選育具有隱性雙色穎殼標記水稻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水稻育種技術(shù)，具體是一種選育具有隱性雙色穎殼標記水稻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水稻是世界主要作物，也是我國最主要的糧食作物，世界上一半以上人口以稻米為主食，中國高達60 %以上，因此，水稻技術(shù)創(chuàng)新狀況備受世界高度關(guān)注。水稻穎殼顏色是水稻重要的標記性狀，能穩(wěn)定遺傳的性狀，受環(huán)境影響小，抽穗后就能直觀識別，在水稻種子生產(chǎn)和商業(yè)化開發(fā)過程中，尤其是在雜交水稻商業(yè)化制種和機械化制種生產(chǎn)過程中，具有非常特殊意義。發(fā)掘出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的獨占性、專有性的帶有直觀特殊標記的種子，有利于防范商業(yè)侵權(quán)行為造成的損失。利用親本穎殼顏色差異，使用色選機可以將雜交種子和親本分離，就可以有效解決制種生產(chǎn)機械化播種、混收的技術(shù)難題，巨大降低生產(chǎn)成本，同時，有利于田間去雜，提高種子純度，因此，研究并發(fā)掘新的水稻穎殼顏色已成為當前水稻研究熱點和難點之一。
[0003]現(xiàn)代水稻育種科學實踐證明，突破性的成就依賴于特異種質(zhì)的發(fā)掘及其在生產(chǎn)上的有效應(yīng)用。黃大輝等利用帶有黑色穎殼的廣西普通野生稻作為親本轉(zhuǎn)育出黑穎殼水稻品種，認為黑色穎殼對黃色(正常色)穎殼為顯性遺傳。張從合等利用帶有由隱性基因控制褐色穎殼的爪哇稻材料M95和廣占63-4S雜交，選育出褐色穎殼兩系不育系新安S。何立斌等利用隱性基因控制褐色穎殼的印度水稻Dular和協(xié)青早雜交轉(zhuǎn)育，成功選育出帶有由隱性基因控制的褐色穎殼標記的不育系中7A，并可以用于機械化制種生產(chǎn)。張志雄等利用航天失重、宇宙射線等手段誘發(fā)基因突變技術(shù)，成功發(fā)掘出具有由隱性基因控制的橙色穎殼不育系花香A。另外，一些科學家利用生物技術(shù)成功地從黃色穎殼水稻發(fā)掘出具有褐色穎殼水稻品種。然而，這些特異穎殼顏色發(fā)掘多是從現(xiàn)有褐色穎殼水稻資源中轉(zhuǎn)育出來，可利用資源有限，發(fā)掘方法單一，特別是挖掘出來的穎殼標記色大多數(shù)褐色或黑色，穎殼標記色類型不夠豐富，并且整粒穎殼都是標記色，造成穎殼葉綠素含量降低，影響水稻穎殼進行光合作用，因此，探索水稻穎殼特異顏色標記發(fā)掘方法，挖掘出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，具有新的穎殼特異顏色標記類型，對防范產(chǎn)品被侵權(quán)行為，推進雜交水稻制種生產(chǎn)機械化，增強產(chǎn)品核心競爭力具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對水稻特異穎殼顏色標記類型和挖掘方法單一的現(xiàn)狀，提供一種選育具有隱性雙色穎殼標記水稻的方法。
[0005]本發(fā)明的選育具有隱性雙色穎殼標記水稻的方法，包括如下步驟:
[0006]1)以a個穎殼顏色較深的水稻資源品種I分別與穎殼顏色正常的水稻品種II雜交，種植雜交后代，篩選雜交種穎殼顏色正常但植株群體不整齊的穎殼顏色較深的水稻資源品種，作為穎殼顏色特異隱性基因供體品種III ;
[0007]2)以穎殼顏色特異隱性基因供體品種III與具有云南穎殼黑褐色遺傳背景的水稻資源品種IV(具有該遺傳背景的品種一般具有隱性的顏色特異基因)雜交得到基因型雜合的水稻V，多代自交，選育得到b個具有雙色穎殼的株系VI ;
[0008]3)b個具有雙色穎殼的株系VI經(jīng)多點試驗、穩(wěn)定性試驗，選擇c個性狀穩(wěn)定、抗性強、適應(yīng)性廣的具有雙色穎殼的品系VII ;
[0009]4)以c個具有雙色穎殼的品系VII與穎殼顏色正常的品種VIII雜交，選擇雜交一代穎殼顏色正常、雜交二代雙色穎殼性狀分離情況符合隱性基因性狀分離規(guī)律，且雜種一代綜合性狀好的具有雙色穎殼的株系VII，得到具有隱性雙色穎殼標記水稻IX ;
[0010]所述a、b、c為正整數(shù)。
[0011]本發(fā)明的關(guān)鍵是發(fā)掘隱藏在穎殼顏色較深的水稻資源品種I中的穎殼顏色特異隱性基因，經(jīng)分離、重組和純化，得到具有隱性雙色穎殼標記水稻IX。因此，本發(fā)明首先篩選穎殼顏色特異隱性基因供體品種III，淘汰穎殼顏色較深的水稻資源品種I中穎殼顏色特異基因為顯性基因的品種。
[0012]所述穎殼顏色正常是指穎殼顏色為常見的桿黃色。
[0013]步驟1)所述穎殼顏色較深的水稻資源品種I可為來自國內(nèi)外的地方穎殼顏色較深的水稻品種，包括各地方老品種和通過老品種雜交選育出的穎殼顏色較深的水稻常規(guī)品種及其衍生品種。
[0014]所述雙色穎殼標記，在抽穗后到灌漿時，穎殼上部為橙色，臘黃后變?yōu)轸鼽S色，而穎殼下部從抽穗到灌漿為綠色，臘黃后逐漸變?yōu)闂U黃色，到成熟時表現(xiàn)為整粒穎殼上部分顏色為赭黃色，下部顏色為桿黃色。
[0015]所述隱性雙色穎殼標記，指控制雙色穎殼標記性狀由隱性基因控制，此隱性雙色穎殼品種和正常品種雜交，雜交匕植株所結(jié)籽粒穎殼正常(即桿黃色)。
[0016]其中，步驟1)所述穎殼顏色特異隱性基因供體品種III，優(yōu)選為同一穗上籽粒間穎殼顏色深淺程度不一的品種。同一穗上籽粒間穎殼顏色深淺程度不一說明該品種含有類型多樣的穎殼顏色特異基因。
[0017]其中，步驟1)所述a個穎殼顏色較深的水稻資源品種I分別與穎殼顏色正常的水稻品種II雜交，穎殼顏色較深的水稻資源品種I可作為母本與水稻品種II雜交，也可作為父本與水稻品種II雜交。
[0018]所述雜交，為常規(guī)的水稻雜交，要點有:一是依據(jù)父本和母本的生物學特性，采取栽培技術(shù)措施，使父母本在同一時間開花；二是通過人工去雄(當母本為不育系時不需人工去雄)、人工授粉等外部手段將父本的花粉傳到母本的柱頭上進行雜交授粉，獲取雜交稻種子。
[0019]所述綜合性狀好是指表現(xiàn)為產(chǎn)量高、性狀穩(wěn)定、抗性強、適應(yīng)性廣、配合力高等，評價標準同一般水稻選育時關(guān)于綜合性狀的評價標準。
[0020]所述適應(yīng)性廣是指比其它品種更適宜在不同海拔、瑋度，不同生態(tài)氣候推廣種植。
[0021]所述多代自交的代數(shù)優(yōu)選4-8代。
[0022]所述穎殼顏色特異隱性基因供體品種III優(yōu)選緬甸黃板所。
[0023]所述具有云南穎殼黑褐色遺傳背景的水稻資源品種IV是指云南穎殼黑褐色水稻品種及以之選育的衍生品種，優(yōu)選為宜恢1577。
[0024]所述穎殼顏色正常的品種VIII是指穎殼顏色桿黃色的常見品種，優(yōu)選為不含感光基因的文香28A、Y58S等優(yōu)良不育系。
[0025]所述具有隱性雙色穎殼標記水稻IX優(yōu)選成功選育出的文赭稻748。
[0026]本發(fā)明還提供所述具有隱性雙色穎殼標記水稻選育方法在水稻育種中的應(yīng)用。
[0027]本發(fā)明所述選育具有隱性雙色穎殼標記水稻的方法，具有如下優(yōu)點:
[0028]1、本發(fā)明選育出來的穎殼上部或者靠近穎尖部分顏色為赭黃色，底部或者靠近枝梗的穎殼為正常色，赭黃色部分占籽粒穎殼的四分之三，正常色部分占四分之一，不僅與正常水稻品種種子相比，形成了對比非常明顯的一顆種子有赭黃色、桿黃色兩個不同顏色穎殼標記的水稻品種，而且和已經(jīng)成功選育出來的種子全部是褐色、黑色和橙色具有明顯標記差異，有利于確保自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的專有性、真實性和標記性，有利防范自主知識產(chǎn)權(quán)或產(chǎn)品受到侵犯造成的損失。
[0029]2、有利于拓寬水稻隱性的特殊顏色穎殼標記基因發(fā)掘渠道，充分利用穎殼顏色正常的地方稻種資源，挖掘類型豐富的隱性特殊顏色穎殼標記基因材料。專利申請人從事二十多年的水稻遺傳育種實踐探索，認為水稻穎殼顏色深淺與抗寒性和光照強度有關(guān)，現(xiàn)有正常色穎殼水稻在成熟前穎殼綠色，灌漿成熟后變成黃色，因為有利于稻穗籽粒本身進行光合作用，增強籽粒的飽滿度，提高水稻種性遺傳力度，是水稻適應(yīng)環(huán)境和人為長期選擇的結(jié)果，就像隱性雄性不育基因一樣，豐富的穎殼顏色基因及其表型性狀穩(wěn)定地“隱藏”在地方水稻種質(zhì)資源中，有些與其它性狀基因連鎖，不易突變表現(xiàn)出來，可以通過人工雜交等技術(shù)方法促使不同穎殼顏色基因重組，特別是增加了由隱性基因控制的特異顏色穎殼基因重組結(jié)合機率，可以獲得新的隱性特異顏色穎殼標記性狀水稻單株出來。按照這一理論設(shè)想，成功選育出隱性赭黃色穎殼標記性狀的水稻品種，和我國目前成功選育方法相比，標記色、利用材料和發(fā)掘方法不同，進一步豐富我國水稻穎殼色標記類型，同時，發(fā)掘利用材料更廣泛，挖掘方法相對簡單，成本更低。
[0030]3、利用穎殼褐色的地方水稻品種作為親本雜交轉(zhuǎn)育出來，以及通過輻射、太空失重導致水稻穎殼顏色基因突變選育出來的具有特異顏色穎殼標記性狀的水稻品種或雜交水稻親本，籽粒穎殼顏色全部是同一顏色，葉綠素含量降低，影響水稻穎殼進行光合作用，造成籽粒飽滿度降低，本發(fā)明選育出來的籽粒穎殼四分之一保留正常色，穎殼可以進行光合作用，可增加種子的飽滿度。
【具體實施方式】
[0031]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。
[0032]若未特別指明，實施例中所用的雜交技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)雜交技術(shù)。
[0033]以下實施例中所涉及水稻品種豪香24B為文山壯族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學院稻作研究所選育的品種，在文山壯族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學院稻作研究所種質(zhì)庫中有保存，從該種質(zhì)庫引種得到。地方水稻品種豪感、豪哈、紅殼紅儒、紫谷、豪糯甸、豪愣、拉說、豪康、豪姆亮、豪召、元陽紅米、緬甸黃板所、豪皮、大紫桿、黃殼香、泰國茉莉花、靠崗、戈和、善東巴、且巴、豪達達弄、豪木允、豪木呂、麗江新團黑谷、麗江攀天黑谷、寧蒗老鴉谷、印度Dular等為申請人收集保存的系列地方資源品種，在文山壯族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學院稻作研究所種質(zhì)庫中有保存。文香28B、文恢206、文恢247、文香28A、兩系不育系Y58S、恢復(fù)系宜恢1577和云南常規(guī)香型軟米水稻良種滇屯502是公知公用的水稻品種，可引自種子庫或各品種的選育單位。
[0034]實施例1穎殼顏色特異隱性基因供體品種的篩選
[0035]本實施例以香型軟米優(yōu)良保持系豪香24B、文香28B和恢復(fù)系文恢206、文恢2