和千粒重的提高都非常的有限。

利用60co-γ射线对浙江省农业科学院育成的优质高产晚粳稻品种浙粳22(品种权号cna20070398.6)辐照并进行诱变,从m2(辐射分离二代)筛选出1株表现为一粒稻谷里面包被两粒稻米的突变体浙粳22-双粒(保藏号:cgmccno2081,其分类命名为水稻oryzasativa,于2007年6月8日保藏于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心,保藏地址:北京市朝阳区大屯路中国科学院生物研究所),经多代自交选择性状稳定遗传。以双籽粒突变体和野生型亲本浙粳22杂交,获得f2分离群体;f2群体单株性状调查结果:突变型植株数目:野生型植株数目140/492=1:3.5,经卡方测验正常株与突变株的比例符合单基因控制的分离比3:1。证明双粒性状由单基因控制。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种提高水稻千粒重的育种方法。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种提高水稻千粒重的育种方法,步骤包括:

(1)选择大粒品种slg作母本和每粒谷粒包被两粒稻米的“浙粳22-双粒”作父本与杂交,f1代继续用大粒品种slg作为轮回亲本回交得到bc1f1,种植bc1f1混收得到bc1f2分离群体;

(2)bc1f2分离群体田间种植500株,选择与大粒品种slg株型粒型相近但具有双粒特性的株系电镜观察稻米横断面,选谷粒淀粉结构致密植株继续用大粒品种slg回交得到bc2f1,种植bc2f1用大粒品种slg回交得bc3f1,种植bc3f1混收得到bc3f2分离群体;

(3)bc3f2分离群体田间种植500株,选择同大粒品种slg株型粒型相近带双粒特性的株系电镜观察稻米横断面,选谷粒淀粉结构致密植株继续用大粒品种slg回交得到bc4f1,种植bc4f1用大粒品种slg回交得bc5f1,种植bc5f1混收得到bc5f2分离群体,bc5f2分离群体田间种植500株,成熟后从中选择农艺性状同大粒品种slg相同的一粒稻谷里面包被着两粒稻米电镜观察稻米横断面,选谷粒淀粉结构致密株系,即为千粒重提高的品种。

进一步的,所述大粒品种slg的保藏号cgmccno.15284,其分类命名为水稻oryzasativa,于2018年1月15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,北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院生物研究所。

本发明通过利用双粒品种灌浆快,透明度好的特点将双粒基因导入到大粒品种中,改善大粒品种灌浆速率慢,充实度差,透明度不佳等不利性状。在选育大粒双粒的基础上,提高大粒品种的充实度提高千粒重改善其外观品质透明度。

本发明采用大粒品种slg和带隐性基因的双粒粳型品种浙粳22-双粒杂交,分离世代选择一粒稻谷里面有两个子房的单株电镜观察稻米横断面,选谷粒淀粉结构致密植株,用slg回交共5次,选择双粒株系后电镜观察稻米横断面,选谷粒淀粉结构致密植株,获得slg-双粒千粒重高的新品种。

本发明的有益技术效果是:本发明利用浙粳22-双粒的双粒基因通过回交,分离选择、电镜观察继续回交,共计回交5次,顺利将双粒基因导入到slg(大粒品种千粒重44.98克)中,slg由于米粒大其灌浆不充分,籽粒不饱满,稻米结构疏松,淀粉结构疏松(图1b、图2下)。导入双籽粒基因后,由于同一颖壳中有两个独立的子房灌浆结实,相当于同一辆汽车装入了双引擎,其灌浆速率得到了改善,稻米透明度有了显著提高(图1a、图2上)。slg双籽粒和slg单粒相比,其灌浆充分,米粒变的致密、透明、色泽好,大大改善了大粒品种稻米的外观品质、提高了千里重。slg千粒重由44.98克,提高到slg-双粒的千粒重48.73克,差异达极显著水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明双籽粒基因改良大粒品种稻米透明度的效果,图中a:slg-双粒、b:slg;

图2:是本发明slg-双粒育种流程图;

图3:是本发明slg-双粒连续快速选择流程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

大粒品种slg作母本和每粒谷粒包被两粒稻米的“浙粳22双粒”作父本杂交,f1(杂种1代)用slg作为轮回亲本回交得到bc1f1(回交1次),种植bc1f1混收得到bc1f2(回交1次)分离群体,bc1f2分离群体田间种植500株,选择与slg株型粒型相近但具有双粒特性的株系电镜观察稻米横断面,选谷粒淀粉结构致密植株继续用slg回交得到bc2f1(回交2次),种植bc2f1用slg回交得bc3f1(回交3次),种植bc3f1混收得到bc3f2(回交3次)分离群体,bc3f2分离群体田间种植500株,选择同slg株型粒型相近带双粒特性的株系电镜观察稻米横断面,选谷粒淀粉结构致密植株继续用slg回交得到bc4f2(回交4次),种植bc4f1用slg回交得bc5f1(回交5次),种植bc5f1混收得到bc5f2(回交5次)分离群体,bc5f2分离群体田间种植500株,成熟后从中选择农艺性状同slg相同的一粒稻谷里面包被着两粒稻米“slg-双粒”的株系收获晾干,电镜观察稻米横断面,选谷粒淀粉结构致密株系,稻米的千粒重较slg有较大明显提高。slg-双粒与slg相比,既保持slg的大粒特性,又可以解决slg充实度差的问题。

实施例2

大粒品种slg与每粒谷粒包被两粒稻米的浙粳22双籽粒杂交,f1(杂交1代)用slg回交得到bc1f1(回交1次),种植bc1f1选4株以上单株分别用slg回交,并收获相应的bc1f2(回交1次,自交2次)单株种子和bc2f1(回交2次,自交1次)种子,并一一对应种植24株以上,抽穗扬花期仔细观察bc1f2选择同slg株型粒型相近带有四柱头双粒特性的株系对应的bc2f1继续用slg回交得到bc3f1(回交3次,自交1次),种植bc3f1随机选择4株以上用slg回交并收获相应的bc3f2(回交3次,自交2次)单株种子和bc4f1(回交4次,自交1次)种子,并一一对应种植24株以上,抽穗扬花期仔细观察bc3f2(回交3次,自交2次)选择同slg株型粒型相近带有四柱头双粒特性的株系所对应的bc4f1株系继续用slg回交得到bc5f1(回交5次,自交1次),种植bc5f1收获获得bc5f2(回交5次,自交2次)分离群体。种植500株以上bc5f2分离群体,成熟后从中选择农艺性状同slg相同的但一粒稻谷里面包被着两粒稻米“slg-双粒”的株系收获晾干,电镜观察稻米横断面,选谷粒淀粉结构致密植株,稻米的充实度较slg有较大明显提高(图3)。slg-双粒与slg相比,既保持slg的大粒特性,又可以解决slg充实度差的问题。

最后所应说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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