本發(fā)明涉及水稻育種
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種高鐵抗病蟲水稻的選育方法。
背景技術(shù)：
：鐵是人體必需的微量元素，它與血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素以及其它含鐵的酶類結(jié)合，參與機(jī)體內(nèi)氧氣和二氧化碳的轉(zhuǎn)運(yùn)和交換，并在組織呼吸和生物氧化等過程中起重要作用。缺鐵可導(dǎo)致缺鐵性貧血的發(fā)生和不良懷孕，包括提高母嬰的死亡率，影響嬰兒的心智發(fā)育，降低免疫功能，增加疲勞感以及使工作效率低下等。據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示，世界上有近37億的人口缺鐵，其中20億人患有缺鐵性貧血癥。未生育婦女中有40％，而孕婦中有50％的人患有缺鐵性貧血。目前，增加膳食鐵含量的唯一方法是使用昂貴的補(bǔ)充劑——以藥片或者滋補(bǔ)劑的形式出現(xiàn)；或者攝取均衡的飲食，包括有效在發(fā)展中國家付諸實(shí)施。所以，開展高鐵水稻育種，實(shí)施膳食策略從源頭滿足鐵營養(yǎng)的需求，對(duì)減輕和改善鐵缺乏的現(xiàn)狀具有重要意義。我國用世界7％的耕地養(yǎng)活了世界22％的人口，同時(shí)也消耗了世界35％的化肥和33％的農(nóng)藥，“綠色”的發(fā)展理念已成為國家意志。另外，食品安全日益成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。稻瘟病、蟲稻飛虱等原有病蟲害頻繁暴發(fā)，對(duì)水稻衛(wèi)生與安全品質(zhì)的影響顯著。因此，加強(qiáng)抗病蟲水稻品種選育，有助于推動(dòng)更安全綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種高鐵抗病蟲水稻的選育方法，該方法育成的水稻品種聚合了高鐵、抗病、抗蟲的3種優(yōu)良特性。一種高鐵抗病蟲水稻的選育方法，包括：(1)以抗病水稻為親本ⅰ，抗稻飛虱水稻為親本ⅱ，進(jìn)行雜交，獲得單交f1代；(2)以鐵含量≥15mg/kg的粳稻為親本ⅲ，將單交f1代與親本ⅲ進(jìn)行雜交，獲得三交f1代；(3)種植三交f1代，構(gòu)建加倍單倍體群體，按單株收獲dh1代種子；(4)種植dh1代，提取dh1代株系的dna，通過分子標(biāo)記技術(shù)選擇含抗病基因的株系，并從所述株系中選取精米中鐵含量≥15mg/kg的株系，按單株收獲dh2代種子；(5)種植dh2代，選擇抗稻飛虱的株系，按單株收獲dh3代種子；(6)種植dh3代，鑒定秈粳稻類型，選擇偏粳型的株系，按單株收獲dh4代種子；(7)種植dh4代，選育精米中鐵含量≥15mg/kg且抗病蟲、偏粳型的定型品系，得到高鐵抗病蟲水稻。步驟(1)中，以親本ⅰ為母本、以親本ⅱ為父本進(jìn)行雜交；步驟(2)中，以單交f1代為母本、以親本ⅲ為父本進(jìn)行雜交。所述抗病水稻是指抗稻瘟病的水稻。作為優(yōu)選，所述的親本ⅰ為華占。華占是中國水稻研究所選育強(qiáng)優(yōu)勢(shì)秈型恢復(fù)系(新品種授權(quán)公告號(hào)：cna004168g)，可惠贈(zèng)或交換于中國水稻研究所朱旭東課題組。該品種抗稻瘟病，攜帶抗病基因pi2，鐵含量?jī)H7.3mg/kg，是親本ⅲ中澤2號(hào)的1/2.1，高感蟲，對(duì)稻飛虱無抗蟲性。作為優(yōu)選，所述的親本ⅱ為ir64。ir64是國際水稻研究所選育的抗稻飛虱秈稻新品種，可無償從中國水稻研究所或國際水稻研究所獲得。該水稻品種抗稻飛虱，中感稻瘟病，鐵含量?jī)H6.9mg/kg，是親本ⅲ中澤2號(hào)的1/2.3。作為優(yōu)選，所述的親本ⅲ為中澤2號(hào)。中澤2號(hào)是杭州中澤生物科技有限公司聯(lián)合浙江大學(xué)自主培育的高鐵含量粳稻品種，可惠贈(zèng)于浙江大學(xué)。該品種已向農(nóng)業(yè)部植物新品種保護(hù)辦公室申請(qǐng)受理新品種保護(hù)，申請(qǐng)?zhí)枺?0130458.8。該水稻品種鐵含量高達(dá)15.6mg/kg，高感稻瘟病，高感蟲，對(duì)稻飛虱無抗蟲性。作為優(yōu)選，所述的親本ⅰ為華占；所述的親本ⅱ為ir64；所述的親本ⅲ為中澤2號(hào)；其中，步驟(1)中，以華占為母本、ir64為父本進(jìn)行雜交；步驟(2)中，以單交f1代為母本、以中澤2號(hào)為父本進(jìn)行雜交。選用華占、ir64與中澤2號(hào)雜交配組并經(jīng)花藥培養(yǎng)，選育的高鐵抗病蟲水稻品種，鐵含量達(dá)15.8mg/kg，與高鐵親本iii中澤2號(hào)(15.6mg/kg)相仿，是抗稻瘟病親本i華占(7.3mg/kg)的2.1倍，是抗蟲親本ⅱir64(6.9mg/kg)的2.2倍，抗稻瘟病，抗稻飛虱。本發(fā)明采用花藥培養(yǎng)技術(shù)構(gòu)建加倍單倍體群體。涉及的花藥培養(yǎng)方法，參見：趙海巖等.水稻花藥培養(yǎng)及后代選育.遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，(1)：5-7。作為優(yōu)選，步驟(4)中，所述的抗病基因?yàn)閜i2抗稻瘟病基因。分子標(biāo)記鑒定選擇抗病基因時(shí)，具體的引物設(shè)計(jì)與操作方法參見：陳深等.水稻恢復(fù)系華占抗稻瘟病遺傳分析及基因鑒定.植物病理學(xué)報(bào)，2015，45(6)：598-605。作為優(yōu)選，步驟(5)中，通過苗期篩選、成株期感蟲、成熟期危害情況鑒定選擇抗稻飛虱的品系。采用的具體方法與操作參見：陳云風(fēng)、黎世齡、羅筱平等.水稻品種資源對(duì)稻飛虱的抗性鑒定.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015，43(12)：106-107，129。作為優(yōu)選，步驟(6)中，采用程氏指數(shù)法鑒定品系中的秈粳稻類型。采用程氏指數(shù)法鑒定秈粳稻類型的具體方法與操作參見：戚華雄和查中萍.水稻品種秈粳屬性的鑒定方法研究.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2015，(24):6130-6133。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：(1)本發(fā)明育成的水稻品種，具有高鐵、抗稻瘟病和抗稻飛虱特性，農(nóng)藥殘留低于親本，且鐵等礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量較高，既可以補(bǔ)充鋅營養(yǎng)促進(jìn)嬰兒的生長(zhǎng)發(fā)育，又可以綠色生產(chǎn)保證食用安全性。(2)采用花藥培養(yǎng)，與雜交技術(shù)相比，花藥培養(yǎng)技術(shù)可快速穩(wěn)定與實(shí)現(xiàn)早判斷鑒定，育種周期短，而采用先秈粳雜交再與粳稻雜交的三交策略，更有利于克服秈稻花藥培養(yǎng)難的技術(shù)問題。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。下列實(shí)施例中；涉及的花藥培養(yǎng)方法，參見：趙海巖等.水稻花藥培養(yǎng)及后代選育.遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，(1)：5-7。涉及的分子標(biāo)記鑒定方法，具體參見：陳深等.水稻恢復(fù)系華占抗稻瘟病遺傳分析及基因鑒定.植物病理學(xué)報(bào)，2015，45(6)：598-605。涉及的抗稻飛虱的品系的鑒定方法，具體參見：陳云風(fēng)、黎世齡、羅筱平等.水稻品種資源對(duì)稻飛虱的抗性鑒定.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015，43(12)：106-107，129。涉及的程氏指數(shù)法，具體參見：戚華雄和查中萍.水稻品種秈粳屬性的鑒定方法研究.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2015，(24):6130-6133。1、育種材料：(1)以抗病水稻華占為母本。華占是中國水稻研究所選育強(qiáng)優(yōu)勢(shì)秈型恢復(fù)系(新品種授權(quán)公告號(hào)：cna004168g)，可購于中國水稻研究所朱旭東課題組。該品種抗稻瘟病，攜帶抗稻瘟病主效基因pi2，鐵含量?jī)H7.3mg/kg，高感蟲，對(duì)稻飛虱無趨避抗蟲性。(2)以ir64為父本。ir64是國際水稻研究所選育抗稻飛虱粳稻新品種。該品種抗稻飛虱，中感稻瘟病，鐵含量?jī)H6.9mg/kg。(3)以中澤2號(hào)為父本。中澤2號(hào)是杭州中澤生物科技有限公司培育高鐵含量粳稻品種。中澤2號(hào)鐵含量高達(dá)15.6mg/kg，高感稻瘟病，高感蟲，對(duì)稻飛虱無趨避抗蟲性。2、高鐵抗病蟲水稻品種的選育過程為：(1)2011年春夏季，浙江杭州，以抗稻瘟病親本i(華占)為母本，與抗稻飛虱親本ii(ir64)為父本，進(jìn)行雜交，得單交f1代種子19粒；(2)2012年冬春季，海南陵水，種植單交f1代19株，以高鐵含量親本iii(中澤2號(hào))為父本，進(jìn)行雜交，獲得三交f1(華占/ir64//中澤2號(hào))代種子136粒；(3)2012年春夏季，浙江杭州，種植三交f1(華占/ir64//中澤2號(hào))代植株136株，采用花藥培養(yǎng)技術(shù)，構(gòu)建加倍單倍體(dh)群體；(4)2013年冬春季，海南陵水，按單株收獲dh1代種子，構(gòu)建dh系931個(gè)；(5)2013年春夏季，浙江杭州，種植dh1植株，提取dh1植株的dna，采用分子標(biāo)記技術(shù)，鑒定選擇攜帶pi2抗病基因的162株，收獲入選株系種子，檢測(cè)入選株系精米中的鐵含量≥15mg/kg的株系41個(gè)；(6)2014年春夏季，浙江杭州，按株系種植dh2代，室內(nèi)結(jié)合室外大區(qū)鑒定選擇對(duì)稻飛虱具有趨避抗蟲性的株系6個(gè)；(7)2015年春夏季，浙江杭州，按品系種植dh3代，采用程氏指數(shù)法，鑒定秈粳稻類型，選擇偏粳型的株系3個(gè)；(8)2016年夏秋季，浙江杭州，按品系種植dh4代，獲得高鐵抗病蟲偏粳型的定型品系1個(gè)，得到高鐵抗病蟲水稻。本實(shí)施例選育的高鐵抗病蟲水稻品種：鐵含量為15.8mg/kg，與高鐵親本iii中澤2號(hào)(15.6mg/kg)相仿，是抗稻瘟病親本i華占(7.3mg/kg)的2.1倍，是趨避抗蟲親本ⅱir64(6.9mg/kg)的2.2倍，抗稻瘟病，抗稻飛虱，有效聚合3個(gè)親本的優(yōu)良特性。對(duì)本實(shí)施選育的高鐵抗病蟲品種以及其親本的稻瘟病抗性、鐵含量、稻飛虱抗性水平和秈粳類型進(jìn)行鑒定，結(jié)果如表1所示(表2～4為評(píng)價(jià)稻瘟病葉瘟抗性、測(cè)定農(nóng)藥殘留和鐵等礦質(zhì)元素以及評(píng)價(jià)稻飛虱抗性的標(biāo)準(zhǔn))。表1高鐵抗病蟲水稻品種、各親本及其選育過程中各株系的稻瘟病抗性、鐵含量、稻飛虱抗性水平和秈粳類型的鑒定結(jié)果表2稻瘟病葉瘟抗性的評(píng)價(jià)分析標(biāo)準(zhǔn)表3農(nóng)藥殘留和鐵等礦質(zhì)元素元素的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)表4稻飛虱抗性的評(píng)價(jià)分析標(biāo)準(zhǔn)抗性級(jí)別死苗率抗性水平0<1.0免疫i11.1～10高抗hr310.1～30抗r530.1～50中抗mr750.1～70中感ms9>70.1感s對(duì)本實(shí)施選育的高鐵抗病蟲水稻品種以及其親本的農(nóng)藥殘留以及鐵等礦質(zhì)元素進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表5所示。表5親本華占、ir64、中澤2號(hào)和定型產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留和礦質(zhì)營養(yǎng)比較**/表示未檢測(cè)由表5中的數(shù)據(jù)可知，在本實(shí)施例選育的高鐵抗病蟲水稻品種(定型產(chǎn)品)中，殺菌劑(稻瘟靈、二硫氨基甲酸鹽)、殺蟲劑(馬拉硫磷、除蟲脲)等農(nóng)藥殘留顯著低于親本或未檢測(cè)出。因此，本定型產(chǎn)品比親本產(chǎn)品食用安全性明顯優(yōu)于三個(gè)親本，更有利于人類的安全健康。在定型產(chǎn)品中，鐵、鉀、鎂、磷的含量均高于三個(gè)親本，其中鉀、鎂比較明顯，因定型產(chǎn)品抗性，營養(yǎng)健康性超出了原來所預(yù)期的。鉀、鎂參與多種人體酶的催化作用，是不可缺少的金屬元素。鉀在人體內(nèi)的主要作用是維持酸堿平衡，參與能量代謝以及維持神經(jīng)肌肉的正常功能。當(dāng)體內(nèi)缺鉀時(shí)，會(huì)造成全身無力、疲乏、心跳減弱、頭昏眼花，嚴(yán)重缺鉀還會(huì)導(dǎo)致呼吸肌麻痹死亡。此外，低鉀會(huì)使胃腸蠕動(dòng)減慢，導(dǎo)致腸麻痹，加重厭食，出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹脹等癥狀。人體缺鎂會(huì)有手足抽搐、心律不齊、心動(dòng)過速、情緒不安、容易激動(dòng)等癥狀。以上所述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12