一种基于碱消值选育高温期优质水稻品种的方法与流程

[0001]
本发明属于作物遗传育种技术领域，尤其涉及一种基于碱消值选育高温期优质水稻品种的方法。


背景技术：

[0002]
水稻是中国乃至世界上最重要的粮食作物之一，全世界约有一半以上人口以水稻为主食。近年来，随着人民生活水平和消费水平的不断提高，对稻米品质的要求越来越高。特别是农业供给侧结构的改革，突出要推广优质水稻品种，使水稻的品种和质量更好的符合市场需求。目前市场上中低端水稻品种较为充足，高透明度且食味品质较好的优质高端水稻品种相对匮乏，生产上迫切需要米质更优的水稻新品种。
[0003]
然而随着全球气候日益变暖，极端高温天气日渐频发。高温热害导致水稻生产区大面积减产、稻米品质降低事件不断发生，已经成为制约水稻产量和品质的主要因素之一。针对当前水稻高温热害日益严重的现状，国内也开展了大量有关水稻品种耐高温鉴定方法研究以及水稻耐高温性品种的筛选工作，而关于在高温期筛选优质水稻品种的方法未有报道。
[0004]
因此，如何快速精准选育出高温期稻米品质优的水稻品种，是目前水稻育种工作中需要解决的极为重要和迫切的问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的就在于为了解决上述问题，提供一种基于碱消值选育高温期优质水稻品种的方法。
[0006]
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
[0007]
一种基于碱消值选育高温期优质水稻品种的方法，包括以下步骤：
[0008]
(1)以常规水稻品种为父母本，杂交获得f1种子；
[0009]
(2)将f1种子连续自交n-1代，自交过程中根据田间农艺性状筛选优良单株，收获fn种子；
[0010]
(3)对fn种子和耐高温优质对照品种进行分期播种，育秧后移栽至大田；
[0011]
(4)各品种自始穗期开始至成熟期，连续记录大田温度；
[0012]
(5)成熟期收获、晾干、储存1个月后，以碱消值大小及碱消值波动程度作为筛选高温期优质水稻品种的指标，对fn植株进行品质分级；
[0013]
(6)优先选择步骤(5)分级后的优质的水稻品种，重复步骤(2)-(5)的自交和筛选过程，直至获得遗传性状稳定的高温期优质水稻品种。
[0014]
作为本发明的进一步优化方案，所述父母本水稻品种为籼型水稻品种，优质水稻品种指透明度高且蒸煮食味品质优的品种。
[0015]
作为本发明的进一步优化方案，母本优选水稻品种五山丝苗或安徽荃银高科种业股份有限公司自育的yr338，父本优选安徽荃银高科种业股份有限公司自育的优质水稻品
种yr0822，耐高温优质对照品种优选丰两优4号，常规水稻品种的选择不限于上述列举的水稻品种。
[0016]
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(2)中，n≥2。
[0017]
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(2)中，田间农艺性状的筛选指筛选具有株高较矮、秆型直立、结实高、株叶型好、落色好中的一种或多种农艺性状的水稻品种。
[0018]
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(5)中，以碱消值大小及碱消值波动程度为筛选指标进行筛选的方法包括：
[0019]
若遇到极端高温天气，且所有品种均有在极端高温天气期间始穗，则以方法一评判标准进行鉴定，否则以方法二进行鉴定；
[0020]
方法一：各分期播种的水稻品种，选始穗期遇上极端高温天气的一期，测定碱消值记为a，耐高温优质对照品种碱消值记为a
ck
；若：
[0021]
a≥6.5或6.0≤a<6.5，且a－a
ck
≥0.5，该待鉴定水稻品种的品质为优；
[0022]
6.0≤a<6.5，且﹣0.5≤a－a
ck
<0.5，该待鉴定水稻品种的品质为良；
[0023]
6.0≤a<6.5，且a－a
ck
<﹣0.5，该待鉴定水稻品种的品质为一般；
[0024]
a<6.0，该待鉴定水稻品种的品质为差；
[0025]
方法二：分别测定待鉴定水稻品种各播种期的碱消值，并且最大值记为a
max
，最小值记为a
min
，同时测定耐高温优质对照品种所有播种期碱消值的平均数，记为b；若：
[0026]
a
min
≥6.5，该待鉴定水稻品种的品质为优；
[0027]
6.0≤a
min
<6.5，且a
max
－a
min
≤0.5；或a
max
－a
min
≤0.5，且a
min
≥b，该待鉴定水稻品种的品质为良；
[0028]
a
max
－a
min
>0.5，且a
min
≥6.0，该待鉴定水稻品种的品质为一般；
[0029]
a
max
－a
min
>0.5，且a
min
<6.0；或a
max
－a
min
≤0.5，且a
min
<6.0，且a
min
<b，该待鉴定水稻品种的品质为差。
[0030]
作为本发明的进一步优化方案，所述极端高温天气为大田温度连续四天以上最高气温在37.5℃以上。
[0031]
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(3)中分期播种为每隔6天播种一期。
[0032]
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(5)中碱消值的测定方法，包括以下步骤：
[0033]
(a)取6粒成熟饱满的整精米置于5cm
×
5cm
×
2cm的方盒内，加入10ml质量百分比为1.7％的氢氧化钾溶液，用玻璃棒将方盒内的米粒排布均匀后加盖；
[0034]
(b)将方盒置于30
±
2℃下恒温保温23h；
[0035]
(c)逐粒观察米粒胚乳分解情况，按碱消值分级表进行碱消值分级记录，获得碱消值：
[0036]
级别分解度清晰度1米粒无变化米心白色2米粒膨胀米心白色，有粉末状环3米粒膨胀，环不完全或狭窄米心白色，环棉絮状或云雾状4米粒膨大，环完整而宽米心棉白色，环雾状5米粒开裂，环完整而宽米心棉白色，环云清晰
6米粒部分分散溶解，与环融合在一起米心云白色，环消失7米粒完全分散米心与环均消失
[0037]
(d)取多次重复的米粒级别的平均值，为该稻米的碱消值。
[0038]
同时，用已知碱消值的标准样品(碱消值分别为3、5、7级)作为内标样一起进行测定，内标样实测数值与已知标准数值相对相差在0.5级以内。
[0039]
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种基于碱消值选育高温期优质水稻品种的方法，其为在极端高温天气下优质水稻品种的选育与筛选。该方法首次提出利用碱消值大小及碱消值波动程度来选育高温期水稻优质品种，进而选育出高温期高透明度食味优的优质水稻育种材料，相比较现有技术更加简单高效，选育方法简单易行，不需要复杂的仪器设备，筛选鉴定成本低。
具体实施方式
[0040]
下面对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
[0041]
实施例1
[0042]
本实施例针对安徽荃银高科种业股份有限公司的部分水稻材料，利用碱消值进行高温期优质水稻品种的鉴定，同时，参照《食用稻品种品质》(ny/t 593—2013)规定的检测方法测定上述水稻材料的外观品质和蒸煮食味品质，并进行外观和蒸煮食味品质综合等级判定，用以验证碱消值筛选高温期优质水稻品种的可行性。
[0043]
验证过程分2017、2018两年进行：
[0044]
2017年鉴定的水稻品种为：ⅱ优838、银两优丝苗、银两优0219、荃优822、荃两优1606、两优810、新两优611、荃两优851，对照品种：丰两优4号。所有种子均由安徽荃银高科种业股份有限公司提供。
[0045]
(1)分期播种及移栽管理：
[0046]
从4月20日开始，每隔6天播种一期待鉴定水稻品种和一期对照品种，见表1，采用一般常规水育秧管理。
[0047]
表1：分期播种时期表
[0048]
期数第一期第二期第三期第四期第五期第六期第七期时间4月20日4月26日5月2日5月8日5月14日5月20日5月26日
[0049]
各分期播种所有播种期品种在播种后20-30天选整齐一致的植株移栽：每个品种10行，每行10株，共100株，每品种最外一行列为保护行，按常规高产栽培管理。
[0050]
(2)气温数据记载：各分期播种所有播种期水稻品种自始穗期开始至成熟期，连续记录大田日最高气温、日平均气温，其中大田最高气温在37.5℃以上记载情况见表2。
[0051]
表2：极端高温记载情况
[0052]
日期最高气温日期最高气温7月21日38℃7月26日40℃7月22日39℃7月27日40℃7月23日39℃7月28日39℃
7月24日40℃7月29日38℃7月25日41℃
ꢀꢀ
[0053]
(3)收获和晾干：去除保护行后，各分期播种所有播种期水稻品种至成熟期分别收获，晾干并储存1个月。
[0054]
(4)选择方式评价品种：7月21日至7月29日有连续四天以上大田最高气温在37.5℃以上，且所有品种均有在高温期始穗，故选择方法一评判标准进行评判，具体为：
[0055]
各分期播种的水稻品种，选抽穗期遇上极端高温天气的一期，测定碱消值记为a；耐高温优质对照品种丰两优4号碱消值记为a
ck
。
[0056]
碱消值测定：将水稻品种脱壳成精米，取6粒成熟饱满的整精米置于5cm
×
5cm
×
2cm的方盒内，加入10ml质量百分比为1.7％的氢氧化钾溶液。用玻璃棒将盒内米粒排布均匀后加盖，同一品种三次重复；将方盒平稳移至30
±
2℃的恒温箱内，保温23h后平稳取出；逐粒观察米粒胚乳分解情况，按碱消值分级表进行分级记录；取三次重复共18粒米粒碱消值的平均值为该稻米的碱消值。同时，用已知碱消值的标准样品(碱消值分别为3、5、7级)作为内标样一起进行测定。内标样实测数值与已知标准数值相对相差均在0.5级以内。
[0057]
上述待鉴定水稻品种及对照品种抽穗期遇到极端高温天气的一期稻米碱消值测定结果及结果评价见表3。
[0058]
表3：碱消值测定结果及评价结果
[0059][0060]
2018年鉴定的中间材料均为荃211s的改良后代，即2016年春在合肥以优质籼型两系不育系荃211s为母本，以五山丝苗为父本，杂交一次后自交4次获得的中间材料，编号为：qy-01、qy-02、qy-03、qy-04、qy-05、qy-06、qy-07、qy-08、qy-09，对照品种：丰两优4号。所有种子均由安徽荃银高科种业股份有限公司提供。
[0061]
参照2017年的筛选方法进行分期播种、育秧移栽、记录温度、收获和晾干。2018年大田温度没有连续四天以上最高气温在37.5℃以上，全部品种所有播期均没有在极端高温天气期间始穗，故以方法二评判标准进行筛选。
[0062]
分别测定待鉴定水稻品种各播种期的碱消值，并且最大值记为a
max
，最小值记为
a
min
；同时测定耐高温优质对照品种所有播种期碱消值的平均数，记为b。
[0063]
表4：碱消值测定结果
[0064]
[0065][0066]
表5：高温期水稻材料品质评价结果：
[0067][0068]
选ⅱ优838、银两优丝苗、银两优0219、荃优822、荃两优1606、两优810、新两优611、荃两优851抽穗期遇上极端高温天气的一期，qy-01、qy-02、qy-03、qy-04碱消值最小的一期，参照《食用稻品种品质》(ny/t 593—2013)规定的检测方法，测定各品种的透明度、恶白度、直链淀粉含量、碱消值和胶稠度，并参照籼稻品种品质等级进行综合评判，检测结果及
等级判定如下表6所示。
[0069]
表6：外观及蒸煮食味品质测定结果和等级判定
[0070][0071]
表6中可以看出，外观和蒸煮食味品质综合等级判定为一级的水稻品种为银两优丝苗、荃两优1606、新两优611、qy-02、qy-04；外观和蒸煮食味品质综合等级判定为二级的水稻品种为荃优822、荃两优851和丰两优4号(ck)；外观和蒸煮食味品质综合等级判定为等外的水稻品种为ⅱ优838、银两优0219、两优810、qy-01、qy-03。与碱消值筛选结果一致。
[0072]
实施例2
[0073]
本实施例提供了一种以安徽荃银高科种业股份有限公司自育恢复系“yr338”为母本，以“yr0822”为父本，选育高温期优质水稻恢复系新品种yr1606的方法。其中：
[0074]
所用母本“yr338”是安徽荃银高科种业股份有限公司于2006年春，在三亚以米质较好、综合性状优良的“南恢511”为母本与安徽荃银禾丰种业有限公司的自育恢复系“yr1671”杂交一代后连续自交六代于2009年优选出的品质优良、农艺性状较好的中间材料；
[0075]
所用父本为安徽荃银高科种业股份有限公司自育的农艺性状优良、早熟、抗稻瘟病(含稻瘟病抗性基因pi-2)、品质优的恢复系“yr0822”(品种权号：cna20120661.2)；
[0076]
对照品种：丰两优4号。
[0077]
选育步骤包括：
[0078]
(1)2013年春季于海南三亚，以“yr338”为母本，以优质水稻恢复系“yr0822”为父本，进行常规有性杂交后，得到f1种子；
[0079]
(2)2013年夏季于安徽合肥，种植f1种子，经过田间农艺性状筛选，选择株高较矮、秆型直立、结实高、株叶型好、落色好的优良单株，混收获得f2种子；
[0080]
(3)2014年春季于海南三亚，继续种植步骤(2)中f2种子，对f2群体继续进行田间农艺性状筛选，选择株高较矮、秆型直立、结实高、株叶型好、落色好的优良单株100份，收获得f3种子；
[0081]
(4)2014年夏季于安徽合肥，继续种植步骤(3)中f3种子，对f3群体继续进行田间农艺性状筛选，选择株高较矮、秆型直立、结实高、株叶型好、落色好的优良单株系60份，收获得f4种子；
[0082]
(5)2015年春季于海南三亚，继续种植步骤(4)中f4种子，优选农艺性状优良的单株系30份，收获得f5种子。
[0083]
(6)2015年夏季于安徽合肥，对f5种子进行：
[0084]
s1：分期播种f5种子和耐高温优质对照品种丰两优4号，育秧后移栽至大田。
[0085]
s2：各品种自始穗期开始至成熟期，连续记录大田温度。
[0086]
s3：成熟期收获、晾干、储存1个月；
[0087]
s4：以碱消值大小及碱消值波动程度作为筛选高温期优质水稻品种的指标，对水稻品种进行品质定级，具体评判标准参照实施例1，在此不做重复描述。
[0088]
第一次碱消值筛选时，各分期播种所有播种期水稻品种自始穗期开始至成熟期，均没有连续四天以上大田最高气温在37.5℃以上，故选择方法二评判标准进行评判。
[0089]
(7)2016年春季于海南三亚，优先选择步骤(6)中高温期水稻品质优的f6种子继续种植，自交1次，收获得f7种子；
[0090]
(8)2016年夏季于合肥，对f7种子重复步骤(6)的筛选过程；
[0091]
第二次碱消值筛选时，通过气温数据记载(如表7所示)有连续四天以上大田最高气温在37.5℃以上，且所有品种均有在高温期始穗，故选择方法一评判标准进行评判。优先选择高温期优质水稻材料，得到高温期优质籼型水稻新品种，命名为“yr1606”。
[0092]
表7：极端高温记载情况
[0093]
日期最高气温日期最高气温7月24日38℃7月28日39℃7月25日38℃7月29日38℃7月26日38℃7月31日38℃7月27日39℃
ꢀꢀ
[0094]
实施例3
[0095]
本实施例提供了一种以“五山丝苗”为母本，以“yr0822”为父本，选育高温期优质水稻恢复系新品种荃恢82的方法。其中：
[0096]
所用母本“五山丝苗”出糙率78.8％，整精米率62.5％，长宽比3.0，垩白度1.9％，直链淀粉含量16.6％，胶稠度70mm，千粒重23.6g，抗稻瘟病(含稻瘟病抗性基因pi-2)，2009年广东审定(粤审稻2009031)，2016年安徽审定(皖稻2016055)
[0097]
所用父本为安徽荃银高科种业股份有限公司自育的农艺性状优良、早熟、抗稻瘟病(含稻瘟病抗性基因pi-2)、品质优的恢复系“yr0822”(品种权号：cna20120661.2)；
[0098]
对照品种：丰两优4号。
[0099]
选育步骤包括：
[0100]
(1)2014年夏季于安徽合肥，以“五山丝苗”为母本，以优质水稻恢复系“yr0822”为父本，进行常规有性杂交后，得到f1种子。
[0101]
(2)2015年春季于海南三亚，种植步骤(1)中f1种子，经过田间农艺性状筛选，选择株叶形态较好的优良单株，收获得f2种子；
[0102]
(3)2015年夏季于安徽合肥，继续种植步骤(2)中f2种子，对f2群体继续进行田间农艺性状筛选，选择株叶形态较好的优良单株，收获得f3种子；
[0103]
(4)2016年春季于海南三亚，继续种植步骤(3)中f3种子，对f3群体继续进行田间农艺性状筛选，选择株叶形态较好的优良单株，收获得f4种子。
[0104]
(5)2016年夏季于安徽合肥，将f4种子进行：
[0105]
s1：分期播种f4种子和耐高温优质对照品种丰两优4号，育秧后移栽至大田。
[0106]
s2：各品种自始穗期开始至成熟期，连续记录大田温度(见实施例2表7)。
[0107]
s3：成熟期收获、晾干、储存1个月；
[0108]
s4：以碱消值大小及碱消值波动程度作为筛选高温期优质水稻品种的指标，对水稻品种进行品质定级。
[0109]
第一次碱消值筛选时，有连续四天以上大田最高气温在37.5℃以上，且所有品种均有在高温期始穗，故选择方法一评判标准进行评判。
[0110]
(6)2017年春季于海南三亚优先选择步骤(5)中高温期水稻品质优的f5种子继续种植，重复步骤(2)自交1次，收获得f6种子；
[0111]
(7)2017年夏季于安徽合肥，种植骤(6)中f6种子，重复步骤(5)，其中s2气温数据记载情况(见实施例1表2)，s4选择方法一评判标准进行评判。优先选择高温期优质水稻材料，即得到高温期优质籼型水稻品种，命名为荃恢82。
[0112]
利用《食用稻品种品质》(ny/t 593—2013)规定的检测方法(ny/t 593—2013)对本实施例2、3的父母本及新选育品种“yr1606”、“荃恢82”进行品质测定，测定各品种的透明度、恶白度、直链淀粉含量、碱消值和胶稠度，并参照籼稻品种品质等级进行综合评判，检测结果及等级判定如下表8所示。
[0113]
表8：外观及蒸煮食味品质测定结果和等级判定
[0114][0115]
表8中可以看出，利用本发明的选育方法选育获得的yr1606和荃恢82品种，其外观和蒸煮食味品质综合等级均判定为一级，成功获得高温期优质水稻。
[0116]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。