一种高抗性淀粉水稻两系不育系的选育方法技术

一种高抗性淀粉水稻两系不育系的选育方法，以优良两系不育系品种为轮回亲本，以高抗性淀粉水稻品种为抗性淀粉基因供体亲本，通过连续回交，结合分子标记辅助选择以及系统育种的方法，育成农艺性状、不育性与轮回亲本高度一致的、具有高抗性淀粉纯合基因的高抗性淀粉水稻两系不育系，将其与现有高抗性淀粉水稻品种配组后，杂交后代在具有高抗性淀粉含量的同时，产量得到大大提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高抗性淀粉水稻育种
，具体涉及一种高抗性淀粉水稻两系不育系的选育方法。
技术介绍
我国杂交水稻的年种植面积约占水稻种植面积的一半，尤其是两系杂交水稻发展迅速。抗性淀粉(Resistant Starch，简称RS)是指“在健康个体的小肠中不能被吸收的淀粉或淀粉降解产物”(欧洲RS协会EURESTA定义)。已有研究表明，抗性淀粉不能在小肠中被消化吸收和提供葡萄糖，在大肠中可以被生理性细菌发酵，产生短链脂肪酸(Short chain fatty acids，SCFA)和气体。抗性淀粉有着重要的生理功能，能够降低餐后血糖和胰岛素应答，提高机体对胰岛素的敏感性，预防便秘和结肠癌的发生，降低血清中胆固醇和甘油三酯含量，降低和控制体重，促进矿物质吸收。高抗性淀粉饮食者与低抗性淀粉饮食者相比，具有较少的胰岛素反应，这对糖尿病患者控制餐后血糖值有很大影响，尤其对于非胰岛素依赖型病人，摄食高RS食物，可延缓餐后血糖上升，有效控制糖尿病病情。通过筛选和鉴定高抗性淀粉含量的水稻遗传资源，提供具有高抗性淀粉含量的水稻品种，来改善人们的饮食结构是治疗和预防糖尿病等文明病发病的最经济有效的手段之一。上海市农业科学院作物栽培育种研究所利用化学诱变和小孢子培养技术并结合常规育种技术，培育了高抗性淀粉粳稻新品种“降糖稻1号”，并与相关企业合作进行了产业化开发，缓解了糖尿病人吃饭难、吃不饱饭的难题，但因该品种产量和出米率极低、生产成本比一般稻米高3倍以上，严重影响大面积推广应用和市场销售。现有技术中已经拥有一大批高抗性淀粉含量水稻常规品种，但是由于产量相对较低，种子去杂保纯等问题严重影响了其推广利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高抗性淀粉水稻两系不育系的选育方法，以两系不育系为轮回亲本，以高抗性淀粉水稻品种为抗性淀粉基因供体亲本，通过连续回交结合分子标记辅助选择育种的方法，育成农艺性状、不育性与轮回亲本高度一致、具有高抗性淀粉纯合基因的高抗性淀粉两系不育系，将其与现有高抗性淀粉水稻品种配组后，杂交后代在具有高抗性淀粉含量的同时，产量得到大大提升。为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种高抗性淀粉水稻两系不育系的选育方法，包括以下步骤：1)以高抗性淀粉水稻品种为父本，其抗性淀粉含量基因型为aa，以两系不育系水稻品种为母本，其抗性淀粉含量基因型为AA，杂交得到F1代种子，F1代种子的抗性淀粉含量基因型为Aa；2)种植F1代种子，在F1代植株中选择可育水稻植株为父本，与母本两系不育系水稻品种回交，得到回交一代，即BC1F1代，该BC1F1代植株具有两种抗性淀粉含量基因型AA和Aa，结合分子标记辅助选择BC1F1代植株中抗性淀粉含量基因型杂合的Aa植株，收获基因型Aa的种子；3)将步骤2)获得的BC1F1代中抗性淀粉含量基因型为Aa的种子进行种植，继续与所述的两系不育系水稻品种回交，连续回交5-6代，结合分子标记选择，获得BCnF1，n为5-6，在最后一次回交获得的BCnF1植株中选择基因型为Aa的可育株自交，得到BCnF2代种子；4)BCnF2自交，在BCnF2的自交后代中结合分子标记，选出抗性淀粉含量基因型纯合的aa型杂交水稻两系不育系单株；5)步骤4)选出的杂交水稻两系不育系单株进行系统选育，获得高抗性淀粉水稻两系不育系。优选地，步骤1)所述两系不育系水稻品种为PA1。进一步，步骤2)中选择性状优良的可育水稻植株，与两系不育系水稻品种回交。优选地，步骤2)所用的高抗性淀粉水稻品种为降糖稻1号。优选地，步骤4)所用的分子标记为PCR-SpeI标记。本专利技术所获得的高抗性淀粉水稻两系不育系可应用于水稻育种中。研究表明，抗性淀粉含量受隐性基因控制，本专利技术中高抗性淀粉含量基因纯合体用aa表示，抗性淀粉基因杂合体用Aa表示，低抗性淀粉的一般水稻品种用AA表示。由于控制水稻抗性淀粉含量的基因是隐性性状，想要通过两系杂交稻提高抗性淀粉含量水稻产量，必须先选育出含有高抗性淀粉隐性纯合两系不育系，再利用高抗性淀粉的两系不育系和高抗性淀粉水稻品种杂交提高高抗性淀粉水稻品种产量。本专利技术以优良两系不育系为轮回亲本，以高抗性淀粉水稻品种为抗性淀粉基因供体亲本，通过连续回交，结合分子标记辅助选择及系统选育法，系统选育时在保证不育系性和高RS基因型纯合前提下，从获得的不育单株，选出优良的个体，分别种植，每个单株形成一个系统，经连续选优去劣，育成农艺性状、不育性与轮回亲本高度一致的、具有高抗性淀粉纯合基因的高抗性淀粉两系不育系。将本专利技术获得的高抗性淀粉水稻的两系不育系与现有的降糖稻1号及由降糖稻1号衍生培育的高抗性淀粉水稻品种配组，杂交后代都具有高抗性淀粉含量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1)本专利技术选育了高抗性淀粉水稻的两系不育系，两系法杂交水稻与三系法杂交水稻相比，具有显著的优越性，两系杂交育种少了一个保持系，父母本直接杂交，不仅种子质量更好，产量更高，而且制种方法简化，扩大了杂种优势利用的新领域。2)本专利技术将高抗性淀粉基因通过杂交及回交转育方法结合分子标记辅助选择育种方法导入到两系不育系当中，育成了与原有两系不育系遗传背景相同，但同时具有高抗性淀粉纯合基因的两系不育系，该两系不育系与由现有的高抗性淀粉品种，如降糖稻1号，衍生培育的综合农艺性状优良的高抗性淀粉水稻品系杂交，可以获得既高产又富含抗性淀粉的杂交水稻。3)本专利技术采取非转基因技术，不存在转基因水稻的生态和食品安全风险性和公众担忧问题，在降低生产成本和产品价格的优点，可以满足糖尿病人对高抗性淀粉含量稻米的需求。附图说明图1为本专利技术高抗性淀粉水稻两系不育系粳稻品系的选育过程。图2为本专利技术实施例1中结合分子标记辅助选择BC1F1代植株中抗性淀粉含量基因型利用分子标记PCR-SpeI的检测结果；其中，M为分子量标准品DL2000，泳道1-24为BC1F1群体中单株的分子标记检测电泳结果；泳道1-4、6-13和16-18抗性淀粉含量基因型为AA；泳道14-15和19-24抗性淀粉含量基因型为杂合型Aa。图3-图4为本专利技术实施例1中对所获得不育系利用碘-碘化钾染色法进行育性检测的结果，其中，图3为正常可育水稻花粉对照；图4为不育花粉染色结果。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1参见图1，一种高抗性淀粉水稻两系不育系的选育方法，具体选育过程如下：1)以高抗性淀粉水稻品种降糖稻1号为父本，基因型为aa，降糖稻1号是高抗性淀粉水稻品种，其抗性淀粉含量高达13％左右；以优良两系不育系水稻品种PA1为母本，基因型为AA，杂交得到F1代种子，基因型为Aa；2)种植F1代种子，在F1代植株中选择性状优良的可育水稻植株，与两系不育系水稻品种回交，得到回交一代，即BC1F1代，BC1F1代植株具有两种基因型AA和Aa，结合分子标记辅助选择BC1F1代植株中抗性淀粉含量基因型杂合的植株，参见图2，其中有两条带的抗性淀粉含量基因型为AA，三条带的抗性淀粉含量基因型为Aa，收获基因型Aa的种子；3)将步骤2)获得的BC1F1代中抗性淀粉含量基因型为Aa的种子进行种植，继续与所述的两系不育系水稻品种PA1回交，重复回交5-6代，结合分子标记选择，获得BCnF1，n为5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗性淀粉水稻两系不育系的选育方法，包括以下步骤：1)以高抗性淀粉水稻品种为父本，其抗性淀粉含量基因型为aa，以两系不育系水稻品种为母本，其抗性淀粉含量基因型为AA，杂交得到F1代种子，F1代种子的抗性淀粉含量基因型为Aa；2)种植F1代种子，在F1代植株中选择可育水稻植株为父本，与母本两系不育系水稻品种回交，得到回交一代，即BC1F1代，该BC1F1代植株具有两种抗性淀粉含量基因型AA和Aa，结合分子标记辅助选择BC1F1代植株中抗性淀粉含量基因型杂合的Aa植株，收获基因型Aa的种子；3)将步骤2)获得的BC1F1代中抗性淀粉含量基因型为Aa的种子进行种植，继续与所述的两系不育系水稻品种回交，连续回交5‑6代，结合分子标记选择，获得BCnF1，n为5‑6，在最后一次回交获得的BCnF1植株中结合分子标记辅助选择基因型为Aa的可育株自交，得到BCnF2代种子；4)BCnF2自交，在BCnF2的自交后代中结合分子标记，选出抗性淀粉含量基因型纯合的aa型杂交水稻两系不育系单株；5)步骤4)选出的杂交水稻两系不育系单株进行系统选育，获得高抗性淀粉水稻两系不育系。

【技术特征摘要】
1.一种高抗性淀粉水稻两系不育系的选育方法，包括以下步骤：1)以高抗性淀粉水稻品种为父本，其抗性淀粉含量基因型为aa，以两系不育系水稻品种为母本，其抗性淀粉含量基因型为AA，杂交得到F1代种子，F1代种子的抗性淀粉含量基因型为Aa；2)种植F1代种子，在F1代植株中选择可育水稻植株为父本，与母本两系不育系水稻品种回交，得到回交一代，即BC1F1代，该BC1F1代植株具有两种抗性淀粉含量基因型AA和Aa，结合分子标记辅助选择BC1F1代植株中抗性淀粉含量基因型杂合的Aa植株，收获基因型Aa的种子；3)将步骤2)获得的BC1F1代中抗性淀粉含量基因型为Aa的种子进行种植，继续与所述的两系不育系水稻品种回交，连续回交5-6代，结合分子标记选择，获得BCnF1，n为5-6，在最后一次回交获得的BCnF1植株中结合分子标记辅助选择基因型为Aa的可育株自交，得到BCnF2代种子；4...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞芳，朴钟泽，白建江，方军，
申请(专利权)人：上海市农业科学院，
类型：发明
国别省市：上海;31