一种水稻抗胡麻叶斑病育种方法技术

本发明专利技术公开了一种水稻抗胡麻叶斑病育种方法，该育种方法的步骤如下：（1）选择待改良粳稻材料和水稻胡麻叶斑病籼稻抗源；（2）对选择的待改良粳稻材料进行粗毒素耐性浓度的鉴定；（3）杂交获得三交F1杂交种；（4）对三交F1杂交种再进行排籼培养基花药培养；（5）花培苗单株收种获得花培家系，进一步农艺性状鉴定、胡麻叶斑病抗性筛选获得粳稻新品系。本发明专利技术的育种方法能够将籼稻内胡麻叶斑病抗性遗传物质高效而专一地渗入粳稻，3年左右即可完成水稻抗胡麻叶斑病育种，大大缩短胡麻叶斑病抗病育种周期，具有较大的育种应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水稻抗胡麻叶斑病育种方法，属于农业高新

技术介绍
水稻是我国重要的粮食作物之一，最近几年一种由稻平脐蠕孢菌引起的一种水稻真菌病害--水稻胡麻叶斑病（Ricebrownspot）在我国许多地方普通发生。水稻胡麻叶斑病（Ricebrownspot）又称水稻胡麻斑病、水稻胡麻叶枯病，是由胡麻叶斑菌引起的一种全球性真菌病害。近年来，胡麻叶斑病在我国许多地方普遍发生，如广西邕宁县、广西昭平县、天津、唐山、和秦皇岛一带，河北省冀东沿海稻区等，一般导致10%-30%减产，严重者50%以上，甚至近乎绝收，给农民造成了很大的经济损失，严重挫伤了农民的种粮积极性，给国家的水稻产业安全带来了严重的挑战。水稻胡麻叶斑病在水稻从秧苗至成熟期均可发病，发病症状表现以叶片为主，其次为茎、穗部、谷粒，偶尔也为害茎节和叶鞘。叶上病斑初为褐色小型斑点，后逐渐扩大成椭圆形、圆形、纺锤形、梭形等，周围褐色，深褐色，中央灰白，边缘带有黄色晕圈，但无沿叶缘延伸的坏死线，病情严重时，叶片上病斑融合在一起形成不规则大斑，变黄至枯死。穗部主要发生于穗颈，呈褐色或灰褐色，与稻瘟症状相似，潮湿时，病部产生灰色霉层，即分生孢子。谷粒发病较早时，呈灰黑色，基中稻米粒变为灰色或成为秕粒，潮湿时籽粒表面可产生大量黑色霉状物，后期受害病斑小，边缘不明显，病重谷粒质脆易碎。2008年吴彩谦等调查了昭平县晚稻胡麻叶斑病田间发生特点，根据田间调查，此病在昭平县出现不同程度的流行，特别是在水稻孕穗后期，全县发生面积占水稻种植面积的37.50%，为害严重，产量损失大，在重病区病叶发生率可达100%，病情指数可达78.32，发病较轻的田块，损失率一般在15%左右，严重的田块，损失率达到30%左右，有的田块甚至全田整株枯死，颗粒无收。水稻胡麻叶斑病病原菌分生孢子梗单生2-4根丛生，不分枝，顶端呈膝状曲折，褐色或深褐色，隔膜4-16个，99-345×4-11μm。分生孢子长椭圆形﹑梭形﹑倒棍棒形，正直或向一方弯曲，褐色，两端渐狭，钝圆，3-11个隔膜，24.2-81.8μm×14.4-19.2μm。孢子萌发两级萌发，观察从不同地方分离的稻平脐蠕孢菌，其形态基本相同，但有差异，反映了不同地区来源的水稻胡麻叶斑病病原菌属于不同的生理小种。胡麻叶斑菌以分生孢子或菌丝体附着于稻种或病株残体上越冬，成为翌年初侵染源。分生孢子在干燥条件可存活2-3年，菌丝体可存活3-4年。越冬的病原物可直接侵害幼苗，形成分生孢子，通过气传、风传等引起秧田或本田初次侵染，在适宜的条件下孢子萌发，经直接侵入或经气孔侵入产生病斑，随即形成分生孢子进行再侵染。一般苗期水稻最易感病，但病症主要表现在水稻分蘖期至抽穗期。一般缺肥或贫瘠的田块，缺钾肥、土壤为酸性或沙质土壤漏水严重的田块，缺水或长期积水的田块，发病重。胡麻叶斑病症状从苗期到收获期都可发病，病菌可危害植株地上的各个部位，以叶片发生最普遍。胡麻叶斑病的发生有多方面的原因，如环境、气候、土壤、水肥管理、水稻品种等。水肥管理与胡麻叶斑病关系密切，灌水不当，水稻田长期保持深水灌溉，造成根系处于无氧状态，使水稻营养不良往往是胡麻叶斑病发生的重要诱因，氮肥、硅肥、钾肥过少，则有利病害发生。目前水稻品种中，尚无免疫品种，但不同品种间对胡麻叶斑病抗性差异很大，一般来说，粳稻比籼稻更感病。胡麻叶斑病的防治措施应根据其发生和发展的规律采取“预防为主，综合防治”的植保方针，如果依赖单一防治措施可能无明显效果，或者导致更严重的后果，如长期使用单一的杀菌剂，容易使病原菌产生抗药性，在综合防治中，以农业防治为重点，因时因地，运用化学防治、物理防治、生物防治等多种防治措施。目前防治方法主要是改善耕作制度和化学防治，一旦发生，不能根除，而且污染环境、造成农药残留，给人类健康带来危害。长期以来，对水稻胡麻叶斑病的防治主要依赖于化学药剂和栽培措施，但防治效果不甚理想。现在农业生产中采取综合防治技术预防胡麻叶斑病的发生，主要手段是采取一些预防性措施，如选用抗病品种、栽培上采用抗菌消毒手段和施用农药进行药物治疗，并建立胡麻叶斑病预报预测系统，长期的生产实践证明，水稻胡麻叶斑病抗性品种的选育和应用是防治纹枯病最经济有效的措施。在初期，抗胡麻叶斑病育种中主要采用传统的抗病育种方法进行育种，如利用引种、选择育种、杂交育种等常规育种途径选育出一批具有垂直抗性和水平抗性较好的优良品系。但是由于大面积的单一化使用某一抗性基因，造成对胡麻叶斑病群体的定向选择作用，胡麻叶斑病病菌生理小种遗传的复杂性和致病性的多样性使得胡麻叶斑病病菌群体的毒力基因的组成发生变化，往往选育的抗性品种在推广3-5年后即产生能侵染该品种的优势小种，最终导致新品种的抗性丧失。常规育种消耗时间长，尤其随着胡麻叶斑病病菌突变频率的增加，一个新品种育成的速度已经跟不上胡麻叶斑病病菌的突变速度。籼粳稻深刻分化与显著差异，使它们在产量、品质和抗逆性等方面各具特色，其中一个在胡麻叶斑病病菌的抗性差异非常显著，籼稻品种多对胡麻叶斑病有较高的抗性水平，而粳稻对胡麻叶斑病的抗性较差，表明籼稻基因组内含有大量粳稻所没有的抗胡麻叶斑病基因存在。如能将籼稻内的抗胡麻叶斑病基因通过精确高效的手段转移进粳稻基因组培养抗胡麻叶斑病粳稻品种，在生产上具有极高的价值。随着生物技术的发展，除常规杂交育种外又出现了许多新的育种手段，这赋予了水稻抗胡麻叶斑病育种新途径，一种是利用胡麻叶斑病培养液提取粗毒素作为选择压，在细胞水平上进行筛选突变体，并与常规育种技术结合培育新的抗病品种，但是通过粗毒素人工诱变的频率低，筛选量非常大；第二种就是以转基因技术和分子标记辅助选择育种技术为代表的分子育种技术。分子育种技术的出现，对水稻抗胡麻叶斑病育种和籼粳交育种难关本来是一种可行的解决方案，目前，转基因育种与分子标记辅助选择等分子技术育种是目前农业发展的新道路，被科学界公认为第三次农业绿色革命的出现。但是，对特定优良主栽品种进行抗胡麻叶斑病基因和其他优良基因的转基因育种，本来可以精确实现籼粳交的改良，但由于目前转基因育种被抵制，而分子标记辅助选择育种首先需要基因定位，同样需要大田多世代的杂交回交，不能解决籼粳交的问题，另外，分子技术育种，都存在费用高、技术门槛高的问题，难以被一般育种者所掌握。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现在水稻抗胡麻叶斑病常规育种中存在育种周期长、筛选效率低的缺点，提供了一种能够将籼稻内胡麻叶斑病抗性遗传物质高效而专一地渗入粳稻、育种周期大大缩短的水稻抗胡麻叶斑病育种方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种水稻抗胡麻叶斑病育种方法，其特征在于：该育种方法的步骤如下：（1）选择待改良粳稻材料和水稻胡麻叶斑病籼稻抗源：选取农艺性状良好、水稻胡麻叶斑病抗性有待改良的粳稻材料并将该粳稻花药接种至排籼培养基上诱导培养，最终选择花药愈伤组织诱导率高于35%的粳稻材料作为待改良粳稻材料，选取农艺性状良好且抗胡麻叶斑病的籼稻材料作为胡麻叶斑病籼稻抗源；（2）对选择的待改良粳稻材料进行粗毒素耐性浓度的鉴定：分别在分化培养基中加入一定梯度浓度的粗毒素提取液，对步骤（1）中的待改良粳稻材料诱导获得的花药愈伤组织进行分化培养，并选择合适筛选压力水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻抗胡麻叶斑病育种方法，其特征在于：该育种方法的步骤如下：（1）选择待改良粳稻材料和水稻胡麻叶斑病籼稻抗源：选取农艺性状良好、水稻胡麻叶斑病抗性有待改良的粳稻材料并将该粳稻花药接种至排籼培养基上诱导培养，最终选择花药愈伤组织诱导率高于35%的粳稻材料作为待改良粳稻材料，选取农艺性状良好且抗胡麻叶斑病的籼稻材料作为胡麻叶斑病籼稻抗源；（2）对选择的待改良粳稻材料进行粗毒素耐性浓度的鉴定：分别在分化培养基中加入一定梯度浓度的粗毒素提取液，对步骤（1）中的待改良粳稻材料诱导获得的花药愈伤组织进行分化培养，并选择合适筛选压力水平浓度的粗毒素提取液作为粳稻花药培养粗毒素选择压；（3）杂交获得三交F1杂交种：将大田种植的胡麻叶斑病籼稻抗源与广亲和材料籼粳架桥获得杂交种F1，选取杂交种F1的花药再与待改良粳稻材料杂交获得杂交种三交F1；（4）对三交F1杂交种再进行排籼培养基花药培养：三交F1杂交种正季播种，选取健壮饱满的花药进行排籼培养基花药诱导培养，获得花药愈伤组织，并挑选直径0.6～0.9cm的花药愈伤组织接种于添加了选择压浓度粗毒素的分化培养基上，在温度27～29℃、光14h/暗10h的条件下分化培养，获得花培幼苗，待花培苗苗高达到3cm后转接于生根培养基进行继代培养，待花培苗苗高达到8cm后移栽至周转箱中壮苗，10～15天后移栽入大田；（5）花培苗单株收种获得花培家系，进一步农艺性状鉴定、胡麻叶斑病抗性筛选获得粳稻新品系：大田种植花培苗，单株收种获得胡麻叶斑病抗性得到改良的粳稻花培家系若干，不同花培家系进一步大田内小区种植，以待改良粳稻材料亲本为对照，筛选农艺形状良好且胡麻叶斑病抗性得到改良的粳稻新品系。...

【技术特征摘要】
1.一种水稻抗胡麻叶斑病育种方法，其特征在于：该育种方法的步骤如下：（1）选择待改良粳稻材料和水稻胡麻叶斑病籼稻抗源：选取农艺性状良好、水稻胡麻叶斑病抗性有待改良的粳稻材料并将该粳稻花药接种至排籼培养基上诱导培养，最终选择花药愈伤组织诱导率高于35%的粳稻材料作为待改良粳稻材料，选取农艺性状良好且抗胡麻叶斑病的籼稻材料作为胡麻叶斑病籼稻抗源；（2）对选择的待改良粳稻材料进行粗毒素耐性浓度的鉴定：分别在分化培养基中加入一定梯度浓度的粗毒素提取液，对步骤（1）中的待改良粳稻材料诱导获得的花药愈伤组织进行分化培养，并选择合适筛选压力水平浓度的粗毒素提取液作为粳稻花药培养粗毒素选择压；（3）杂交获得三交F1杂交种：将大田种植的胡麻叶斑病籼稻抗源与广亲和材料籼粳架桥获得杂交种F1，选取杂交种F1的花药再与待改良粳稻材料杂交获得杂交种三交F1；（4）对三交F1杂交种再进行排籼培养基花药培养：三交F1杂交种正季播种，选取健壮饱满的花药进行排籼培养基花药诱导培养，获得花药愈伤组织，并挑选直径0.6～0.9cm的花药愈伤组织接种于添加了选择压浓度粗毒素的分化培养基上，在温度27～29℃、光14h/暗10h的条件下分化培养，获得花培幼苗，待花培苗苗高达到3cm后转接于生根培养基进行继代培养，待花培苗苗高达到8cm后移栽至周转箱中壮苗，10～15天后移栽入大田；（5）花培苗单株收种获得花培家系，进一步农艺性状鉴定、胡麻叶斑病抗性筛选获得粳稻新品系：大田种植花培苗，单株收种获得胡麻叶斑病抗性得到改良的粳稻花培家系若干，不同花培家系进一步大田内小区种植，以待改良粳稻材料亲本为对照，筛选农艺形状良好且胡麻叶斑病抗性得到改良的粳稻新品系。2.根据权利要求1所述的水稻抗胡麻叶斑病育种方法，其特征在于：所述步骤（1）中的农艺性状良好、水稻胡麻叶斑病抗性有待改良的粳稻材料是指产量高、米质优良、胡麻叶斑病抗性有待改良且株高不宜过高、生育期早熟或中熟的粳稻材料；所述的水稻胡麻叶斑病籼稻抗源是指产量高、米质优良、高抗胡麻叶斑病的籼稻材料。3.根据权利要求1所述的水稻抗胡麻叶斑病育种方法，其特征在于：所述步骤（1）中选取农艺性状良好、水稻胡麻叶斑病抗性有待改良的粳稻材料并将该粳稻花药接种至排籼培养基上诱导培养的过程如下：（1.1）取材与预处理：将选取的粳稻材料大田常规栽培，以稻苞大而不破、剑叶叶枕距为5～8cm、稻穗中部花药位置占颖壳的1/3～1/2为标准取穗，保留2～3张叶片，取穗时间一般选择在晴天上午9:00～12:00，取材后，用70%乙醇表面消毒，然后塑料薄膜包住整个稻穗，扎紧塑料袋口，保持稻穗湿润，最后放到冰箱中，在4℃下低温预处理3天；（1.2）接种：预处理后，剪下稻苞，将稻苞浸泡于70%的酒精中处理3～5min，然后将该稻苞转移于超净工作台中剥出稻穗，并将稻穗分离为大小均匀的小支梗，然后用消毒过的纱布包住小支梗后投入浓度为0.1%的升汞中灭菌10min，灭菌完成后用无菌水漂洗3～4次，打开纱布晾干，最后用消毒过的剪刀剪开花药上部，抖药法接种花药于排籼培养基；（1.3）诱导培养：将排籼培养基置于25～27℃下暗培养，30～40天后在花药的边缘出现淡黄白色的花药愈伤组织，并在花药接种培养45天后统计花药愈伤组织诱导率，选定花药愈伤组织诱导率高于35%的农艺性状良好的粳稻材料作为待改良粳稻材料。4.根据权利要求3所述的水稻抗胡麻叶斑病育种方法，其特征在于：所述步骤（1.2）中的稻苞是指稻苞顶枕距为8cm至穗下节间上部0.5cm的区域内剪材获得的部分，且剥取的小支梗上花药数量为15～25粒。5.根据权利要求3所述的水稻抗胡麻叶斑病育种方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：无锡南理工科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32