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CN109618917B - 一种长粒香型抗病优质黑米三系不育系的选育方法 - Google Patents

一种长粒香型抗病优质黑米三系不育系的选育方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种长粒香型抗病优质黑米三系不育系的选育方法，属于特种稻育种技术领域，其是以高花色苷含量的黑米品种A，含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B，长粒、大粒且含有香味的低直链淀粉含量水稻品种C，一般配合力好的细胞质雄性不育保持系品种D为亲本，通过杂交、复交及系谱法选育、性状鉴定等技术，实现优良性状聚合，最终选育出米粒细长、香型、抗病、优质的细胞质雄性黑米不育系。利用该不育系配制强优势特异性三系优质黑米杂交稻，可提高黑米的外观品质，满足市场上对米粒细长、香型、优质的黑米产品的需求。

Description

一种长粒香型抗病优质黑米三系不育系的选育方法
技术领域
本发明属于特种稻育种技术领域，具体涉及一种长粒香型抗病优质黑米三系不育系的选育方法。
背景技术
随着人民生活水平的提高和粮食结构的调整，充分挖掘和利用珍贵的特种米资源，加强优质稻种资源创新，扩大名、特、优稻米的种植面积，满足国内外市场日益增长的需要，已是当今稻米生产的一大趋势。黑米是我国稻种资源中极具特色的类型，它集天然的色、香、味、营养、食疗于一体。黑米营养丰富，含有蛋白质、碳水化合物、B族维生素、维生素E、钙、磷、钾、镁、铁、锌等营养元素。组成比例优于普通白米，且氨基酸模式比较接近人体模式，因而黑米比普通大米更具营养。但黑米稻产量低，株叶形态和抗性差，限制了黑米稻的进一步开发利用，为了提高黑米品种的产量、品质和抗性，借鉴水稻杂种优势利用的成功实践，选育优质黑米不育系是提高黑米杂交稻品质的关键与生产效益的有效途径。南方优质长粒型稻米受消费者青睐，并且市场上缺乏米粒细长、香型、优质的黑米产品，因而选育优质、长粒、香型、抗病的优质黑米细胞质雄性不育系，进而配制强优势特异性三系优质黑米杂交稻，对特种稻的生产应用有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长粒香型抗病优质黑米三系不育系的选育方法，其育成的长粒、香型、抗病的优质黑米三系不育系品种株叶形态好，生育期适中，利用该不育系进而配制强优势特异性三系优质黑米杂交稻，可提高黑米的外观品质，满足市场上对米粒细长、香型、优质的黑米产品的需求。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种长粒香型抗病优质黑米三系不育系的选育方法，其是以高花色苷含量的黑米品种A，含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B，长粒、大粒且含有香味的低直链淀粉含量水稻品种C，一般配合力好的细胞质雄性不育保持系品种D为亲本，通过杂交、复交选取株叶形态好、生育期适中，且米粒细长、香型、抗病、优质的细胞质雄性不育保持系的黑米株系，采用系谱法选育、性状鉴定等技术，获得稳定遗传的长粒香型抗病优质黑米保持系品种，然后以相应的细胞质雄性不育系品种为母本进行饱和回交，最终选育出性状与父本一致的米粒细长、香型、抗病、优质的细胞质雄性黑米不育系。
所用高花色苷含量的黑米品种A为“Nantan84”，其糙米花色苷色价＞20；所用含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B为“谷梅4号”；所用长粒、大粒且含有香味的低直链淀粉含量水稻品种C为“玉针香”，其籽粒粒长9.0毫米，长宽比为4.8；所用一般配合力好的细胞质雄性不育保持系品种D为“广8B”或“恒丰B”。
所述长粒香型抗病优质黑米三系不育系的选育方法具体包括以下步骤：
（1）将高花色苷含量的黑米品种A，含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B，长粒、大粒且含有香味的低直链淀粉含量水稻品种C，一般配合力好的细胞质雄性不育保持系品种D分别杂交，得到F1（B/A）、F1（D/C）杂交组合，种植杂交组合F1（B/A）、F1（D/C）并进行复交，得到复交组合F1(D/C//B/A)，种植复交组合F1(D/C//B/A)，获得F2代种子；
（2）将F2代种子播种，选择株叶形态好、生育期适中、谷粒长型、柱头外露率高且糙米花色苷色价＞20的黑米株系，获得F3代种子；
（3）将F3代种子播种，提取叶片DNA，以含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B为对照，采用与抗性基因紧密连锁的分子标记InDel587对F3株系的各个单株进行标记辅助选择，然后选择含有抗性基因Pigm的植株种植于稻瘟病病区大田进行抗病筛选，并选择株叶形态好、生育期适中、谷粒长型、柱头外露率高且糙米花色苷色价＞20的黑米株系；
（4）将步骤（3）所选的F3黑米株系按株系收获种子F4，通过小型砻谷机进行出糙，所得F4糙米以水稻品种C为对照，从中选择糙米粒长≥8.5毫米，长宽比≥4.8、直链淀粉含量＜16%、糙米花色苷色价＞20且蒸煮后有香味的F4黑米种子；
（5）将步骤（4）所选的F4黑米种子进行播种，在水稻开花期，以相应的细胞质雄性不育系为母本进行单株测交，获得相应的测交一代和测交父本F5；
（6）将获得的测交一代和测交父本F5成对播种，测交父本F5按步骤（3）、（4）进行筛选，保留符合育种目标的F5代，采用1wt%的I2-KI对测交一代进行染色镜检，选取花粉类型为完全典型败育的株系，与其相应测交父本F5进行单株回交，获得相应父本F6和回交一代；
（7）将所得父本F6按步骤（3）、（4）进行筛选，并经I2-KI染色镜检选取花粉类型为完全典型败育的株系，获得符合育种目标的父本，然后将其与对应的完全典型败育的株系进行饱和回交，回交5-6代，最终选育出不育性稳定、谷粒长型、有香味、抗病的优质黑米细胞质雄性不育系。
本发明较现有技术有以下优点：
本发明涉及米粒细长、有香味、抗病、且富含花色苷的黑米三系不育系品种的选育，利用该不育系配制强优势特异性三系优质黑米杂交稻，对特种稻的生产应用有着重要的意义，其具体有以下优点：（1）创制优质特异性黑米三系不育系，丰富现有的黑米三系不育系；（2）解决了现有黑米三系不育系绝大部分都不具有抗病能力的问题；（3）选育的黑米三系不育系品种具有香味、米质优、富含花色苷等特性；（4）采用育成的黑米三系不育系进行配制，可获得长粒香型抗病优质黑米杂交组合，满足了市场对细长粒、香型黑米产品的需求，可提高生产经济效益。
附图说明
图1为实施例1用作亲本的黑米品种“Nantan84”、水稻品种“玉针香”与所选育出的黑米三系不育系“黑广香B”的籽粒长度对比图。
图2为实施例2用作亲本的黑米品种“Nantan84”、水稻品种“玉针香”与所选育出的黑米三系不育系“黑恒香B”的籽粒长度对比图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1：
（1）将高花色苷含量的黑米品种A“Nantan84”（ 其糙米花色苷色价＞20）为父本，含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B“谷梅4号”为母本，杂交得到F1（B/A）代；以长粒、大粒且含有香味的低直链淀粉含量水稻品种C“玉针香”（其籽粒粒长9.0毫米，长宽比为4.8）为父本，一般配合力好的细胞质雄性不育保持系品种D“广8B”为母本，杂交得到F1（D/C）代；种植F1（B/A）、F1（D/C），再通过对F1（B/A）、F1（D/C）复交得到F1(D/C//B/A)，种植复交组合F1(D/C//B/A)，获得F2代种子；
（2）将F2代种子播种，选择株叶形态好、生育期适中、谷粒长型、柱头外露率高且糙米花色苷色价＞20的黑米株系，获得F3代种子；
（3）将F3代种子播种，提取叶片DNA，以含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B“谷梅4号”为对照，采用与抗性基因紧密连锁的分子标记InDel587对F3株系的各个单株进行标记辅助选择，然后选择含有抗性基因Pigm的植株种植于稻瘟病病区大田进行抗病筛选，并选择株叶形态好、生育期适中、谷粒长型、柱头外露率高且糙米花色苷色价＞20的黑米株系；
（4）将步骤（3）所选的F3黑米株系按株系收获种子F4，通过小型砻谷机进行出糙，所得F4糙米以水稻品种C“玉针香”为对照，从中选择糙米粒长≥8.5毫米，长宽比≥4.8、直链淀粉含量＜16%、糙米花色苷色价＞20且蒸煮后有香味的F4黑米种子；
（5）将步骤（4）所选的F4黑米种子进行播种，在水稻开花期，以细胞质雄性不育系“广8A”为母本进行单株测交，获得相应的测交一代和测交父本F5；
（6）将获得的测交一代和测交父本F5成对播种，测交父本F5按步骤（3）、（4）进行筛选，保留符合育种目标的F5代，采用1wt%的I2-KI对测交一代进行染色镜检，选取花粉类型为完全典型败育的株系，与其相应测交父本F5进行单株回交，获得相应父本F6和回交一代；
（7）将所得父本F6按步骤（3）、（4）进行筛选，并经I2-KI染色镜检选取花粉类型为完全典型败育的株系，获得符合育种目标的父本，然后将其与对应的完全典型败育的株系进行饱和回交，回交5代，最终选育出不育性稳定、谷粒细长、有香味、抗病的优质黑米细胞质雄性不育系“黑广香A”，其对应轮回父本为“黑广香B”。
如图1所示，“Nantan84”糙米粒长=6.3毫米，糙米粒宽=2.3毫米，长宽比=2.7；“玉针香” 糙米粒长=9.1毫米，糙米粒宽=1.9毫米，长宽比=4.8；选育的“黑广香B”糙米粒长=9.1毫米，糙米粒宽=1.9毫米，长宽比=4.8。相较对照常规品种“Nantan84”，“黑广香B”的糙米粒长更长，长宽比更大；相较对照白米优质稻“玉针香”，“黑广香B”的糙米粒长与长宽比与之相同。（按GT/T 19557.7-2004《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 水稻》糙米长度分级标准中，糙米长度＞7毫米为长粒。）
选育的“黑广香B”糙米花色苷色价达23.5，相较亲本Nantan84高出14.3%，糙米锐尖纺锤形，糙米粒长9.1mm，粒宽1.9 mm，长宽比为4.8，品种香味中等，抗稻瘟病2级，早季全生育期100天左右，株高96.6cm，每亩有效穗19.3万穗，每穗总粒数142粒，结实率87.55%，千粒重19.48g，直链淀粉含量13.80%，胶稠度90.3mm。
利用该不育系配制强优势特异性三系优质黑米杂交稻，不仅可保持不育系“广8A”具有的优质稻米品质，配合力强，抗病性好，而且杂交组合米粒细长，有香味，含有营养成分花色苷等。
实施例2：
（1）将高花色苷含量的黑米品种A“Nantan84”（其糙米花色苷色价＞20）为父本，含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B“谷梅4号”为母本，杂交得到F1（B/A）代；以长粒、大粒且含有香味的低直链淀粉含量水稻品种C“玉针香”（其籽粒粒长9.0毫米，长宽比为4.8）为父本，一般配合力好的细胞质雄性不育保持系品种D“恒丰B”为母本，杂交得到F1（D/C）代；种植F1（B/A）、F1（D/C），再通过对F1（B/A）、F1（D/C）复交得到F1(D/C//B/A)，种植复交组合F1(D/C//B/A)，获得F2代种子；
（2）将F2代种子播种，选择株叶形态好、生育期适中、谷粒长型、柱头外露率高且糙米花色苷色价＞20的黑米株系，获得F3代种子；
（3）将F3代种子播种，提取叶片DNA，以含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B“谷梅4号”为对照，采用与抗性基因紧密连锁的分子标记InDel587对F3株系的各个单株进行标记辅助选择，然后选择含有抗性基因Pigm的植株种植于稻瘟病病区大田进行抗病筛选，并选择株叶形态好、生育期适中、谷粒长型、柱头外露率高且糙米花色苷色价＞20的黑米株系；
（4）将步骤（3）所选的F3黑米株系按株系收获种子F4，通过小型砻谷机进行出糙，所得F4糙米以水稻品种C“玉针香”为对照，从中选择糙米粒长≥8.5毫米，长宽比≥4.8、直链淀粉含量＜16%、糙米花色苷色价＞20且蒸煮后有香味的F4黑米种子；
（5）将步骤（4）所选的F4黑米种子进行播种，在水稻开花期，以细胞质雄性不育系“恒丰A”为母本进行单株测交，获得相应的测交一代和测交父本F5；
（6）将获得的测交一代和测交父本F5成对播种，测交父本F5按步骤（3）、（4）进行筛选，保留符合育种目标的F5代，采用1wt%的I2-KI对测交一代进行染色镜检，选取花粉类型为完全典型败育的株系，与其相应测交父本F5进行单株回交，获得相应父本F6和回交一代；
（7）将所得父本F6按步骤（3）、（4）进行筛选，并经I2-KI染色镜检选取花粉类型为完全典型败育的株系，获得符合育种目标的父本，然后将其与对应的完全典型败育的株系进行饱和回交，回交5代，最终选育出不育性稳定、谷粒细长、有香味、抗病的优质黑米细胞质雄性不育系“黑恒香A”，其对应轮回父本为“黑恒香B”。
如图2所示，“Nantan84”糙米粒长=6.3毫米，糙米粒宽=2.3毫米，长宽比=2.7 ；“玉针香” 糙米粒长=9.1毫米，糙米粒宽=1.9毫米，长宽比=4.8；选育的“黑恒香B”糙米粒长=8.7毫米，糙米粒宽=1.8毫米，长宽比=4.8。相较对照常规品种“Nantan84”，“黑恒香B”的糙米粒长更长，长宽比更大；相较对照白米优质稻“玉针香”，“黑恒香B”的糙米粒长与长宽比与之相差不大。（按GT/T 19557.7-2004《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 水稻》糙米长度分级标准中，糙米长度＞7毫米为长粒。）
选育的“黑恒香B”米粒细长，有香味，抗病，糙米花色苷色价达24.16，较亲本Nantan84 高出17.3%，“黑恒香B”糙米锐尖纺锤形，糙米粒长8.7mm，粒宽1.8 mm，长宽比为4.8，品种香味中等，抗稻瘟病2级，早季全生育期94天左右，株高92.1cm，每亩有效穗18.8万穗，每穗总粒数156粒，结实率84.55%，千粒重18.44g，直链淀粉含量14.50%，胶稠度92.2mm。
利用该不育系配制强优势特异性三系优质黑米杂交稻，不仅可保持不育系“恒丰A”具有的优质稻米品质，配合力强，抗病性好，且米粒细长，有香味，含有营养成分花色苷等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种长粒香型抗病优质黑米三系不育系的选育方法，其特征在于：以高花色苷含量的黑米品种A，含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B，长粒、大粒且含有香味的低直链淀粉含量水稻品种C，一般配合力好的细胞质雄性不育保持系品种D为亲本，通过杂交、复交选取株叶形态好、生育期适中，且米粒细长、香型、抗病、优质的细胞质雄性不育保持系的黑米株系，采用系谱法选育、性状鉴定技术，获得稳定遗传的长粒香型抗病优质黑米保持系品种，然后以相应的细胞质雄性不育系品种为母本进行饱和回交，最终选育出米粒细长、香型、抗病、优质的细胞质雄性黑米不育系；
其包括以下步骤：
（1）将高花色苷含量的黑米品种A，含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B，长粒、大粒且含有香味的低直链淀粉含量水稻品种C，一般配合力好的细胞质雄性不育保持系品种D分别杂交，得到F1（B/A）、F1（D/C）杂交组合，种植杂交组合F1（B/A）、F1（D/C）并进行复交，得到复交组合F1(D/C//B/A)，种植复交组合F1(D/C//B/A)，获得F2代种子；
（2）将F2代种子播种，选择株叶形态好、生育期适中、谷粒长型、柱头外露率高且糙米花色苷色价＞20的黑米株系，获得F3代种子；
（3）将F3代种子播种，提取叶片DNA，以含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B为对照，采用与抗性基因紧密连锁的分子标记InDel587对F3株系的各个单株进行标记辅助选择，然后选择含有抗性基因Pigm的植株种植于稻瘟病病区大田进行抗病筛选，并选择株叶形态好、生育期适中、谷粒长型、柱头外露率高且糙米花色苷色价＞20的黑米株系；
（4）将步骤（3）所选的F3黑米株系按株系收获种子F4，通过小型砻谷机进行出糙，所得F4糙米以水稻品种C为对照，从中选择糙米粒长≥8.5毫米，长宽比≥4.8、直链淀粉含量＜16%、糙米花色苷色价＞20且蒸煮后有香味的F4黑米种子；
（5）将步骤（4）所选的F4黑米种子进行播种，在水稻开花期，以相应的细胞质雄性不育系为母本进行单株测交，获得相应的测交一代和测交父本F5；
（6）将获得的测交一代和测交父本F5成对播种，测交父本F5按步骤（3）、（4）进行筛选，保留符合育种目标的F5代，采用1wt%的I2-KI对测交一代进行染色镜检，选取花粉类型为完全典型败育的株系，与其相应测交父本F5进行单株回交，获得相应父本F6和回交一代；
（7）将所得父本F6按步骤（3）、（4）进行筛选，获得符合育种目标的父本，并经I2-KI染色镜检选取花粉类型为完全典型败育的株系，然后将父本与对应的完全典型败育的株系进行饱和回交，回交5-6代，最终选育出不育性稳定、谷粒长型、有香味、抗病的优质黑米细胞质雄性不育系；
其中，所用高花色苷含量的黑米品种A为“Nantan84”，其糙米花色苷色价＞20；所用含有Pigm抗稻瘟病基因的水稻品种B为“谷梅4号”；所用长粒、大粒且含有香味的低直链淀粉含量水稻品种C为“玉针香”，其籽粒粒长9.0毫米，长宽比为4.8；所用一般配合力好的细胞质雄性不育保持系品种D为“广8B”或“恒丰B”。
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