一、技術領域
本發(fā)明涉及一種植物的育種方法，具體涉及一種抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)粳稻的育種方法。
二、
背景技術：
水稻是我國重要的糧食作物，占糧食總產(chǎn)的一半以上。水稻也是江蘇省第一大糧食作物，全省80％以上的人口以稻米為主食。近年來江蘇省水稻種植面積約為2.20×106hm2，其中粳稻面積約占全省水稻總面積的90％以上。由于我國人口眾多，耕地面積逐年減少，高產(chǎn)育種一直是水稻育種家的首要目標，而品質(zhì)改良相對滯后。近年來，隨著人們生活水平的提高，消費者對稻米品質(zhì)的要求越來越高，現(xiàn)有的粳稻品種很難滿足人們對優(yōu)質(zhì)稻米的需求。另一方面，稻瘟病是江蘇省最主要的病害，20世紀90年代初發(fā)病面積達166.67萬hm2，減產(chǎn)35萬t，苗、葉、穗頸瘟在江蘇省都有發(fā)生，但穗頸瘟的潛在威脅最大，嚴重時可以導致顆粒無收(陸凡，等.西南農(nóng)業(yè)大學學報，1998，20(5)：387-391)。實踐證明，選育和推廣抗病品種是防治穗頸瘟最經(jīng)濟、有效和安全的方法。因此，選育抗穗頸瘟、且優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的粳稻品種是江蘇省水稻育種的重要目標，如何選育抗穗頸瘟，又優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的粳稻品種是江蘇粳稻育種當前迫切需要解決的問題。
三、
技術實現(xiàn)要素：
技術問題：
本發(fā)明的目的是在解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題與不足，提供了一種抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)粳稻的育種方法，從而培育出抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)(既有好的外觀品質(zhì)又有優(yōu)良食味)、高產(chǎn)的粳稻新品種，使其在生產(chǎn)上能夠獲得老百姓認可且能得到大面積的推廣應用。
技術方案：
本發(fā)明課題組在多年的育種實踐中，通過對各種育種方案和育種方法的反復比較得到中間育種材料鹽9660，鹽9660是以武育粳3號與揚粳319雜交再與武育粳3號回交后經(jīng)過多代選擇育成的中間品系，該品系具有產(chǎn)量高、抗性廣尤其是穗頸瘟抗性好、配合力高的特點,該品系分類命名水稻：水稻(oryzasativa)，保藏編號cgmccno.13599，于2017年3月28在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心進行保藏，地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號中科院微生物研究所。
本發(fā)明利用中間育種材料鹽9660可以很好的達到發(fā)明目的以解決現(xiàn)有粳稻育種中存在的技術問題，一種抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)粳稻的育種方法包括以下步驟：
(1)選用優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種揚粳687作母本，與保藏編號為cgmccno.13599的鹽9660雜交獲得f1；
(2)將f1浸種催芽后播種，連續(xù)自交8代后獲得抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)粳稻品種。具體為：
1)選用優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種揚粳687作母本，與保藏編號為cgmccno.13599的鹽9660雜交獲得f1；從f1自交即自交1代起每代選擇農(nóng)藝性狀與母本揚粳687相當?shù)膯沃辏?/p>
2)將所選f1單株混合種植，從f2自交即自交2代起每代進行稻瘟病抗病基因pi-ta、pib基因型檢測，淘汰不含有這2個抗病基因的單株；
3)從f4自交即自交4代起每代單株混收，脫殼成糙米，淘汰品質(zhì)達不到國標3級優(yōu)質(zhì)稻米的單株；
4)從f5自交即自交5代起每代進行穗頸瘟接種鑒定，淘汰感病單株，即獲得抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)粳稻品種。
詳細步驟如下：
(1)選用優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種揚粳687作母本，與鹽9660雜交獲得種子f1；
(2)f1自交：將f1種子種植，f1起逐代選擇株高90～95cm、每株8～10穗、每穗120粒以上的單株混合，獲得f2；
(3)f2自交：將得到的f2種子栽插，自f2起逐代對當選株系進行稻瘟病抗病基因pi-ta、pib基因型檢測，淘汰不含有這2個抗病基因的單株，再選擇全生育期在155天左右的遲熟中粳類型單株獲得f3；
(4)f3自交：將得到的f3種子栽插，同f2代選擇方法獲得f4；
(5)f4自交：將得到的f4種植，自f4起逐代對當選株系進行品質(zhì)篩選，淘汰品質(zhì)達不到國標3級優(yōu)質(zhì)稻米的單株，獲得f5；
(6)f5自交：將得到的f5種植株系，自f5起逐代對當選的株系進行穗頸瘟接種鑒定，根據(jù)“羅楚平等水稻稻瘟病接種技術及2009年江蘇省區(qū)試品種抗性鑒定,江蘇農(nóng)業(yè)科學，2009，6:178-179”記載的標準，選擇穗頸瘟損失率5級以下的單株獲得f6；
(7)f6自交：將得到的f6種植株系，自f6起逐代對當選的株系進行食味品嘗，根據(jù)“張亞東等稻米食味品質(zhì)評價方法的建立和應用，江蘇農(nóng)業(yè)科學，2011，39(5)：350-352”記載的標準，淘汰食味品嘗差的株系，獲得f7；
(8)f7自交：種植f7的株系，同f6代選擇方法獲得f8；
(9)f8自交：種植f8株系，獲得粳稻新品系，即為獲得的抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)粳稻。
所獲得的抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)粳稻定名為蘇墾118，株型緊湊，平均株高92厘米，每畝有效穗21-23萬，每穗實粒數(shù)120-130粒，結實率93.5％，千粒重27克，全生育期155天,抗穗頸瘟，穗頸瘟損失率5級、穗頸瘟綜合抗性指數(shù)4.75；米質(zhì)較優(yōu)，整精米率76.3％，堊白率17％，堊白度4.6％，膠稠度70毫米，直鏈淀粉含量13.9％。
有益效果：本發(fā)明的育種方法中，選用了具有產(chǎn)量高、抗性廣尤其是穗頸瘟抗性好、配合力高的中間品系鹽9660；在自交2代時選擇同時含有稻瘟病抗病基因pi-ta、pib的單株；在自交4代時單株混收，脫殼成糙米，淘汰品質(zhì)達不到國標3級優(yōu)質(zhì)稻米的單株；在自交5-6代開始進行穗頸瘟接種鑒定和食味品嘗，結合品嘗和鑒定結果淘汰感病或者食味差的株系。獲得抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)粳稻品種，定名為蘇墾118：
1、產(chǎn)量高、適應性廣
2014-2016年，蘇墾118年分別在南京、興化、洪澤、姜堰、鹽城、東辛農(nóng)場等地示范種植和大面積推廣，該品種表現(xiàn)出分蘗力強、穗粒協(xié)調(diào)、灌漿快、熟相好、結實率高。2015年江蘇寶應縣安宜鎮(zhèn)示范方，經(jīng)省市種子站組織的專家實產(chǎn)驗收畝產(chǎn)為776.8公斤；2016年灌漿成熟期遭遇幾十年不遇的連續(xù)陰雨天氣，光照嚴重不足，蘇墾118在江蘇興化市周莊鎮(zhèn)江孫村百畝示范攻關方，經(jīng)省市專家現(xiàn)場實產(chǎn)驗收畝產(chǎn)為762.5公斤。
2、抗性廣、穗頸瘟抗性突出
蘇墾118經(jīng)江蘇省農(nóng)科院植保所抗性鑒定(以下材料均為公知公用，江蘇省農(nóng)科院植保所抗性鑒定為公開對外服務項目)發(fā)現(xiàn)，該品種對4個白葉枯病代表菌株ks6-6、浙173、px097、js49-6(劉永峰，等.江蘇省植物病理學會第九屆會員代表大會暨學術研討會論文集，1999：107-111)鑒定結果都在3級以下(9級制)，表現(xiàn)為抗。稻瘟病苗期鑒定(羅楚平，等.江蘇農(nóng)業(yè)科學，2009，6:178-179)結果zb27、zc15、zd7、ze3、zf1、zg1等6個小種抗性都為0-2級；稻瘟病綜合指數(shù)2014年為5級，2015年為4.75級；穗頸瘟3年鑒定(羅楚平，等.江蘇農(nóng)業(yè)科學，2009，6:178-179)結果最高為5級(即穗頸瘟損失率為5級以下)；條紋葉枯病經(jīng)省統(tǒng)一鑒定(周彤，等.植物保護，2008，34(6)：77-80)，3年異地鑒定結果為抗，紋枯病3年鑒定(潘學彪，等.江蘇農(nóng)學院學報，1997，18(3)：27-32)結果均為抗到高抗。試驗示范過程中紋枯病輕，未發(fā)生稻曲病。該品種實際株高在92厘米左右，在試驗示范和大面積推廣過程中未出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，抗倒能力強。2014年、2015年水稻生育期連續(xù)陰雨天氣多，穗頸瘟在江蘇乃至長江中下游地區(qū)的水稻生產(chǎn)上呈暴發(fā)性危害，但蘇墾118在多地生產(chǎn)示范中均表現(xiàn)出對穗頸瘟的良好抗性。
3、品質(zhì)好、食味品質(zhì)突出
蘇墾118由省種子站統(tǒng)一取樣經(jīng)農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量檢測中心分析，糙米率85.7％，精米率79.7％，整精米率76.3％，長寬比1.6-1.8，堊白率17％，堊白度4.6％，透明度2級，堿消值6.8級，膠稠度70mm，直鏈淀粉含量13.9％，米飯微香。既有好的外觀品質(zhì)又有優(yōu)良食味，米飯口感柔軟滑潤，富有彈性，冷而不硬，食味品質(zhì)極佳。
4、本發(fā)明選用中間材料鹽9660作父本，鹽9660是以武育粳3號與揚粳319雜交再與武育粳3號回交后經(jīng)過多代選擇育成的中間品系，該品系在育種過程中表現(xiàn)了具有產(chǎn)量高、抗性廣尤其是穗頸瘟抗性好、配合力高的特點。
四、附圖說明
圖1為本發(fā)明育種方法的育種系譜示意圖。
五、生物保藏
鹽9660，分類命名為水稻(oryzasativa)，于2017年2月8日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號中科院微生物研究所，保藏號為：cgmccno.13599。
六、具體實施方式
本發(fā)明課題組在多年的育種實踐中，通過對各種育種方案和育種方法的反復比較育成中間育種材料鹽9660，鹽9660是以武育粳3號與揚粳319雜交再與武育粳3號回交后經(jīng)過多代選擇育成的中間品系，該品系具有產(chǎn)量高、抗性廣尤其是穗頸瘟抗性好、配合力高的特點。本發(fā)明利用中間育種材料鹽9660與優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種揚粳687雜交很好的解決了現(xiàn)有粳稻育種中存在的抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)(既有好的外觀品質(zhì)又有優(yōu)良食味)、高產(chǎn)的粳稻新品種技術問題。
保藏編號cgmccno.13599的鹽9660特征特性：株型緊湊，分蘗力較強，葉片淡綠色，成熟期轉(zhuǎn)色好，抗倒性強。全生育期150天左右，株高95厘米左右，葉片挺立。每畝有效穗22萬左右，每穗實粒數(shù)120粒左右，結實率90％左右，千粒重26克左右?？顾腩i瘟，中抗白葉枯病，感紋枯病，抗條紋葉枯病。
早熟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)中粳品種揚粳687特征特性：該品種成熟早，穗大粒多，抗倒性好，灌漿速度快，易脫粒，后期熟相較好，稈青籽黃，抗病性好，米質(zhì)較優(yōu)，綜合性狀好，全生育期144天左右，株高90厘米左右，葉片狹挺，葉色略淡。分蘗力較強，每畝最高莖蘗苗30～35萬，畝有效穗23萬，每穗實粒數(shù)120粒左右,結實率94％左右，千粒重25克左右，糙米率83.1％，堊白率90％，參加生產(chǎn)試驗，比對照增產(chǎn)11.6％。一般畝產(chǎn)600-650千克左右。
具體實施步驟如下：
(一)育種方案和方法
1、2002年選用優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種揚粳687作母本，與鹽9660雜交獲得種子61粒即f1；
2、f1自交：2003將61粒f1種子種植30株，去除雜株2株，選擇農(nóng)藝性狀與揚粳687相當，即株高90～95cm、每株8～10穗、每穗120粒以上的10個單株f2混合；
3、f2自交：2004將得到的f2種子混合栽插800株，自f2起逐代對當選株系進行稻瘟病抗病基因pi-ta、pib進行基因檢測(王軍等.利用分子標記輔助選擇聚合水稻抗病基因pi-ta、pi-b和stv-bi，作物學報，2011，37(6)：975-981)，淘汰不含有這2個抗病基因的單株，選擇農(nóng)藝性狀再選擇全生育期在155天左右的遲熟中粳類型單株獲得f3；
4、f3自交：2005將得到的f3種植10個株系，根據(jù)農(nóng)藝性狀篩選，選擇農(nóng)藝性狀與揚粳687相當、不含有稻瘟病2個抗病基因pi-ta、pib的5個株系的15單株獲得f4；
5、f4自交：2006將得到的f4種植15個株系，自f4起逐代對當選株系進行品質(zhì)篩選(吉志軍，等.不同基因型水稻稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)的生態(tài)型差異,南京農(nóng)業(yè)大學學報，2005，28(4):16-20)，淘汰品質(zhì)達不到國標3級優(yōu)質(zhì)稻米的單株，獲得農(nóng)藝性狀與揚粳687相當,不含有稻瘟病2個抗病基因pi-ta、pib的4個株系共20株獲得f5；
6、f5自交：2007將得到的f5種植20個株系，自f5起逐代對當選的株系進行穗頸瘟接種鑒定(羅楚平，等.水稻稻瘟病接種技術及2009年江蘇省區(qū)試品種抗性鑒定,江蘇農(nóng)業(yè)科學，2009，6:178-179)，根據(jù)農(nóng)藝性狀、穗頸瘟抗性篩選，獲得稻米品質(zhì)國標3級以上,農(nóng)藝性狀與揚粳687相當,含有2個稻瘟病抗病基因pi-ta、pib,穗頸瘟損失率5級以下的6個株系的20個單株f6；
7、f6自交：2008將得到的f6種植20個株系，自f6起逐代對當選的株系進行食味品嘗(張亞東，等.稻米食味品質(zhì)評價方法的建立和應用，江蘇農(nóng)業(yè)科學，2011，39(5)：350-352)，結合品嘗結果淘汰16個株系，獲得4個株系共8個單株獲得f7；
8、f7自交：2009種植f7的8個株系，再次重復以上豐產(chǎn)性、抗病性、農(nóng)藝性狀結合品質(zhì)篩選，共入選3個株系的6個單株得到個f8；
9、f8自交：2010種植6個株系，根據(jù)豐產(chǎn)性、穗頸瘟抗性、品質(zhì)和一致性進行篩選，獲得表現(xiàn)為豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗穗頸瘟的3個粳稻品系；
10、2011將得到的表現(xiàn)為豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗穗頸瘟的新品系定名為抗穗頸瘟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)粳稻蘇墾118；
11、2012年參加江蘇省遲熟中粳預備試驗；
12、2013、2014年參加蘇省遲熟中粳區(qū)域試驗；
13、2015年參加蘇省遲熟中粳生產(chǎn)試驗；
14、2016年通過江蘇省品種審定、定名蘇墾118.
詳細育種流程見表1
(二)栽培技術要點如下：
經(jīng)試驗示范種植，蘇墾118畝產(chǎn)650-700公斤產(chǎn)量構成：每畝有效穗21-23萬，每穗實粒數(shù)120-130粒，結實率93％以上，千粒重27克左右。高產(chǎn)栽培應該在保證有效穗的前提下，攻大穗，保粒重。即通過適期播種和科學管理培育壯秧；合理密植和及時擱田構建高產(chǎn)群體；精確定量施肥，攻大穗、保粒重。
具體栽培要點是：
1、適期播種，培育壯秧。在本省蘇中及其以南稻區(qū)一般5月中旬播種，濕潤育秧每畝凈秧板播量25公斤左右，旱育秧每畝凈秧板播量40-45公斤，機插秧塑盤育秧每盤100克干種子，5月20-25日播種，每畝大田用種量3-3.5公斤。
2、適時移栽，合理密植。一般6月上、中旬移栽，秧齡30天左右，每畝大田栽插1.6萬-1.8萬穴，每畝基本苗6萬-8萬，機插秧秧齡控制在18-20天。
3、科學肥水管理。一般畝施純氮量20公斤左右，肥料運籌上采取“前重、中控、后補”的原則，并重視磷鉀肥和有機肥的配合施用。水漿管理上，注意淺水栽插，寸水活棵，薄水分蘗，足苗后適時分次擱田，后期干干濕濕，養(yǎng)根保葉，活熟到老，收割前一周斷水。
4、病蟲草害防治。播前用藥劑浸種防治惡苗病和干尖線蟲病等種傳病蟲害，秧田期和大田期注意灰飛虱、稻薊馬的防治，中、后期要綜合防治紋枯病、螟蟲、稻飛虱等。
表1：本發(fā)明育種方法選育流程
四)產(chǎn)量水平及特征特性
2013-2014年參加江蘇省區(qū)試，兩年平均畝產(chǎn)644.3公斤，2013年比對照鎮(zhèn)稻14號增產(chǎn)5.84％，2014年比組平均產(chǎn)量增產(chǎn)0.35％；2015年生產(chǎn)試驗平均畝產(chǎn)677.5公斤，比對照武運粳24增產(chǎn)4.44％。
株型緊湊，分蘗力較強，葉片淡綠色，群體整齊度好，抗倒性好，成熟期轉(zhuǎn)色好。省區(qū)試平均結果：每畝有效穗21-23萬，每穗實粒數(shù)120-130粒，結實率93％以上，千粒重27克，株高92厘米左右，全生育期155天，比對照早1.5天。病害鑒定：穗頸瘟損失率5級、穗頸瘟綜合抗性指數(shù)4.75，中感白葉枯病，抗紋枯病，條紋葉枯病發(fā)病率13.51％。米質(zhì)理化指標根據(jù)農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心2015年檢測：整精米率76.3％，堊白率17％，堊白度4.6％，膠稠度70毫米，直鏈淀粉含量13.9％，米質(zhì)較優(yōu)。
本發(fā)明課題組在長期的育種過程中以武育粳3號與揚粳319雜交再與武育粳3號回交后經(jīng)過多代選擇選育了中間品系鹽9660。中間材料鹽9660在育種過程中表現(xiàn)了具有產(chǎn)量高、抗性廣尤其是穗頸瘟抗性好、配合力高的特點。