一种利用水稻脂肪氧化酶同功酶缺失体选育耐储藏品种的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用水稻脂肪氧化酶同功酶缺失体选育耐储藏品种的方法，是利用Ｌｏｘ同功酶缺失材料与优良水稻品种、雄性不育系、雄性不育恢复系进行杂交得Ｆ↓［１］材料，Ｆ↓［１］材料再进行自交、回交、花药培养、诱变，从Ｆ↓［２］代至Ｆｎ代每代进行脂质氧化酶同功酶检测、筛选，获得携带Ｌｏｘ同功酶缺失基因的水稻新品系、雄性不育系、雄性不育恢复系，选育和配制耐储藏水稻新品种、新组合。通过植物遗传改良的方法选育ＬＯＸ同功酶缺失的农作物新品种，其耐储藏性好，陈化变质速度慢、种子寿命长、仓储害虫危害轻，是解决稻米陈化变质问题的有效途径。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种耐储藏水稻品种的选育的方法。
技术介绍
我国是世界上第一人口大国，我国是世界上主要的稻米生产国之一。水稻是我国最重要的粮食作物，全国约有60％以上的人口以稻米为主食。稻谷是不耐储藏的粮食品种，影响稻谷储藏因素主要有陈化变质、仓贮害虫以及霉变等。在一般储存条件下稻谷第二年就开始陈化变质，稻谷的储存极限为3年左右。为此国家储备粮采用分散分批、定期推陈储新、轮流更新的方法，或作生产工业酒精原料，由此耗费了大量的人力、物力和财力。稻谷陈化变质过程中，产生大量陈味，导致其食用性差，种子生活力差，发芽率下降等，给人们的生活和生产带来了不利的影响，也严重影响国家储备的能力。因此，加强稻谷耐储藏性研究是二十一世纪我国农业发展的重要课题。关于稻谷陈化机理众说纷纭，概括起来大致有胞壁、蛋白质变化说，认为米质变化的主要原因在于胞壁和淀粉粒外围蛋白质变化；直链和支链淀粉含量相对变化说；羰基化合物说；游离脂肪酸说；脱支酶说；巯基变化说等，以上学说是建立在大米储藏过程中组织结构和化学成份等方面的变化研究基础上。关于延缓稻谷陈化变质，提高稻谷储藏时间的常规技术主要有常规储藏技术、通风降温降水技术、自然低温储藏技术、机械低温储藏技术、气调储藏技术、化学储藏技术等。而稻米陈化变质的改良，营养学家主要通过使用添加剂如氨基酸、α-淀粉酶和β-淀粉酶，或者物理的方法如高压处理等，但这些都不能从根本上解决水稻陈化变质问题。脂肪氧化酶(Lipoxygenase，LOX)广泛存在于植物特别是高等植物体内，脂肪氧化酶具有三种同功酶即LOX-1、LOX-2和LOX-3，目前还不完全清楚LOX酶的生理功能，但其活力直接影响食品原料如大豆、小麦、水稻等种子的贮藏和加工品质。许多研究表明水稻稻谷脂肪氧化酶与延缓稻谷贮藏的陈化变质和减轻仓贮害虫的危害与有直接的关系，所以通过植物遗传改良的方法选育LOX同功酶缺失的农作物新品种，是解决延缓稻谷贮藏的陈化变质和减轻仓贮害虫的危害问题的最有效途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是选育耐储藏水稻新品种。申请人于2000年曾申请专利技术专利，其原理是利用脂肪氧化酶偶联氧化还原指示剂产生显色反应，测定Lox同功酶活性，可用于LOX同功酶缺失材料的筛选，申请人研究表明，脂质氧化酶的缺失可以延缓稻谷的陈化变质，延长种子寿命，减轻仓储害虫的危害，其不同的同功酶在上述作用中具有不同的作用。Lox-1，Lox-2缺失对延缓稻谷陈化变质，延长种子寿命却起着重要作用，Lox1，Lox2可能是影响种子长寿命的关键基因；Lox-3缺失虽也有延缓稻谷的陈化变质的作用，但其主要是仓储抗虫的作用。现已探明脂质氧化酶同功酶Lox-1-、Lox-2-、Lox-3-的遗传均由隐性基因控制，Lox-1-、Lox-2-一般为连锁遗传或独立遗传，Lox-3-为独立遗传。另外，Lox-3-与水稻红种皮性状呈连锁遗传。本专利技术根据脂质氧化酶对稻谷储藏特性的影响，选育耐储藏特性强(陈化变质速度慢、种子寿命长、仓储害虫危害轻)的水稻品种(组合)，其在遗传上为控制脂质氧化酶的基因完全缺失或部分缺失。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。利用Lox同功酶缺失种质改良水稻耐储藏特性。通过诱变、杂交、回交、花药培养等，或利用水稻红种皮性状和脂质氧化酶Lox-3缺失连锁的关系，通过选育水稻种皮红色性状，对脂质氧化酶Lox-3缺失性状实施间接选择，对脂肪氧化酶同功酶缺失耐储藏种质进行遗传改良，获得一批Lox同功酶缺失的水稻新品种(组合)，以及选配杂交组合所需的质核互作型雄性不育系(CMS)、光(温)敏核雄性不育系(S)和雄性不育恢复系，满足稻谷安全储藏中对耐储藏专用型水稻品种需求。实现上述目标的主要技术路线见附图。一种利用水稻脂肪氧化酶同功酶缺失体选育耐储藏品种的方法，其特征是利用Lox同功酶(lox-1-lox-1-，lox-2-lox-2-，lox-3-lox-3-)全缺失或部分缺失材料与优良水稻品种、雄性不育系、雄性不育恢复系进行杂交得F1材料，F1材料再进行自交、回交、花药培养、诱变，从F2代至Fn代每代进行脂质氧化酶同功酶检测、筛选，或利用水稻红种皮性状和脂质氧化酶lox-3缺失连锁的关系，通过选育水稻种皮红色性状，对脂质氧化酶lox-3缺失性状实施间接选择，(水稻红种皮性状和脂质氧化酶lox-3缺失呈连锁遗传关系)；获得携带Lox同功酶(lox-1-lox-1-，lox-2-lox-2-，lox-3-lox-3-)全缺失或部分缺失基因的水稻新品系、雄性不育系、雄性不育恢复系，选育和配制得到耐储藏水稻新品种、新组合，Lox同功酶(lox-1-lox-1-，lox-2-lox-2-，lox-3-lox-3-)全缺失或部分缺失基因的水稻新品系、雄性不育系、雄性不育恢复系，其耐储藏性好，陈化变质速度慢、种子寿命长、仓储害虫危害轻。附图说明附图为本专利技术技术路线图。具体实施例方式例1利用隐性纯合材料皖鉴2090lox-1-lox-1-，lox-2-lox-2-和隐性纯合突变体材料DawDamlox-3-lox-3-杂交。杂交后代进行自交、回交、花药培养、诱变、脂质氧化酶同功酶检测、筛选，选育3个基因位点同时处于隐性纯合的聚合体D036材料。并对D036材料进行丰产性鉴定或作为育种材料提供lox-1-lox-1-，lox-2-lox-2-，lox-3-lox-3-基因，可同时解决稻谷贮藏中的抗陈化与抗仓储害虫问题。例2利用3位点隐性纯合聚合体(D036)和生产上主栽的优良水稻品种，如早籼、中籼、中粳、晚籼、晚粳等不同类型进行杂交。并通过逐代回交和自交，结合脂质氧化酶同功酶的检测，选育lox-1-lox-1-，lox-2-lox-2-，lox-3-lox-3-同时纯合的具有其它重要优良农艺性状的水稻新品种。例3利用3位点隐性纯合聚合体和生产上主栽的优良水稻品种，如早籼、中籼、中粳、晚籼、晚粳等不同类型进行杂交。通过诱变，结合脂质氧化酶同功酶的检测，选育同时具有lox-1-lox-1-，lox-2-lox-2-，lox-3-lox-3-和其它重要优良农艺性状的水稻新品种。例4利用例2、例3所选育的水稻新品种和水稻雄性不育系进行杂交。通过逐代回交和自交，结合脂质氧化酶同功酶的检测，选育lox-1-lox-1-，lox-2-lox-2-，lox-3-lox-3-水稻雄性不育系(CMS，S)。例5利用例2、例3所选育的水稻新品种和具有恢复基因的水稻品种进行杂交。通过逐代回交和自交，结合脂质氧化酶同功酶的检测，选育具有lox-1-lox-1-，lox-2-lox-2-，lox-3-lox-3-且同时具有恢复基因的水稻新恢复系。例6利用例4、例5的雄性不育系(CMS，S)和雄性不育恢复系，配制Lox同功酶缺失的强优势组合。例7为了加快隐性基因纯合和稳定的速度，对利用脂质氧化酶缺失材料和雄性不育系、雄性不育恢复系以及生产上主栽的水稻品种进行杂交的后代(F1、F2)进行花药培养。获得单倍体植株并进行加代，通过脂质氧化酶同功酶的检测筛选，选育脂质氧化酶同功酶缺失的水稻新品种、新组合。例8利用水稻红种皮性状和脂质氧化酶Lox-3缺失连锁的关系，通过选育水稻种皮红色性状，对脂质氧化酶Lox本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用水稻脂肪氧化酶同功酶缺失体选育耐储藏品种的方法，其特征是利用Ｌｏｘ同功酶缺失材料与优良水稻品种、雄性不育系、雄性不育恢复系进行杂交得Ｆ↓［１］材料，Ｆ↓［１］材料再进行自交、回交、花药培养、诱变，从Ｆ↓［２］代至Ｆｎ代每代进行脂质氧化酶同功酶检测、筛选；或利用水稻红种皮性状和脂质氧化酶Ｌｏｘ－３缺失连锁的关系，通过选育水稻种皮红色性状，对脂质氧化酶Ｌｏｘ－３缺失性状实施间接选择；获得携带Ｌｏｘ同功酶缺失基因的水稻新品系、雄性不育系、雄性不育恢复系，选育和配制耐储藏、陈化变质速度慢、种子寿命长、仓储害虫危害轻的水稻新品种、新组合。

【技术特征摘要】
1.一种利用水稻脂肪氧化酶同功酶缺失体选育耐储藏品种的方法，其特征是利用Lox同功酶缺失材料与优良水稻品种、雄性不育系、雄性不育恢复系进行杂交得F1材料，F1材料再进行自交、回交、花药培养、诱变，从F2代至Fn代每代进行脂质氧化酶同功酶检测、筛选；或利用水稻红种皮性状和脂质氧化酶Lox-3缺失连锁的关系，通过选育水稻种皮红色性状，对脂质氧化酶Lox-3缺失性状实施间接选择；获得携带Lox同功酶缺失基因的水稻新品系、雄性不育系...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴跃进，张瑛，吴敬德，童继平，余增亮，王钰，郑乐娅，佘德红，
申请(专利权)人：安徽省农业科学院水稻研究所，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]