本發(fā)明涉及水稻選育，尤其涉及一種高抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)的選育方法。

背景技術(shù)：

1、水稻是我國乃至世界的主要糧食作物，是全球近一半人口的主要熱量來源。在我國所有稻作區(qū)的稻田，歷來都有大量雜草發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國稻田雜草有200余種，其中發(fā)生普遍、為害嚴(yán)重、最常見的雜草約有40種(分布于各稻區(qū)為10～20種)。在我國，對(duì)稻田雜草和雜草稻的防除主要有手工拔草、農(nóng)具除草及化學(xué)除草等手段。手工拔草和農(nóng)具除草耗力多、工效低，不能大面積及時(shí)防除，利用目前化學(xué)手段不能去除田間雜草稻，且噴施不當(dāng)會(huì)影響水稻生長。因此，種植抗除草劑水稻利用化學(xué)手段防除田間雜草和雜草稻是一條最有效途徑。

2、抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)是由于als基因發(fā)生堿基變異，乙酰乳酸合成酶(als)是支鏈氨基酸合成途徑中的首要關(guān)鍵酶，以其作為靶標(biāo)的除草劑分為：磺酰脲類、咪唑啉酮類、嘧啶水楊酸類和磺酰胺類。咪唑啉酮類除草劑對(duì)莎草科雜草、一年或多年生單子葉雜草、闊葉雜草及雜草稻有卓越的除草活性。這類除草劑具有高活性、殺草廣譜和選擇性強(qiáng)等特點(diǎn)，是目前較理想的除草劑。近年來，科學(xué)家們通過多種途徑獲得了一批非轉(zhuǎn)基因抗咪唑啉酮類除草劑水稻突變體，其中一些抗性表現(xiàn)較好的種質(zhì)材料，已被成功應(yīng)用于水稻育種。

3、目前現(xiàn)有技術(shù)的育種過程中，需要進(jìn)行多次回交、和自交，每次選種都是基于人員經(jīng)驗(yàn)，對(duì)每代的表現(xiàn)進(jìn)行篩選，經(jīng)過多次選種費(fèi)時(shí)費(fèi)工，且考慮不夠周全。

4、因此，有必要提供一種高抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)的選育方法，以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)的選育方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種高抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)的選育方法，包括以下步驟：

3、s1、在溫室內(nèi)，選取優(yōu)良農(nóng)藝性狀的受體品種作為母本，與金粳818進(jìn)行雜交得到f1代；

4、s2、在溫室內(nèi)，使用受體品種對(duì)f1代進(jìn)行連續(xù)的回交和自交，每次回交或自交時(shí)，基于除草劑處理、mas前景選擇和種質(zhì)評(píng)價(jià)方法選出目標(biāo)改良系，最終選育出高世代回交改良系；

5、s3、將選育出的高世代回交改良系進(jìn)行大田試驗(yàn)，觀察并記錄其在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中的表現(xiàn)；

6、s4、綜合評(píng)價(jià)農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀、稻瘟病抗性和除草劑抗性，選出最終的高抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)。

7、本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，在所述s1中，受體品種包括：滬軟玉1號(hào)、浙灃糯188、瑩香1號(hào)、上農(nóng)粳927、上農(nóng)粳219和光明糯6號(hào)。

8、本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，在所述s1和s2中，在人工智能溫室中進(jìn)行雜交后代的生長過程，通過控制人工智能溫室中的溫度、濕度、光照條件實(shí)現(xiàn)加快育種。

9、本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，在所述s1和s2中，對(duì)水稻利用剪穎碰水后花藥吸脹，花藥失去活性的方法去雄。

10、本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，在所述s2中，使用原受體品種，也就是f1代的親本與f1代進(jìn)行連續(xù)的回交和自交，具體過程包括：

11、一、受體品種×金粳818，雜交得到f1代；

12、二、連續(xù)5次回交：

13、1、受體品種×f1代，除草劑處理，得到bc1f1代；

14、2、受體品種×bc1f1代，除草劑處理和mas前景選擇得到bc2f1代；

15、3、受體品種×bc2f1代，除草劑處理、mas前景選擇和第一種質(zhì)評(píng)價(jià)選擇得到bc3f1代；

16、4、受體品種×bc3f1代，除草劑處理、mas前景選擇和第一種質(zhì)評(píng)價(jià)選擇得到bc4f1代；

17、5、受體品種×bc4f1代，除草劑處理、mas前景選擇和第一種質(zhì)評(píng)價(jià)選擇得到bc5f1代；

18、三、連續(xù)3次自交：

19、1、bc5f1代×bc5f1代，除草劑處理、mas前景選擇和第二種質(zhì)評(píng)價(jià)選擇得到bc5f2代；

20、2、bc5f2代×bc5f2代，第二種質(zhì)評(píng)價(jià)選擇得到bc5f3代；

21、3、bc5f3代×bc5f3代，第二種質(zhì)評(píng)價(jià)選擇得到高世代回交改良系。

22、本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述除草劑處理，具體為：將同一品種的水稻，分為對(duì)照區(qū)和處理區(qū)，對(duì)照區(qū)正常種植，而處理區(qū)則在水稻3葉1心時(shí)，將咪唑啉酮類除草劑5％咪唑乙煙酸水劑稀釋1000倍噴霧處理，田間淺水層3～5cm，保持5～7天，每小區(qū)面積4m2，3次重復(fù)；

23、施藥后10天按五級(jí)藥害法觀察記錄水稻葉片藥害發(fā)生情況，第45天對(duì)水稻株高、分蘗數(shù)進(jìn)行測定；

24、基于除草劑處理過程中收集的數(shù)據(jù)，計(jì)算水稻的除草劑敏感性：

25、

26、本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，第一種質(zhì)評(píng)價(jià)為通過mas前景選擇的若干水稻植株，再進(jìn)行第一種質(zhì)評(píng)價(jià)，第一種質(zhì)評(píng)價(jià)包括：農(nóng)藝性狀表達(dá)相似度與除草劑敏感性。

27、本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，第二種質(zhì)評(píng)價(jià)包括：農(nóng)藝性狀表達(dá)相似度和抗除草劑基因表達(dá)穩(wěn)定性；其中，抗除草劑基因表達(dá)穩(wěn)定性，具體為：當(dāng)前水稻的除草劑敏感性與前代所有同族水稻的除草劑敏感性的平均。

28、本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述農(nóng)藝性狀表達(dá)相似度具體為，雜交后代水稻的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)與受體品種(母本)的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)之間的相似度值，該相似度值s的計(jì)算過程包括：

29、設(shè)受體品種的農(nóng)藝性狀特征向量為x＝(x1，x2，x3，...,xn)，雜交后代水稻的農(nóng)藝性狀特征向量為y＝(y1，y2，y3，...,yn)；

30、x與y的歐幾里得距離為其中，xi和yi分別是向量x和向量y的第i個(gè)分量，也就是第i個(gè)農(nóng)藝性狀表現(xiàn)值，n是向量中分量的數(shù)量(觀測的農(nóng)藝性狀數(shù)量)；

31、d表示x和y之間的距離；距離越小，說明x和y之間的相似度越大；距離越大，說明x和y之間的相似度越小。

32、本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，將農(nóng)藝性狀表達(dá)相似度與除草劑敏感性分別作為橫坐標(biāo)軸和縱坐標(biāo)軸，構(gòu)建第一種質(zhì)評(píng)價(jià)矩陣，基于農(nóng)藝性狀表達(dá)相似度與除草劑敏感性數(shù)據(jù)，在第一種質(zhì)評(píng)價(jià)矩陣中繪制散點(diǎn)圖，每個(gè)點(diǎn)代表一株水稻；

33、根據(jù)農(nóng)藝性狀表達(dá)相似度和除草劑敏感性的閾值，將圖劃分為不同區(qū)域，直觀地識(shí)別哪些水稻植株在兩方面表現(xiàn)都較好或較差；

34、將表現(xiàn)好的區(qū)域內(nèi)的水稻挑選出，進(jìn)行下一次的回交。

35、本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明具備以下有益效果：

36、(1)本發(fā)明提供了一種高抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)的選育方法，通過在人工智能溫室內(nèi)將金粳818中的als627n基因?qū)胫袎ǚN業(yè)自有的6個(gè)水稻品種中，并進(jìn)行基因選擇與第一種質(zhì)評(píng)價(jià)獲得了一系列背景與受體親本基本一致、攜帶als627n基因的高世代回交穩(wěn)定改良系，將這部分進(jìn)行大田試驗(yàn)，綜合評(píng)價(jià)農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀、稻瘟病抗性和除草劑抗性，選出最終的高抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)，實(shí)現(xiàn)抗除、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、綠色、抗逆等多個(gè)目標(biāo)育種性狀的有效聚合。

37、(2)本發(fā)明提供了一種高抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)的選育方法，該方法通過先進(jìn)的基因工程技術(shù)，成功培育出抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明水稻雜交時(shí)利用剪穎碰水后花藥吸脹，花藥失去活性的方法去雄，此方法可確保所有雜交種子均來源于選定母本的雜交后代，從而避免了復(fù)雜的人工去雄步驟。

38、(3)本發(fā)明在育種過程中，采用連續(xù)的回交和自交手段，結(jié)合高效的分子標(biāo)記輔助選擇、除草劑敏感性和抗除草劑基因表達(dá)穩(wěn)定性篩選技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)優(yōu)良性狀的快速聚合。此舉不僅簡化了雜交和選種過程，更顯著加速了高抗咪唑啉酮類除草劑水稻種質(zhì)的選育進(jìn)程。本發(fā)明的實(shí)施將有助于提升水稻的抗除草劑性能，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更為優(yōu)質(zhì)、高效的種質(zhì)資源。