一种培育抗稻瘟病的水稻品种的方法技术

本发明专利技术公开了一种培育抗稻瘟病的水稻品种的方法，包括：亲本选择：对水稻材料进行稻瘟病抗性基因的鉴定，根据以下原则组配优势组合：亲本中至少有一个含有累计推广面积在500万亩以上的主推品种的亲缘；符合抗稻瘟病多基因聚合模式“Pita+Pb1+Piz‑t”，抗性基因互补；根据双亲系谱和形态差异，适度拓宽双亲遗传距离，使F1产量超亲优势在8％‑15％，F1的株高和播始历期超中亲优势均小于3％；根据育种目标，进行聚合育种，获得穗瘟病抗性水稻品种；育种目标至少包括聚合“Pita+Pb1+Piz‑t”和抗穗颈瘟。利用本发明专利技术方法选育的品系在产量和抗性得到较好的协调，尤其穗瘟的抗谱及持久抗性水平得到了显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及育种，尤其涉及一种培育抗稻瘟病的水稻品种的方法。
技术介绍
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，约有一半以上的人口以稻米为主食。由稻瘟病菌(Magnapothe oryzae)引起的稻瘟病是对水稻生产危害最严重的病害之一，每年都造成严重的粮食损失。抗病品种的选育和推广是防治稻瘟病最环保、最经济和最有效的办法。传统的抗稻瘟病育种依赖于抗性表型鉴定，易受到环境条件和人为误差的影响，抗性基因不明确，成功培育中抗稻瘟病概率低。随着分子标记技术的应用，抗病基因多基因聚合越来越成为现实。稻瘟病分为叶瘟和穗瘟，穗瘟危害最为严重，直接影响水稻穗数、粒重及品质。到目前为止，国内外利用分子标记技术已鉴定和定位80多个水稻稻瘟病抗性基因，克隆了叶瘟抗性基因：Pia,Pib,Pid2,Pik,Pik-h/Pi54,Pik-m,Pik-p,Pish,Pit,Pita,Piz-t,Pi1,Pi2,Pi5,Pi9,pi21,Pi36,Pi37,Pi56,Pi63,PiCO39等22个，2个穗瘟抗性基因:Pi25/Pid3和Pb1基因，并开发了针对Pita、Pib、Pik、Pikm、Pikp、Pi1、Pit、Pi5和Pi25等基因的功能特异性标记(Lei et al.2013；Ma et al.2013；国家水稻数据中心：http://www.ricedata.cn/gene/)，并在育种中应用，尤其是Pita、Pib和Pita+Pib基因组合在江苏抗稻瘟病育种改良中加以利用。据对2015年江苏省227预试材料基因型与综合病指分析，76份含抗病基因Pita+Pib品系达到中抗稻瘟病(综合病指低于4.0)的成功概率仅为22.37％。江苏省抗稻瘟病品种比例低，大面积种植感病品种易导致稻瘟病菌群相对专一的强致病力生理小种的出现，种群变化会影响主栽品种的抗病性。随着稻草全量(半量)还田技术的推广，稻田微生态环境中病原菌基数加大，增加了该病害暴发的频率；2014、2015年江苏全省稻瘟病发生面积均达1400万亩以上(江苏水稻种植面积为3400万亩)。抗稻瘟病品种的推广应用，促进维持田间稻瘟病菌生理小种种群结构的稳定，预防强致病力优势小种的积累，降低稻瘟病暴发的机率和强度。从生物多样性的角度出发，有必要引进新基因源到育种计划来实现新形势下水稻生产的可持续发展。另据有关文献研究表明：强抗性与高产存在一定的矛盾。抗病机制的运行，是要消耗一定的能量(ATP)，即高抗(多抗)品种往往与其产量有一定负相关。此外，不同基因聚合，存在着基因互作，有正向效应和负向效应。抗病基因的多基因聚合是抗稻瘟病病育种成败的关键。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种培育抗稻瘟病的水稻品种的方法，利用本专利技术方法选育的品系在产量和抗性得到较好的协调，对穗瘟的抗谱及持久抗性水平得到了显著提高。技术方案：一种培育抗稻瘟病的水稻品种的方法，包括：(1)亲本选择：对水稻材料进行稻瘟病抗性基因的鉴定，在水稻材料中根据以下配组原则组配优势组合：亲本中至少有一个含有累计推广面积在500万亩以上的主推品种的亲缘；符合抗稻瘟病多基因聚合模式“Pita+Pb1+Piz-t”，抗性基因互补；根据双亲系谱和形态差异，适度拓宽双亲遗传距离，使F1产量超亲优势在8％-15％，F1的株高和播始历期超中亲优势均小于3％；(2)根据育种目标，对亲本材料进行聚合育种，获得穗瘟病抗性水稻品种；所述的育种目标至少包括聚合“Pita+Pb1+Piz-t”和抗穗颈瘟。本专利技术通过对不同遗传背景的育种材料进行抗稻瘟基因型分析，在丰富遗传背景的基础上适度拓宽双亲遗传距离增强非F1杂种优势，并可进一步借助抗病基因功能标记辅助选择(MAS)和设施病圃(或病区)鉴定，选育高产持久抗穗瘟水稻品种。利用本专利技术方法选育的品系在产量和抗性得到较好的协调，对穗瘟的抗谱及持久抗性水平却得到了显著提高。步骤(1)中，符合抗稻瘟病多基因聚合模式“Piz-t+Pita+Pb1”，抗性基因互补，即父本和母本杂交后的配子含有Piz-t、Pita和Pb1基因。作为其中一种实施方式，亲本材料包括镇稻88号、镇8130-6号和武运粳21号。上述亲本材料具有丰富的遗传背景，可选育出高产、持久穗瘟抗性水稻镇稻WB01。但是并不局限于本专利技术所列举的材料，采用其他的水稻材料按照本申请的方法也可实施。步骤(1)中，稻瘟病抗性基因采用功能标记鉴定；步骤(2)中，聚合育种中采用功能标记辅助选择含稻瘟病抗性基因的水稻植株。分子标记操作简单，准确易行，显著提高育种效率。Piz-t、Pita的分子标记可采用文献中所报道的，Pb1的分子标记为包含Pb1基因编码区上游926bp～1085bp的DNA片段。所述Pb1的分子标记如SEQ ID NO.3所示，或为包含SEQ ID NO.3所示序列的DNA片段。SEQ ID NO：3为本专利技术引物扩增出的159bp片段，扩增区域为Pb1基因编码区上游926bp～1085bp。所述Pb1的分子标记正向引物的碱基序列如SEQ ID NO.1所示，反向引物
的碱基序列如SEQ ID NO.2所示。所述Pb1的分子标记的检测方法，包括：(1)根据所述的稻瘟病抗性基因Pb1功能特异性分子标记的核苷酸序列设计引物；(2)以被检测水稻的基因组DNA作为模板进行PCR扩增；(3)判断PCR扩增产物中是否存在所述的分子标记。一种实施方式，所述Pb1的分子标记的引物包括：正向引物：ATCAACGCTACCTTCCC；反向引物：GTGCCATCACAATTTCTTC。采用上述引物时，PCR扩增的体系为：1.5μl基因组DNA，0.5μl 2mM上游引物，0.5μl 2mM下游引物，1.2μl 10×Taq Buffer，0.3μl 1mM dNTP，0.1μl 1000U Taq DNA聚合酶，ddH2O补足至10μl。PCR扩增的程序为：95℃预变性5min；94℃变性30s，55℃退火30s，72℃延伸40s，运行33个循环；最后72℃10min。F1超亲优势是指杂种(F1)的某一性状平均值减去高值亲本(HP)同一性状平均值所得的差除以高值亲本(HP)，F1超中亲优势是指杂种(F1)的某一性状平均值减去双亲(MP)同一性状平均值所得的差除以双亲均值亲本(MP)，均以百分比表示以百分比表示；本申请中，F1产量超亲优势在8％-15％，进一步为9-11％，常规稻选育主要利用加性效应，增幅过大，往往是显性效应和上位性效应(常规稻选育难以利用的效应)；同时，F1的株高和播始历期(播种期至始穗期相隔天数)超中亲优势均小于3％。步骤(2)为：根据育种目标，采用杂交和自交的方法，筛选出含纯合“Piz-t+Pita+Pb1”、农艺性状优良的株系；对稳定株系进行田间穗瘟病抗性评价和综合农艺性状评价，筛选出聚合“Piz-t+Pita+Pb1”且农艺性状优良的水稻株系；所述的育种目标至少包括聚合“Piz-t+Pita+Pb1”和抗穗颈瘟。田间穗瘟病抗性评价包括：通过在高氮肥高湿度(每亩施用纯氮22Kg、RH>80％)设有诱发品种的设施病圃，采用稻瘟病不同生理小种的混合液于孕穗期(具体可以为抽穗前3-4天)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种培育抗稻瘟病的水稻品种的方法，其特征在于，包括：(1)亲本选择：对水稻材料进行稻瘟病抗性基因的鉴定，在水稻材料中根据以下配组原则组配优势组合：亲本中至少有一个含有累计推广面积在500万亩以上的主推品种的亲缘；符合抗稻瘟病多基因聚合模式“Pita+Pb1+Piz‑t”，抗性基因互补；根据双亲系谱和形态差异，适度拓宽双亲遗传距离，使F1产量超亲优势在8％‑15％，F1的株高和播始历期超中亲优势均小于3％；(2)根据育种目标，对亲本材料进行聚合育种，获得穗瘟病抗性水稻品种；所述的育种目标至少包括聚合“Pita+Pb1+Piz‑t”和抗穗颈瘟。

【技术特征摘要】
1.一种培育抗稻瘟病的水稻品种的方法，其特征在于，包括：(1)亲本选择：对水稻材料进行稻瘟病抗性基因的鉴定，在水稻材料中根据以下配组原则组配优势组合：亲本中至少有一个含有累计推广面积在500万亩以上的主推品种的亲缘；符合抗稻瘟病多基因聚合模式“Pita+Pb1+Piz-t”，抗性基因互补；根据双亲系谱和形态差异，适度拓宽双亲遗传距离，使F1产量超亲优势在8％-15％，F1的株高和播始历期超中亲优势均小于3％；(2)根据育种目标，对亲本材料进行聚合育种，获得穗瘟病抗性水稻品种；所述的育种目标至少包括聚合“Pita+Pb1+Piz-t”和抗穗颈瘟。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，稻瘟病抗性基因采用分子标记鉴定；步骤(2)中，聚合育种中采用分子标记辅助选择含稻瘟病抗性基因的水稻植株。3.根据权利要求2所述的育种方法，其特征在于，Pb1的分子标记为包含Pb1基因编码区上游926bp～1085bp的DNA片段。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，Pb1的分子标记如SEQ ID NO.3所示...

【专利技术属性】
技术研发人员：林添资，龚红兵，景德道，孙立亭，余波，钱华飞，曾生元，李闯，姚维成，盛生兰，周义文，
申请(专利权)人：江苏丘陵地区镇江农业科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32