專利名稱：一種提高雜交水稻品質(zhì)的育種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種提高雜交水稻品質(zhì)的育種方法。
背景技術(shù)：
雜交水稻是通過母本與父本雜交獲得雜交種子，再利用雜種第一代(F1)的來生產(chǎn)稻谷，雜交稻具有雜種優(yōu)勢，比常規(guī)純系品種顯著增產(chǎn)。獲得雜種優(yōu)勢的前提是母本與父本具備較大的遺傳差距，要求母本與父本具備不同的遺傳背景和育種目標(biāo)?，F(xiàn)有雜交水稻育種技術(shù)培育出的父母本之間品質(zhì)性狀存在較大差異，由于雜種第一代(F1)生產(chǎn)的稻谷實際上是第二代(F2)的個體，其品質(zhì)性狀必然發(fā)生分離，食用的雜交稻米為不同品質(zhì)谷粒的混合體，測試的品質(zhì)為混合樣的平均值，不能代表谷粒的真實品質(zhì)，同等測試品質(zhì)的雜交稻比常規(guī)純系品種的食味性差，現(xiàn)有高檔優(yōu)質(zhì)米仍然以常規(guī)純系品種為主體，難以培育出高檔優(yōu)質(zhì)雜交稻。決定稻米蒸煮和食味品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)是直鏈淀粉含量、糊化溫度、膠稠度和蛋白質(zhì)含量。其中直鏈淀粉含量主要由遺傳背景決定，受環(huán)境和栽培因子的影響較小，且與糊化溫度和膠稠度具有相關(guān)性；蛋白質(zhì)含量雖然受遺傳背景的影響，但環(huán)境和栽培因子的影響更大。稻米直鏈淀粉含量受Wx基因控制，攜帶不同Wx基因的品種會生產(chǎn)出不同直鏈淀粉含量的稻谷。目前生產(chǎn)上缺乏來源于同一遺傳背景Wx基因的父母本配組的雜交組合，父本直鏈淀粉含量絕大多數(shù)在12%左右；母本分為高直鏈淀粉和低直鏈淀粉兩類，高直鏈淀粉的含量在22%左右，低直鏈淀粉的含量在14%左右，生產(chǎn)出的稻谷不同谷粒之間直鏈淀粉含量差異在5個百分點以上，導(dǎo)致不同谷粒之間糊化溫度和膠稠度不一致?，F(xiàn)有優(yōu)質(zhì)雜交水稻育種技術(shù)方案為選擇具備較大遺傳背景差異、品質(zhì)優(yōu)異的常規(guī)純系品種或品系，分別作為不育系(母本)和恢復(fù)系(父本)品質(zhì)改良的遺傳資源，通過人工雜交和不育系與恢復(fù)系的選育方法進(jìn)行培育；再用培育出的新不育系和恢復(fù)系配制雜交組合，根據(jù)雜交組合的雜種優(yōu)勢和測試的品質(zhì)選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的組合用于生產(chǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)培育的雜交稻測試品質(zhì)與實際品質(zhì)存在差異，不能生產(chǎn)出不同谷粒之間品質(zhì)均一的高檔優(yōu)質(zhì)品種。由于不育系(母本)和恢復(fù)系(父本)中決定稻米品質(zhì)的基因型不一致，其雜交組合生產(chǎn)出的稻谷在不同谷粒之間的品質(zhì)性狀發(fā)生分離，而目前法定品質(zhì)測試方法是取混合樣500克進(jìn)行檢測，其檢測值不能代表谷粒的真實品質(zhì)，符合優(yōu)質(zhì)稻米品質(zhì)的品種實際上并非優(yōu)質(zhì)稻，蒸煮和食味品質(zhì)不及同等測試品質(zhì)的常規(guī)純系品種，難以培育出高檔品質(zhì)的雜交稻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種提高雜交水稻品質(zhì)的育種方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種提高雜交水稻品質(zhì)的育種方法，(I)資源材料選定選用從越南引進(jìn)的X21作為直鏈淀粉含量的遺傳資源，篩選出控制該直鏈淀粉含量Wx基因的分子標(biāo)記；用重慶市種子公司培育的綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的保持系Q2B作為保持系骨干親本，用Q2A作為野敗型不育胞質(zhì)供體；用四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所培育的恢復(fù)系蜀恢527作為恢復(fù)系骨干親本，江蘇里下河農(nóng)科所培育的恢復(fù)系R818為抗白葉枯病供體，四川省農(nóng)科院作物所培育的恢復(fù)系成恢047為抗稻瘟病供體；(2)恢復(fù)系培育第一年春在海南用蜀恢527作母本與X21雜交，經(jīng)過第一年夏、秋和第二年夏加代，第二年秋在海南雜交第三代(F3)中選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的個體檢測目標(biāo)Wx基因和測定恢復(fù)力；第三年夏在重慶選擇雜交第四代(F4)中具有恢復(fù)力、攜帶目標(biāo)Wx基因的個體與成恢047雜交，第三年秋、第四年夏和秋加代，第五年夏在重慶雜交第四代(F4)中選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的個體檢測目標(biāo)Wx基因和稻瘟病抗性；第五年秋在海南選擇雜交第五代(F5)中攜帶目標(biāo)Wx基因、抗稻瘟病的個體再與R818雜交，第六年夏和秋、第七年夏加代；第七年秋在海南雜交第四代(F4)株系中選擇63個農(nóng)藝性狀優(yōu)良、抗白葉枯病的個體與攜帶目標(biāo)Wx基因的不育系慶IA進(jìn)行雜種優(yōu)勢初測，第八年夏在重慶選擇有恢復(fù)力的個體進(jìn)行抗稻瘟病、目標(biāo)Wx基因和綜合品質(zhì)測定，篩選出目標(biāo)恢復(fù)系；第八年秋在海南用雜交第六代(F6)中選擇抗白葉枯病、直鏈淀粉含量在22%左右、抗稻瘟病的5個目標(biāo)恢復(fù)系再與慶IA進(jìn)行雜交組合制種，第九年夏配的制雜交組合在重慶不同生態(tài)點進(jìn)行豐產(chǎn)性、抗性和品質(zhì)測定，選擇稻瘟病抗性小于或等于5級、比對照增產(chǎn)5%以上、綜合品質(zhì)達(dá)國頒三級、生育期與對照相當(dāng)?shù)碾s交組合恢復(fù)系R78定型；(3)不育系培育第三年秋在海南用保持系Q2B作母本與X21進(jìn)行雜交，經(jīng)過第四年春和夏加代，第四年秋選擇綜合農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性優(yōu)良的個體跟蹤檢測目標(biāo)Wx基因；第五年春在海南用雜交第四代(F4)株系中攜帶目標(biāo)Wx基因的個體與不育系Q2A測定保持力；從第五代(F5)至第八代(F8)選擇具有保持力、綜合農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性優(yōu)良株系中的個體再與對應(yīng)的不育系持續(xù)回交和保持系加代穩(wěn)定，每年在海南春季、重慶夏季和海南秋季分別回交加代I次；第六年夏在重慶選擇與不育胞質(zhì)回交4次、加代七次的保持系26個跟蹤檢測目標(biāo)Wx基因和測定直鏈淀粉含量；第六年秋在海南選擇直鏈淀粉含量為22%左右的保持系對應(yīng)的不育系與普通恢復(fù)系配制雜交組合；第七年夏在重慶檢測雜交組合的雜種優(yōu)勢；第七年秋在海南選擇具有優(yōu)勢的雜交組合對應(yīng)的不育系再與攜帶目標(biāo)Wx基因的恢復(fù)系進(jìn)行雜種優(yōu)勢復(fù)測；第八年夏季在重慶篩選目標(biāo)組合，并測定目標(biāo)組合的直鏈淀粉含量，篩選出稻瘟病抗性小于或等于5級、比對照增產(chǎn)5%以上、直鏈淀粉含量為22. 5%、生育期與對照II優(yōu)838相當(dāng)?shù)碾s交組合，不育系慶IA定型；(4)雜交組合用不育系慶IA與恢復(fù)系R78配制的雜交組合第十年參加重慶市區(qū)試，第i 年參加續(xù)試和生產(chǎn)試驗，第十二年通過重慶市審定，定名為慶優(yōu)78。本發(fā)明利用同一遺傳背景的控制直鏈淀粉的Wx基因，通過人工雜交分別與現(xiàn)有骨干不育系(母本)和恢復(fù)系(父本)雜交、復(fù)交，通過分子標(biāo)記技術(shù)對Wx基因和直鏈淀粉含量進(jìn)行跟蹤檢測，培育出直鏈淀粉含量在22%左右的不育系慶IA和恢復(fù)系R78，配組的雜交組合慶優(yōu)78于2010年通過重慶市審定，生產(chǎn)出的雜交稻谷通過農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì) 量監(jiān)督檢驗中心(杭州)檢測的直鏈淀粉含量為22. 5%。育種者對慶優(yōu)78不同谷粒的直鏈淀粉也進(jìn)行了檢測，谷粒間差異小于2個百分點，食味品質(zhì)與同品質(zhì)常規(guī)純系品種相當(dāng)。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以慶優(yōu)78培育過程為例進(jìn)行說明，包括資源材料選定、恢復(fù)系培育、不育系培育和雜交組合配制。(I)資源材料選定選用從越南引進(jìn)的X21作為直鏈淀粉含量的遺傳資源，該材料直鏈淀粉含量為22%，符合國頒二級優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2000年篩選出控制該直鏈淀粉含量Wx基因的分子標(biāo)記；用重慶市種子公司培育的綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的保持系Q2B作為保持系骨干親本，用Q2A作為野敗型不育胞質(zhì)供體；用四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所培育的恢復(fù)系蜀恢527作為恢復(fù)系骨干親本，江蘇里下河農(nóng)科所培育的恢復(fù)系R818為抗白葉枯病供體，四川省農(nóng)科院作 物所培育的恢復(fù)系成恢047為抗稻瘟病供體。(2)恢復(fù)系培育1999年春在海南用蜀恢527作母本與X21雜交，經(jīng)過1999年夏、秋和2000年夏加代，2000年秋在海南雜交第三代(F3)中選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的個體檢測目標(biāo)Wx基因和測定恢復(fù)力；2001年夏在重慶選擇雜交第四代(F4)中具有恢復(fù)力、攜帶目標(biāo)Wx基因的個體與成恢047雜交，2001年秋、2002年夏和秋加代，2003年夏在重慶雜交第四代(F4)中選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的個體檢測目標(biāo)Wx基因和稻瘟病抗性；2003年秋在海南選擇雜交第五代(F5)中攜帶目標(biāo)Wx基因、抗稻瘟病的個體再與R818雜交，2004年夏和秋、2005年夏加代；2005年秋在海南雜交第四代(F4)株系中選擇63個農(nóng)藝性狀優(yōu)良、抗白葉枯病的個體與攜帶目標(biāo)Wx基因的不育系慶IA進(jìn)行雜種優(yōu)勢初測，2006年夏在重慶選擇有恢復(fù)力的個體進(jìn)行抗稻痕病、目標(biāo)Wx基因和綜合品質(zhì)測定，篩選出目標(biāo)恢復(fù)系；2006年秋在海南用雜交第六代(F6)中選擇抗白葉枯病、直鏈淀粉含量在22%左右、抗稻瘟病的5個目標(biāo)恢復(fù)系再與慶IA進(jìn)行雜交組合制種，2007年夏配的制雜交組合在重慶不同生態(tài)點進(jìn)行豐產(chǎn)性、抗性和品質(zhì)測定，選擇稻瘟病抗性小于或等于5級、比對照增產(chǎn)5%以上、綜合品質(zhì)達(dá)國頒三級、生育期與對照相當(dāng)?shù)碾s交組合恢復(fù)系R78定型。R78的膠稠度65mm，直鏈淀粉含量22. 1%。(3)不育系培育2001年秋在海南用保持系Q2B作母本與X21進(jìn)行雜交，經(jīng)過2002年春和夏加代，2002年秋選擇綜合農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性優(yōu)良的個體跟蹤檢測目標(biāo)Wx基因；2003年春在海南用雜交第四代(F4)株系中攜帶目標(biāo)Wx基因的個體與不育系Q2A測定保持力；從第五代(F5)至第八代(F8)選擇具有保持力、綜合農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性優(yōu)良株系中的個體再與對應(yīng)的不育系持續(xù)回交和保持系加代穩(wěn)定，每年在海南春季、重慶夏季和海南秋季分別回交加代I次；2004年夏在重慶選擇與不育胞質(zhì)回交4次、加代七次的保持系26個跟蹤檢測目標(biāo)Wx基因和測定直鏈淀粉含量；2004年秋在海南選擇直鏈淀粉含量為22%左右的保持系對應(yīng)的不育系與普通恢復(fù)系配制雜交組合；2005年夏在重慶檢測雜交組合的雜種優(yōu)勢；2005年秋在海南選擇具有優(yōu)勢的雜交組合對應(yīng)的不育系再與攜帶目標(biāo)Wx基因的恢復(fù)系進(jìn)行雜種優(yōu)勢復(fù)測；2006年夏季在重慶篩選目標(biāo)組合，并測定目標(biāo)組合的直鏈淀粉含量，篩選出稻瘟病抗性小于或等于5級、比對照增產(chǎn)5%以上、直鏈淀粉含量為22. 5%、生育期與對照II優(yōu)838相當(dāng)?shù)碾s交組合，不育系慶IA定型。慶IA的膠稠度62mm，直鏈淀粉含量22. 2%。(4)雜交組合用不育系慶IA與恢復(fù)系R78配制的雜交組合2008年參加重慶市區(qū)試，2009年參加續(xù)試和生產(chǎn)試驗，2010年通過重慶市審定，定名為慶優(yōu)78。該組合稻瘟病抗性5 (中感)，全生育期比 對照II優(yōu)838長I. 5天，比對照增產(chǎn)9. 58%，膠稠度63mm，直鏈淀粉含量22. 5%。不同谷粒的直鏈淀粉含量為21. 4-22. 8%，當(dāng)?shù)氐某Ｒ?guī)優(yōu)質(zhì)品種“小粒粘”不同谷粒的直鏈淀粉含量為19. 2-20. 7%，差異均小于2個百分點，食味品質(zhì)與同品質(zhì)的常規(guī)純系品種相當(dāng)。采用本發(fā)明可培育以直鏈淀粉含量為核心的關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)近等的不育系(母本)和恢復(fù)系(父本)，從而配制出谷粒之間品質(zhì)性狀不分離的雜交稻組合，提高雜交稻品質(zhì)，縮小雜交稻與常規(guī)純系品種之間的品質(zhì)差異，提供了一條切實可行的優(yōu)質(zhì)雜交水稻育種新途徑。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，例如，利用本發(fā)明人培育出的關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)近等的保持系和恢復(fù)系，分別與其他保持系和恢復(fù)系雜交，培育關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)近等的保持系和恢復(fù)系，再用保持系培育成不育系，最后用不育系(母本)和恢復(fù)系配制出雜交組合。而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種提高雜交水稻品質(zhì)的育種方法，其特征在于，(I)資源材料選定選用從越南引進(jìn)的X21作為直鏈淀粉含量的遺傳資源，篩選出控制該直鏈淀粉含量Wx基因的分子標(biāo)記；用重慶市種子公司培育的綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的保持系Q2B作為保持系骨干親本，用Q2A作為野敗型不育胞質(zhì)供體；用四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所培育的恢復(fù)系蜀恢527作為恢復(fù)系骨干親本，江蘇里下河農(nóng)科所培育的恢復(fù)系R818為抗白葉枯病供體，四川省農(nóng)科院作物所培育的恢復(fù)系成恢047為抗稻瘟病供體；(2)恢復(fù)系培育第一年春在海南用蜀恢527作母本與X21雜交，經(jīng)過第一年夏、秋和第二年夏加代，第二年秋在海南雜交第三代(F3)中選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的個體檢測目標(biāo)Wx基因和測定恢復(fù)力；第三年夏在重慶選擇雜交第四代(F4)中具有恢復(fù)力、攜帶目標(biāo)Wx基因的個體與成恢047雜交，第三年秋、第四年夏和秋加代，第五年夏在重慶雜交第四代(F4)中選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的個體檢測目標(biāo)Wx基因和稻瘟病抗性；第五年秋在海南選擇雜交第五代(F5)中攜帶目標(biāo)Wx基因、抗稻瘟病的個體再與R818雜交，第六年夏和秋、第七年夏加代；第七年秋在海南雜交第四代(F4)株系中選擇63個農(nóng)藝性狀優(yōu)良、抗白葉枯病的個體與攜帶目標(biāo)Wx基因的不育系慶IA進(jìn)行雜種優(yōu)勢初測，第八年夏在重慶選擇有恢復(fù)力的個體進(jìn)行抗稻瘟病、目標(biāo)Wx基因和綜合品質(zhì)測定，篩選出目標(biāo)恢復(fù)系；第八年秋在海南用雜交第六代(F6)中選擇抗白葉枯病、直鏈淀粉含量在22%左右、抗稻瘟病的5個目標(biāo)恢復(fù)系再與慶IA進(jìn)行雜交組合制種，第九年夏配的制雜交組合在重慶不同生態(tài)點進(jìn)行豐產(chǎn)性、抗性和品質(zhì)測定，選擇稻瘟病抗性小于或等于5級、比對照增產(chǎn)5%以上、綜合品質(zhì)達(dá)國頒三級、生育期與對照相當(dāng)?shù)碾s交組合恢復(fù)系R78定型；(3)不育系培育第三年秋在海南用保持系Q2B作母本與X21進(jìn)行雜交，經(jīng)過第四年春和夏加代，第四年秋選擇綜合農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性優(yōu)良的個體跟蹤檢測目標(biāo)Wx基因；第五年春在海南用雜交第四代(F4)株系中攜帶目標(biāo)Wx基因的個體與不育系Q2A測定保持力；從第五代(F5)至第八代(F8)選擇具有保持力、綜合農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性優(yōu)良株系中的個體再與對應(yīng)的不育系持續(xù)回交和保持系加代穩(wěn)定，每年在海南春季、重慶夏季和海南秋季分別回交加代I次；第六年夏在重慶選擇與不育胞質(zhì)回交4次、加代七次的保持系26個跟蹤檢測目標(biāo)Wx基因和測定直鏈淀粉含量；第六年秋在海南選擇直鏈淀粉含量為22%左右的保持系對應(yīng)的不育系與普通恢復(fù)系配制雜交組合；第七年夏在重慶檢測雜交組合的雜種優(yōu)勢；第七年秋在海南選擇具有優(yōu)勢的雜交組合對應(yīng)的不育系再與攜帶目標(biāo)Wx基因的恢復(fù)系進(jìn)行雜種優(yōu)勢復(fù)測；第八年夏季在重慶篩選目標(biāo)組合，并測定目標(biāo)組合的直鏈淀粉含量，篩選出稻瘟病抗性小于或等于5級、比對照增產(chǎn)5%以上、直鏈淀粉含量為22. 5%、生育期與對照II優(yōu)838相當(dāng)?shù)碾s交組合，不育系慶IA定型；(4)雜交組合用不育系慶IA與恢復(fù)系R78配制的雜交組合第十年參加重慶市區(qū)試，第H 年參加續(xù)試和生產(chǎn)試驗，第十二年通過重慶市審定，定名為慶優(yōu)78。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高雜交水稻品質(zhì)的育種方法，(1)資源材料選定選用從越南引進(jìn)的X21作為直鏈淀粉含量的遺傳資源，篩選出控制該直鏈淀粉含量Wx基因的分子標(biāo)記；用重慶市種子公司培育的綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的保持系Q2B作為保持系骨干親本，用Q2A作為野敗型不育胞質(zhì)供體；用四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所培育的恢復(fù)系蜀恢527作為恢復(fù)系骨干親本，江蘇里下河農(nóng)科所培育的恢復(fù)系R818為抗白葉枯病供體，四川省農(nóng)科院作物所培育的恢復(fù)系成恢047為抗稻瘟病供體；(2)恢復(fù)系培育；(3)不育系培育；(4)雜交組合用不育系慶1A與恢復(fù)系R78配制的雜交組合第十年參加重慶市區(qū)試，第十一年參加續(xù)試和生產(chǎn)試驗，第十二年通過重慶市審定，定名為慶優(yōu)78。
文檔編號A01H1/02GK102630554SQ20121011675
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者何永歆, 朱子超, 李賢勇, 李順武, 梁永書, 歐陽杰, 王楚桃 申請人:重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院