本發(fā)明涉及水稻育種，特別是涉及一種長粒香型抗病水稻光溫敏核不育系的選育方法。

背景技術(shù)：

1、水稻是我國乃至全世界最重要的糧食作物之一，在人口不斷增長，可耕地面積有限的條件下，進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量，確保國家糧食自給自足，水稻育種技術(shù)革新功不可沒，其中，兩系法雜交水稻的獨(dú)創(chuàng)性發(fā)明是繼矮化育種、三系法雜交稻之后的又一重大科技飛躍。兩系雜交稻因其制種程序簡化、配組自由、無胞質(zhì)負(fù)效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，已逐步成為水稻生產(chǎn)的主導(dǎo)類型。

2、隨著人民生活水平的提高，對稻米的品質(zhì)和營養(yǎng)健康越來越重視。因此，兼顧高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)(優(yōu)食味、有香味等)、多抗的水稻品種越來越受到市場歡迎。其中，長粒型香稻深受消費(fèi)者青睞，但目前已培育的香型兩系雜交稻品種較少，推廣面積有限，無法滿足現(xiàn)有消費(fèi)市場對香稻的迫切需求。而創(chuàng)制香型兩系不育系是培育香型兩系雜交稻的重要途徑。目前，育種家主要通過常規(guī)雜交育種策略結(jié)合表型鑒定來實(shí)現(xiàn)多性狀的選擇，但育種群體大、育種周期長、育種效率低。

3、光溫敏核不育系是兩系雜交稻的核心，其主要選育方法包括，現(xiàn)有品種自然變異不育株篩選(如農(nóng)墾58s、安農(nóng)s-1)、誘變育種(如5460s)及雜交轉(zhuǎn)育等策略。其中，雜交轉(zhuǎn)育是目前利用最為普遍的方法，具體流程為：選擇1個光溫敏特性明顯，育性轉(zhuǎn)換的臨界光長、臨界溫度符合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的不育系，與目標(biāo)品種雜交；種植f1植株，并收獲f2種子；將f2分離群體種植在長光、高溫條件下，在抽穗時選擇(優(yōu)良)的不育株；將中選的單株移植到短光、低溫條件下再生，再生植株抽穗時，將可育植株的稻穗套袋，收獲自交種子；在合適的光溫條件下種植f3株系，根據(jù)育種目標(biāo)選擇育性具有不同轉(zhuǎn)換條件的單株，并收獲自交種子；例如，要選擇育性轉(zhuǎn)換臨界光長14h、育性轉(zhuǎn)換臨界溫度23.5℃的不育系，那么就必須在這樣的條件下種植，選擇不育株，再生繁殖收獲種子；f4-f6可以種植在可育的條件下，對其他農(nóng)藝性狀和品質(zhì)等進(jìn)行選擇，并使其遺傳性得到穩(wěn)定；f7代在人工氣候箱進(jìn)行不同光溫組合的育性轉(zhuǎn)換特性鑒定，確定中選不育系的育性轉(zhuǎn)換臨界溫度和臨界光長，同時進(jìn)行不同生態(tài)條件下的育性動態(tài)觀察，評估該不育系可能應(yīng)用的生態(tài)區(qū)域，組合測配，一般配合力分析等，最終決選實(shí)用性光溫敏核不育系。但傳統(tǒng)選育方法存在育種目標(biāo)選擇不確定性高(選擇效率低等)、基因組難穩(wěn)定、育種周期長等缺點(diǎn)。

4、目前，水稻光溫敏核不育系選育方法的研究已有相關(guān)報道，如，中國專利授權(quán)公告號為cn103598085b，授權(quán)公告日為2015年9月23日的發(fā)明專利，提供了一種水稻光溫敏核不育系的選育方法，其特點(diǎn)是：選擇優(yōu)質(zhì)、抗稻瘟病、高配合力、早熟中秈型光溫敏核不育系“廣占63s”為母本，選擇江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所育成的株型緊湊抗倒性好、優(yōu)質(zhì)、抗稻瘟病、保藏號為cgmccn?o.7619的常規(guī)中秈稻中間材料“鹽稻229”為父本，雜交配組并加代收獲f1種子，從f2-f6代，每代均選擇光溫敏核不育特性好、品質(zhì)優(yōu)、株型緊湊的優(yōu)良單株，最終育成了株型緊湊、優(yōu)質(zhì)、抗稻瘟病、早熟中秈型光溫敏核不育系鹽166s，雖然該不育系較好地解決了秈型光溫敏核不育系廣占63s配制的兩系雜交水稻新組合抗倒性欠佳的缺點(diǎn)。但其在培育過程中，每一代都需要光溫育性鑒定、且需要較大的選擇群體、單一依靠表型選擇，不僅容易受環(huán)境和人為因素影響，而且同時選擇多重育種目標(biāo)的效率較低；另外，中國專利公開號為cn105918110a的發(fā)明專利一種香型優(yōu)質(zhì)水稻不育系的培育方法和中國專利授權(quán)公告號為cn101889544b的發(fā)明專利，均提及利用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)(簡稱“花培”)對復(fù)交f1的小孢子進(jìn)行花培，然后對花培后代開展表型和育性鑒定，相比傳統(tǒng)育種而言，在育種周期上有絕對優(yōu)勢，能夠快速純合和穩(wěn)定，但利用復(fù)交f1(或f1)開展花培對花培后代群體要求高，需要有足夠大的變異群體(例如，成苗1000株)才有可能選擇到符合育種目標(biāo)的單株，花培工作量大大增加。

5、針對已有技術(shù)中存在的多重目標(biāo)實(shí)現(xiàn)難、育種周期長、培育效率較低等缺陷與問題，本發(fā)明提供一種育種周期短、培育效率較高、同時改良多重性狀的長粒香型抗病水稻光溫敏核不育系的培育方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種長粒香型抗病水稻光溫敏核不育系的選育方法，本發(fā)明提供的選育方法育種周期短、培育效率較高和同時改良多重性狀。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種長粒香型抗病水稻光溫敏核不育系的選育方法，包括以下步驟：

4、1)將水稻的父本和母本進(jìn)行雜交，獲得f1種子；

5、所述父本攜帶陽性純合的稻瘟病抗性基因、陽性純合的水稻粒性基因、隱性純合的水稻香味基因和隱性純合的水稻溫敏不育基因；

6、所述母本攜帶隱性純合的稻瘟病抗性基因、隱性純合的水稻粒性基因、陽性純合的水稻香味基因和隱性純合的水稻溫敏不育基因；

7、2)種植步驟1)得到的f1種子，利用分子標(biāo)記檢測稻瘟病抗性基因和水稻香味基因，挑選攜帶有陽性雜合基因的單株，割蔸再生，在19～21℃下處理至正常可育，獲得f2種子；

8、3)種植所述步驟2)得到的f2種子，結(jié)合生育期和表型，挑選攜帶目標(biāo)基因、生育期偏向母本、結(jié)實(shí)好和稻谷剝檢外觀品質(zhì)好的單株，獲得f3種子；

9、所述目標(biāo)基因?yàn)樗鞠阄痘?、稻瘟病抗性基因和水稻粒性基因?/p>

10、所述水稻香味基因?yàn)殡[性純合，所述稻瘟病抗性基因?yàn)殛栃约兒匣蜿栃噪s合，所述水稻粒性基因?yàn)殛栃约兒匣蜿栃噪s合；

11、4)種植所述步驟3)得到的f3種子，結(jié)合農(nóng)藝性狀和開花習(xí)性，挑選目標(biāo)基因都為純合的單株，割蔸再生，將得到的稻蔸分為2份，在育性敏感期，1份在條件設(shè)置為日均溫度為23℃、日照時長為14h人工氣候箱進(jìn)行育性轉(zhuǎn)換臨界溫度篩選，另1份在19～21℃冷水池處理至正?？捎暨x經(jīng)人工氣候箱鑒定為完全不育，花粉不育度≥99.5％,，冷水池處理為正常結(jié)實(shí)的單株，獲得f4種子；

12、5)種植步驟4)得到的f4種子，結(jié)合目標(biāo)基因、可育期群體一致性、生育期、農(nóng)藝性狀、稻米外觀和結(jié)實(shí)率，挑選得到株系，將所述株系的單株幼穗期處于花粉單核靠邊期的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，得到h0代花培株系；

13、6)將所述步驟5)得到的h0代花培株系結(jié)合基因檢測、日均溫23℃，日照時長14h人工氣候箱育性轉(zhuǎn)換臨界溫度篩選鑒定、農(nóng)藝性狀和開花習(xí)性，選育出育性合格、長粒香型抗病水稻光溫敏核不育系。

14、優(yōu)選的，所述步驟1)父本為ms411，母本為隆科638s。

15、優(yōu)選的，所述步驟1)f1種子攜帶陽性雜合的稻瘟病抗性基因、陽性雜合的水稻粒性基因、陽性雜合的水稻香味基因和隱性純合的水稻溫敏不育基因。

16、優(yōu)選的，所述步驟2)分子標(biāo)記為rm5766和aro，所述分子標(biāo)記rm5766檢測稻瘟病抗性基因，所述分子標(biāo)記aro檢測水稻香味基因。

17、優(yōu)選的，所述步驟2)f2種子攜帶陽性雜合的稻瘟病抗性基因、陽性雜合的水稻粒性基因、陽性雜合的水稻香味基因和隱性純合的水稻溫敏不育基因。

18、優(yōu)選的，所述步驟3)f3種子攜帶陽性雜合或陽性純合的稻瘟病抗性基因，陽性雜合或陽性純合的水稻粒性基因，隱性純合的水稻香味基因，隱性純合的水稻溫敏不育基因。

19、優(yōu)選的，所述步驟4)目標(biāo)基因?yàn)榈疚敛】剐曰?、水稻粒性基因和水稻香味基因?/p>

20、優(yōu)選的，所述步驟4)f4種子攜帶陽性純合的稻瘟病抗性基因、陽性純合的水稻粒性基因、隱性純合的水稻香味基因和隱性純合的水稻溫敏不育基因。

21、優(yōu)選的，所述步驟5)目標(biāo)基因?yàn)榈疚敛】剐曰?、水稻粒性基因和水稻香味基因?/p>

22、所述h0代花培株系攜帶陽性純合的稻瘟病抗性基因、陽性純合的水稻粒性基因、隱性純合的水稻香味基因和隱性純合的水稻溫敏不育基因。

23、優(yōu)選的，所述步驟6)長粒香型抗病水稻光溫敏核不育系攜帶陽性純合的稻瘟病抗性基因、陽性純合的水稻粒性基因、隱性純合的水稻香味基因和隱性純合的水稻溫敏不育基因。

24、在本發(fā)明中，稻瘟病抗性基因簡稱pi1基因，水稻粒性基因簡稱gl7基因，水稻香味基因簡稱fgr基因，水稻溫敏不育基因簡稱基因tms5基因。

25、本發(fā)明的有益效果：

26、1、利用了分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)開展多性狀改良。由于本發(fā)明一種長粒香型抗病水稻光溫敏核不育系的培育中，利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)可以逐代開展主效目標(biāo)基因的檢測，避免受到環(huán)境因素影響，且能同時開展多目標(biāo)性狀選擇，大大提高了選擇效率。而常規(guī)雜交或復(fù)交式的聚合育種(如，公開號為cn110050685a的專利)，僅依賴表型選擇，難以實(shí)現(xiàn)早代選擇，且表型易受環(huán)境影響，往往存在選育周期長、育種目標(biāo)難實(shí)現(xiàn)的不足；另外，結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)開展不育系改良往往僅針對單個性狀進(jìn)行改良，如稻瘟病抗性(專利授權(quán)公告號：cn108496790b)，無法滿足目前對多性狀同時選擇的需求。

27、2、在早代選擇基礎(chǔ)上，利用低成本花培育種，快速實(shí)現(xiàn)性狀改良目標(biāo)。由于本發(fā)明從群體性狀基本穩(wěn)定的f4代開始進(jìn)行育性篩選，可以在f2和f3代目標(biāo)基因檢測、農(nóng)藝性狀選擇的基礎(chǔ)上，結(jié)合花培育種，利用相對較小的花培后代，達(dá)到目標(biāo)性狀選擇且株系迅速純合的效果，大大降低了花培群體大小需求，而快速決選穩(wěn)定株系。而已有花培案例(如授權(quán)公告號：cn101889544b)，一般利用f1或復(fù)交f1花藥開展離體培養(yǎng)，必須利用足夠大的選擇群體(相當(dāng)于常規(guī)育種的f2群體)來達(dá)到選育目標(biāo)，而在秈稻轉(zhuǎn)化效率相對較低的情況下，加大了花培的工作量和投入成本，且相對較小的花培群體往往只能快速穩(wěn)定性狀，卻難以實(shí)現(xiàn)選擇目標(biāo)。

28、3、利用人工氣候箱對f4株系進(jìn)行育性篩選后的單株開展花培，顯著提升兩系不育系育性選擇效率。由于本發(fā)明在f4代初次開展了人工氣候箱育性鑒定，并基于低溫選擇壓篩選的單株(23℃處理，花粉不育度≥99.5％)后代開展花培，且對花培株系h1進(jìn)行第二次人工氣候箱育性鑒定，能夠更大概率的得到育性穩(wěn)定、育性轉(zhuǎn)換臨界溫度低(≤23℃)的新不育株系，確保了主要農(nóng)藝性狀選擇和光溫育性鑒定的雙重效果，已有花培案例(如授權(quán)公告號：cn101889544b)，均在花培穩(wěn)定株系開展一次育性鑒定，符合育性要求單株比例低，而同時農(nóng)藝性狀優(yōu)異的株系且比例更低，隨機(jī)性和盲目性大。

29、其他說明：

30、1)本發(fā)明所述的稻瘟病抗性基因pi1、粒型基因gl7等目標(biāo)性狀基因，可以根據(jù)不同水稻生態(tài)區(qū)稻瘟病抗性或粒型需求，利用已克隆主效基因(如pi2、pigm等；gs3、gl3等)替代，達(dá)到相似選育目的；

31、2)本發(fā)明中所述選擇群體大小，根據(jù)目標(biāo)基因選擇強(qiáng)度及主要農(nóng)藝性狀選擇強(qiáng)度而定，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整；

32、3)本發(fā)明中涉及的光溫敏核不育系，其育性主要受溫度調(diào)控，在一定溫度范圍內(nèi)，低溫可育，高溫不育。因此，夏季高溫下，中選不育單株需割蔸再生后經(jīng)一定低溫處理才能由不育轉(zhuǎn)為可育，收獲種子，而冬季低溫下，往往能夠自然結(jié)實(shí)。