一種粳稻高配合力香型恢復(fù)系選育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種粳稻高配合力香型恢復(fù)系選育方法，屬于結(jié)合生物技術(shù)的水稻育 種領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 水稻是我國的第一大糧食作物，占世界稻米總產(chǎn)量的1/3。我國水稻常年種植面積 在3000萬公頃以上，其中雜交秈稻的種植面積達(dá)1.733萬公頃，約占秈稻面積的80%，占水 稻總面積的50%以上；而粳稻種植面積約為828萬公頃，主要以常規(guī)粳稻為主，雜交粳稻比 例不足4%;與雜交秈稻相比，雜交粳稻的發(fā)展非常滯后。近年來，隨著人民生活水平的提高 以及粳米消費(fèi)需求的不斷增長，為具有增產(chǎn)潛力雜交粳稻的發(fā)展開拓了廣闊的空間。據(jù)資 料顯示，如果雜交粳稻的年種植面積從占粳稻面積的3%擴(kuò)大到50%，就有希望每年增產(chǎn)35 億公斤優(yōu)質(zhì)稻谷。因此，加強(qiáng)雜交粳稻(特別是三系雜交粳稻)的品種選育，對(duì)保障我國糧食 安全，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收具有重要意義。
[0003] 優(yōu)異親本的培育是選配三系雜交粳稻優(yōu)勢組合的基礎(chǔ)。目前我國雜交粳稻應(yīng)用的 雄性不育細(xì)胞質(zhì)主要是BT型，其次是滇I型，這兩種不育細(xì)胞質(zhì)均屬于配子體不育類型，具 有相似的恢保關(guān)系，其育性恢復(fù)受1對(duì)核基因控制。在育種中，雜交粳稻的不育系大多是由 在生產(chǎn)上推廣的開花、異交習(xí)性較好的常規(guī)粳稻通過回交轉(zhuǎn)育而成，它本身就具有較好的 農(nóng)藝性狀;而在恢復(fù)系方面，由于粳稻中一般不存在相應(yīng)的恢復(fù)源，其恢復(fù)基因是通過人工 雜交的方法從秈稻中導(dǎo)入的，在引入恢復(fù)基因的同時(shí)不可避免的也滲入了秈稻中一些不利 的遺傳成分。因此，選育優(yōu)良粳稻恢復(fù)系的關(guān)鍵就在于對(duì)恢復(fù)基因進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的鑒定和 選擇。
[0004] 實(shí)踐已經(jīng)證明，雜種優(yōu)勢利用是提高作物產(chǎn)量的有效途徑，而香稻是人們喜愛的 主食，香型雜交稻育種由此逐漸成為水稻育種的趨勢之一。香味是水稻食味品質(zhì)的一項(xiàng)重 要指標(biāo)，世界上已將稻米香味作為一項(xiàng)重要品質(zhì)指標(biāo)。香稻不僅香味獨(dú)特，口感好，能增強(qiáng) 人們的食欲，而且其營養(yǎng)價(jià)值較高。香稻米含有大量的蛋白質(zhì)、各種氨基酸、生物堿、維生 素、淀粉酶、脂肪酶、麥芽糖酶和鈣、磷、鐵以及豐富的鋅、硒等微量元素，能增強(qiáng)人體的抵抗 力，改善新陳代謝，是治療壞血病、過敏性疾病、急慢性疾病的輔助藥物，還能健全毛細(xì)血 管，對(duì)高血壓及心血管疾病患者有一定療效。具有香味的稻米，不僅品質(zhì)好，還擁有豐富的 營養(yǎng)保健功效，經(jīng)濟(jì)價(jià)值甚高。因此，香味已成為稻米重要品質(zhì)特征之一，香型雜交水稻育 種也成為當(dāng)前水稻育種的一個(gè)熱點(diǎn)和發(fā)展方向。國內(nèi)外一些水稻育種專家利用當(dāng)?shù)鼗蛘咭?進(jìn)香稻資源，利用各種技術(shù)措施把香味基因?qū)腚s交水稻親本，成功育成了香型雜交水稻 親本，即香稻不育系或者恢復(fù)系，然后以香型不育系和香型恢復(fù)系雜交配組獲得全香型雜 交水稻品種，以及用香型不育系和非香型恢復(fù)系或者用非香型不育系和香型恢復(fù)系雜交配 組獲得自然參合型的香型雜交水稻品種(部分米粒有香味）。
[0005] 我國雖然是水稻生產(chǎn)第一大國，雜交稻發(fā)展很快，香稻品種多樣，但我國雜交香稻 品種在國際市場知名度很低。再由于香稻品種改良相對(duì)落后，在稻米生產(chǎn)中一直未能起主 導(dǎo)作用，缺乏國際影響力，需要在原有傳統(tǒng)香稻的基礎(chǔ)上，加快育種，選育出一批符合國內(nèi)、 國際市場的優(yōu)質(zhì)香型雜交品種，使我國在國際市場上占有一席之地。因此，通過生物技術(shù)手 段，縮短育種年限，結(jié)合田間育種，選育一種粳稻高配合力香型恢復(fù)系，進(jìn)而培育新品種，滿 足市場和消費(fèi)需求，改善人民生活質(zhì)量，是現(xiàn)代水稻育種的重要內(nèi)容之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)三系法雜交水稻不育系對(duì)恢復(fù)系具有不同本質(zhì)要求，且優(yōu)質(zhì)高配合力雜交水 稻恢復(fù)系育種難度大，具有保健功能的香味基因資源匱乏的技術(shù)問題，為了能選育出作為 香型三系法雜交水稻使用的恢復(fù)系，提高資源利用率，本發(fā)明提供了一種粳稻高配合力香 型恢復(fù)系選育方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案步驟如下：
[0008] 1.具有高配合力的香型恢復(fù)系品種III的選育，具體的選育過程為:通過生物技術(shù) 手段進(jìn)行香味基因和恢復(fù)基因檢測后，以基因型為aa的香型三系不育系I作為母本，以三系 恢復(fù)系II作為父本進(jìn)行測交、種植，獲得雜交Fl種子，種植Fl植株，以具有香味、優(yōu)質(zhì)、恢復(fù) 力強(qiáng)、配合力高為選擇標(biāo)準(zhǔn)，測定、篩選出基因型為aa的香型恢復(fù)品種III。
[0009] 2.本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：
[0010] (1)具有香味、優(yōu)質(zhì)、恢復(fù)力強(qiáng)、配合力高為選擇標(biāo)準(zhǔn)具體為:香型是指水稻的地上 部，包括籽粒、葉片、莖桿等均有香味;恢復(fù)力強(qiáng)是指被測定品種資源或材料作為父本，和三 系不育系雜交組合Fl的結(jié)實(shí)率表現(xiàn)，結(jié)實(shí)率為70 %以上為恢復(fù)，結(jié)實(shí)率達(dá)85 %以上為強(qiáng)恢 復(fù)力；高配合力是指測定品種或材料與多個(gè)測驗(yàn)種雜交Fl的產(chǎn)量平均表現(xiàn)，產(chǎn)量高的表明 測定品種或材料配合力高，反之配合力低。
[0011] (2)通過生物技術(shù)檢測，該材料具有主效恢復(fù)基因；田間進(jìn)行測配，調(diào)查雜交組合 Fl的結(jié)實(shí)率表現(xiàn)，有的含有恢復(fù)基因但是結(jié)實(shí)率低，篩選結(jié)實(shí)率達(dá)85%以上的組合所對(duì)應(yīng) 的父本，該父本系即為目標(biāo)株系。
[0012] 3.步驟1中通過生物技術(shù)手段進(jìn)行香味基因和恢復(fù)基因檢測時(shí)，首先要進(jìn)行過DNA 提取，然后進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增時(shí)，選擇香味基因的相關(guān)分子標(biāo)記61^104(?:3'-GTTAGGTTGCATTTACTGGGAG-5 '，R: 3 ' -GAATGATGCTCAAAGTGTCT-5 '）和恢復(fù)基因的相關(guān)分子標(biāo) 記InDel-Rfla(F: 3 '-CTGATGATCGAGGAGGAGGTA-5 '，R: 3 '-TAACGCGTCTTCCATCCTACT-5 '）進(jìn)行 PCR擴(kuò)增，最后進(jìn)行電泳檢測結(jié)果。
[0013] (1)擴(kuò)增反應(yīng)體系如下： 2X Taq PCR Mix 5μ1 前引物（濃度ΙΟμιη) 〇.2μ1
[0014] 后引物（濃度 ΙΟμιη) 〇.2μ1 ddH20 3.6μ1 稀釋15倍后的總DNA ΙμL
[0015] (2)擴(kuò)增反應(yīng)條件
[0016]香味基因的相關(guān)分子標(biāo)記GRFM04擴(kuò)增反應(yīng)條件如下：
[0017] 94°C 預(yù)變性 511^11;94°(：11^11，55°(：11^11，721€21^11，共35個(gè)循環(huán) ；最后進(jìn)行72°(：延伸 SminjcC保存待用。
[0018]恢復(fù)基因的相關(guān)分子標(biāo)記InDel-Rfla擴(kuò)增反應(yīng)條件如下：
[0019] 94°C 預(yù)變性 5!1^11;941€3〇8,551€3〇8,72°(：11^11，共35個(gè)循環(huán) ；最后進(jìn)行72°(：延伸 TminjcC保存待用。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)越性在于：
[0021 ]以本發(fā)明的方法育成的全香型優(yōu)質(zhì)雜交粳稻不僅產(chǎn)量高，特別是除地下根部外， 包括籽粒、葉片、莖桿等整個(gè)植株的地上部分均有香味，其稻米在蒸煮過程中，向外散發(fā)出 令人愉快的香味，打開蒸煮工具，米飯中散發(fā)出一股撲鼻的濃郁香味，而且米飯冷后不回 生、不變硬，冷熱都表現(xiàn)滋潤爽口、質(zhì)地柔軟、富有彈性、清香味甜、油亮光滑，尤其冷后香味 更濃。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 1. 一種粳稻高配合力香型恢復(fù)系選育方法，其特征在于：
[0023]通過生物技術(shù)手段進(jìn)行香味基因和恢復(fù)基因檢測后，以基因型為aa的香型三系不 育系I作為母本，以三系恢復(fù)系II作為父本進(jìn)行測交、種植，獲得雜交Fl種子，種植Fl植株， 以具有香味、優(yōu)質(zhì)、恢復(fù)力強(qiáng)、配合力高為選擇標(biāo)準(zhǔn)，測定、篩選出基因型為aa的香型恢復(fù)品 種 III0
[0024] 2.步驟1中通過生物技術(shù)手段進(jìn)行香味基因和恢復(fù)基因檢測時(shí)，首先要進(jìn)行過DNA 提取，然后進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增時(shí)，選擇香味基因的相關(guān)分子標(biāo)記61^104(?:3'-GTTAGGTTGCATITACTGGGAG-5 '，R: 3 ' -GAATGATGCTCAAAGTGTCT-5 '）和恢復(fù)基因的相關(guān)分子標(biāo) 記InDel-Rfla(F: 3 '-CTGATGATCGAGGAGGAGGTA-5 '，R: 3 '-TAACGCGTCTTCCATCCTACT-5 '）進(jìn)行 PCR擴(kuò)增，最后進(jìn)行電泳檢測結(jié)果。
[0025] (1)擴(kuò)增反應(yīng)體系如下： 2X Taq PCR Mix 5μ1 前引物（濃度ΙΟμιη) 〇·2μ1
[0026] 后引物（濃度 ΙΟμιη) 〇.2μ1 ddH2〇 3.6μ1 稀釋15倍后的總DNA ΙμL
[0027] (2)擴(kuò)增反應(yīng)條件
[0028]香味基因的相關(guān)分子標(biāo)記GRFM04擴(kuò)增反應(yīng)條件如下：
[0029] 94°C 預(yù)變性 511^11;94°(：11^11，55°(：11^11，721€21^11，共35個(gè)循環(huán) ；最后進(jìn)行72°(：延伸 SminjcC保存待用。
[0030] 恢復(fù)基因的相關(guān)分子標(biāo)記InDel-Rf Ia擴(kuò)增反應(yīng)條件如下：
[0031] 94°C 預(yù)變性 5!1^11;941€3〇8,551€3〇8,72°(：11^11，共35個(gè)循環(huán) ；最后進(jìn)行72°(：延伸 TminjcC保存待用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種粳稻高配合力香型恢復(fù)系選育方法，其特征在于： 具有高配合力的香型恢復(fù)系品種III的選育，具體的選育過程為:通過生物技術(shù)手段進(jìn) 行香味基因和恢復(fù)基因檢測后，以基因型為aa的香型三系不育系I作為母本，以三系恢復(fù)系 II作為父本進(jìn)行測交、種植，獲得雜交F1種子，種植F1植株，以具有香味、優(yōu)質(zhì)、恢復(fù)力強(qiáng)、配 合力高為選擇標(biāo)準(zhǔn)，測定、篩選出基因型為aa的香型恢復(fù)品種III。2. 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于： 1) 具有香味、優(yōu)質(zhì)、恢復(fù)力強(qiáng)、配合力高為選擇標(biāo)準(zhǔn)具體為:香型是指水稻的地上部，包 括籽粒、葉片、莖桿等均有香味;恢復(fù)力強(qiáng)是指被測定品種資源或材料作為父本，和三系不 育系雜交組合F1的結(jié)實(shí)率表現(xiàn)，結(jié)實(shí)率為70 %以上為恢復(fù)，結(jié)實(shí)率達(dá)85 %以上為強(qiáng)恢復(fù)力； 高配合力是指測定品種或材料與多個(gè)測驗(yàn)種雜交F1的產(chǎn)量平均表現(xiàn)，產(chǎn)量高的表明測定品 種或材料配合力高，反之配合力低。 2) 通過生物技術(shù)檢測，該材料具有主效恢復(fù)基因；田間進(jìn)行測配，調(diào)查雜交組合F1的結(jié) 實(shí)率表現(xiàn)，有的含有恢復(fù)基因但是結(jié)實(shí)率低，篩選結(jié)實(shí)率達(dá)85 %以上的組合所對(duì)應(yīng)的父本， 該父本系即為目標(biāo)株系。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種粳稻高配合力香型恢復(fù)系選育方法，屬于結(jié)合生物技術(shù)的水稻育種領(lǐng)域。為了能選育出作為香型三系法雜交水稻使用的恢復(fù)系，提高資源利用率，本發(fā)明提供了一種粳稻高配合力香型恢復(fù)系選育方法。該方法包括下列步驟：①供試材料DNA的提取；②利用專利中的分子標(biāo)記InDel-Rfla和GRFM04對(duì)提取的DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增檢測；③通過生物技術(shù)手段進(jìn)行恢復(fù)基因和香味基因檢測后，以基因型為aa的香型三系不育系I作為母本，以三系恢復(fù)系II作為父本進(jìn)行測交、種植，獲得雜交Fl種子，種植F1植株，以具有香味、優(yōu)質(zhì)、恢復(fù)力強(qiáng)、配合力高為選擇標(biāo)準(zhǔn)，測定、篩選出基因型為aa的香型恢復(fù)品種III。
【IPC分類】A01H1/04, A01H1/02
【公開號(hào)】CN105638434
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】亓娜, 李志彬, 劉欣, 朱崴, 劉桂林, 章瑩
【申請(qǐng)人】國家粳稻工程技術(shù)研究中心, 天津天隆種業(yè)科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日