專利名稱：利用葉綠素含量測(cè)定水稻根系活力的水稻品種選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水稻新品種選育方法，特別是一種利用葉綠素含量測(cè)定水稻根系活力的水稻品種選育方法。
背景技術(shù)：
健壯而生理活力強(qiáng)的根系是水稻高產(chǎn)的基礎(chǔ)，根系具有固定、吸收、合成和分泌四大功能。根旺盛的吸水能力，能源源不斷地保證地上部光合作用和蒸騰作用所需的水分，保證地上部的生長(zhǎng)對(duì)無(wú)機(jī)礦物質(zhì)的需求。由于許多植物激素及蛋白質(zhì)是在根部合成的，生理活力強(qiáng)的根系可以保證地上部健壯生長(zhǎng)而不早衰。影響根系健壯生長(zhǎng)的因素很多，諸如品種特性、水分的多少和礦物營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)、土壤的結(jié)構(gòu)與鹽堿等，但在相同的外界條件下，品種是內(nèi)因。由于水稻根系性狀遺傳研究相對(duì)滯后和人們對(duì)根系改良重要性認(rèn)識(shí)不足，育種家尚缺少對(duì)水稻根系性狀遺傳規(guī)律的認(rèn)識(shí)和了解，限制了根系選擇在育種中的應(yīng)用。隨著根系對(duì)水稻植株地上部生長(zhǎng)及稻谷產(chǎn)量的作用被廣泛認(rèn)同，通過(guò)有意識(shí)地對(duì)間接或直接影響稻谷產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的根系有關(guān)性狀進(jìn)行改良，是最終達(dá)到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)以及環(huán)保目的的有效途徑。為了追求建立水稻健壯的根系，水稻育種家和栽培專家進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和研究，由于根處于地下，給觀察和取樣帶來(lái)極大的麻煩和困難，在研究方法上大都采用“破壞性”研究，如利用α-萘胺氧化法與傷流液法，是將稻株挖出后測(cè)定的。在水稻育種上采取破壞性測(cè)定，即使測(cè)出其根系活力，也因植株被破壞而失去了選擇機(jī)會(huì)。鮑文奎等在研究水稻不同葉位葉片光合產(chǎn)物流向后指出“水稻各生育期都有相應(yīng)的養(yǎng)分輸入中心(亦稱生長(zhǎng)中心)，各葉的光合產(chǎn)物主要向它集中，而后才輸入次要的生長(zhǎng)部分，當(dāng)光合產(chǎn)物不足時(shí)，在分配上優(yōu)先保證生長(zhǎng)中心的需要，這是制約光合產(chǎn)物分配的主要原則之一”。各葉除了首先將光合產(chǎn)物供應(yīng)植株當(dāng)時(shí)的生長(zhǎng)中心外，其余的部分都主要向靠近它的器官輸送，上部葉片較多地輸向地上器官，水稻抽穗后，特別是灌漿結(jié)實(shí)期，上三葉(劍葉、倒二葉與倒三葉)的光合產(chǎn)物輸向穗粒。研究證實(shí)，即使植株下部葉完全被遮光，下部葉和器官處于營(yíng)養(yǎng)“饑餓”的情況下，上部葉片(受光條件良好)的光合產(chǎn)物也很少分配到下層被蔭蔽的器官中去。要想根系健壯而有活力，必須向根部輸送“能源” 一碳水化合物。根系以此為“能源”，通過(guò)自身的氧化作用，保持其應(yīng)有的活力和功能。這些有機(jī)碳水化合物的供給者只有倒四、倒五葉制造的光合產(chǎn)物。如倒四葉、倒五葉葉綠素含量高，制造的光合產(chǎn)物多，可源源不斷地向根部輸送營(yíng)養(yǎng)，根系活力就強(qiáng)，若倒四葉、倒五葉老化，葉綠素含量低，制造的光合產(chǎn)物少或停止制造，根系得不到“能源”的供應(yīng)，就開(kāi)始發(fā)生根腐死亡。現(xiàn)有技術(shù)中葉片葉綠素含量的檢測(cè)方法有
1、α-萘胺氧化法測(cè)定根系的活力，將根系全部挖出，洗凈再浸入α-萘胺溶液中，觀察其染色情況。本法為破壞性方法，不能用于選種。2、傷流液法將稻株切斷后收集傷流量的。本法為破壞性方法，不能用于選種。
3、葉綠素測(cè)定將葉片研碎，提取葉綠素后，用分光光度計(jì)比色測(cè)定含量。本法也是破壞性測(cè)定，不能用于選種。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的方法更為合理、可操作性強(qiáng)的利用葉綠素含量測(cè)定水稻根系活力的水稻品種選育方法。在水稻群體中，由于倒四葉較倒五葉受光條件優(yōu)越，加之年齡也較倒五葉輕，故倒四葉的制造光合產(chǎn)物的能力遠(yuǎn)較倒五葉強(qiáng)，倒四葉葉綠素含量與根系活力間相關(guān)密切 (r=0. 6398，顯著)。因此發(fā)明人利用倒四葉的葉綠素含量(老化程度)來(lái)衡量根系活力高低。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種利用葉綠素含量測(cè)定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特點(diǎn)是，其步驟如下
(1)選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種與抗早衰、根系活力強(qiáng)的優(yōu)良親本或品種雜交，收獲雜種一代種子；同時(shí)設(shè)立對(duì)照品種；
(2)加代成雜種二代種子，并種植成雜種二代群體；種植對(duì)照品種；
(3)單株選擇；同時(shí)種植對(duì)照品種；當(dāng)株系未穩(wěn)定時(shí)全部進(jìn)行單株選擇，單株選擇方法如下
a、田間初選在每個(gè)單株齊穗后蠟熟始期，進(jìn)行田間長(zhǎng)相抗性初次選種，并標(biāo)記；
b、田間復(fù)選，也即老化指數(shù)選擇對(duì)標(biāo)記株用葉綠素測(cè)定儀分別測(cè)定各單株的有效穗倒四葉與劍葉的葉綠素含量，并分別用株內(nèi)各穗平均值計(jì)算，以下述公式計(jì)算單株葉片老化指數(shù)，葉片老化指數(shù)< 20%單株入選；
C、田間決選入選單株在田間完熟期前決選；
d、室內(nèi)初選田間選擇單株分株收獲，室內(nèi)考種，淘汰單株產(chǎn)量差于對(duì)照品種，且結(jié)實(shí)率小于90%的單株；
e 室內(nèi)決選初選后保留單株部分種子，剝糙測(cè)出糙率及外觀品質(zhì)，出糙率< 8 及外觀品質(zhì)達(dá)不到國(guó)標(biāo)三級(jí)米的單株淘汰；
(4)株系選擇；同時(shí)種植對(duì)照品種；株系選擇方法如下
a、田間初選在每系拔節(jié)期觀察生長(zhǎng)量，并記錄，齊穗后蠟熟期前淘汰產(chǎn)量水平及抗性低于對(duì)照品種的株系；
b、田間老化指數(shù)選擇將當(dāng)選株系每系測(cè)20-30株，葉片老化指數(shù)計(jì)算方法同步驟 (3)，株系平均老化指數(shù)< 20%的高產(chǎn)多抗穩(wěn)定株系全部實(shí)收；
C、實(shí)產(chǎn)對(duì)比并考種，室內(nèi)出糙分析，米質(zhì)分析決選老化指數(shù)< 20%、產(chǎn)量高于對(duì)照品種 5%以上、出糙率高于90%、米質(zhì)達(dá)到國(guó)家三級(jí)優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)以上的株系，參加品系比較試驗(yàn)；
(5)品系對(duì)比按常規(guī)方法進(jìn)行小區(qū)品系對(duì)比，種植對(duì)照品種，篩選產(chǎn)量高于對(duì)照品種 5%以上的優(yōu)良品系，即得。 本發(fā)明中所述的葉片老化指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可參見(jiàn)表1。
表 權(quán)利要求
1. 一種利用葉綠素含量測(cè)定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特征在于，其步驟如下(1)選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種與抗早衰、根系活力強(qiáng)的優(yōu)良親本或品種雜交，收獲雜種一代種子；同時(shí)設(shè)立對(duì)照品種；(2)加代成雜種二代種子，并種植成雜種二代群體；種植對(duì)照品種；(3)單株選擇；同時(shí)種植對(duì)照品種；當(dāng)株系未穩(wěn)定時(shí)全部進(jìn)行單株選擇，單株選擇方法如下a、田間初選在每個(gè)單株齊穗后蠟熟始期，進(jìn)行田間長(zhǎng)相抗性初次選種，并標(biāo)記；b、田間復(fù)選，也即老化指數(shù)選擇對(duì)標(biāo)記株用葉綠素測(cè)定儀分別測(cè)定各單株的有效穗倒四葉與劍葉的葉綠素含量，并分別用株內(nèi)各穗平均值計(jì)算，以下述公式計(jì)算單株葉片老化指數(shù)，葉片老化指數(shù)< 20%單株入選；C、田間決選入選單株在田間完熟期前決選；d、室內(nèi)初選田間選擇單株分株收獲，室內(nèi)考種，淘汰單株產(chǎn)量差于對(duì)照品種，且結(jié)實(shí)率小于90%的單株；e 室內(nèi)決選初選后保留單株部分種子，剝糙測(cè)出糙率及外觀品質(zhì)，出糙率< 8 及外觀品質(zhì)達(dá)不到國(guó)標(biāo)三級(jí)米的單株淘汰；(4)株系選擇；同時(shí)種植對(duì)照品種；株系選擇方法如下a、田間初選在每系拔節(jié)期觀察生長(zhǎng)量，并記錄，齊穗后蠟熟期前淘汰產(chǎn)量水平及抗性低于對(duì)照品種的株系；b、田間老化指數(shù)選擇將當(dāng)選株系每系測(cè)20-30株，葉片老化指數(shù)計(jì)算方法同步驟 (3)，株系平均老化指數(shù)< 20%的高產(chǎn)多抗穩(wěn)定株系全部實(shí)收；C、實(shí)產(chǎn)對(duì)比并考種，室內(nèi)出糙分析，米質(zhì)分析決選老化指數(shù)< 20%、產(chǎn)量高于對(duì)照品種 5%以上、出糙率高于90%、米質(zhì)達(dá)到國(guó)家三級(jí)優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)以上的株系，參加品系比較試驗(yàn)；(5)品系對(duì)比按常規(guī)方法進(jìn)行小區(qū)品系對(duì)比，種植對(duì)照品種，篩選產(chǎn)量高于對(duì)照品種 5%以上的優(yōu)良品系，即得。
全文摘要
一種利用葉綠素含量測(cè)定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特征在于，其步驟如下選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種與抗早衰、根系活力強(qiáng)的優(yōu)良親本或品種雜交，收獲雜種一代種子；同時(shí)設(shè)立對(duì)照品種；加代成雜種二代種子，并種植成雜種二代群體；種植對(duì)照品種；再進(jìn)行單株選擇和株系選擇。在單株與株系選擇時(shí)依據(jù)倒4葉葉綠素含量判斷水稻根系活力。應(yīng)用本發(fā)明方法可以有效地選出根系活力強(qiáng)的稻株，在高產(chǎn)多抗優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上，可以更準(zhǔn)確地選擇根系活力強(qiáng)的新品系，準(zhǔn)確便捷地選育出高產(chǎn)新品種。
文檔編號(hào)A01H1/04GK102356752SQ201110288088
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者徐大勇, 方兆偉, 樊寧聲, 樊繼偉, 潘啟民, 潘長(zhǎng)紅, 秦德榮, 陳庭木 申請(qǐng)人:連云港市黃淮農(nóng)作物育種研究所