一種多年生稻的育種方法及應用技術

本發明專利技術涉及稻作育種中具有多年生性狀的稻作育種方法，屬于稻作遺傳育種學領域。所述方法是以長雄野生稻(Oryza?longistaminata)為父本、栽培稻(O.sativa)為母本進行雜交，利用分子標記輔助選擇(Marker?assisted?selection,MAS)將長雄野生稻的多年生性狀通過雜交、回交轉移至栽培稻中選育多年生稻作(Perennial?Rice,PR)品種的育種方法。通過本發明專利技術提供的多年生稻育種方法而選育的多年生稻作品種，能夠實現種植一次而連續收獲多年(多次)的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及稻作育種中具有多年生性狀的稻作育種方法，屬于稻作遺傳育種學領域。
技術介紹
針對人為長期過度耕作帶來的水土流失、土壤肥力下降等問題，1989年國際稻作所(InternationalRiceResearchInstitute，IRRI)提出發展多年生陸稻，在旱地上種植多年生陸稻獲得糧食收入的同時達到防止水土流失、保護生態環境的雙重目的。從那以后，國內外一些研究機構開始了多年生稻遺傳改良的探索。多年生稻(PerennialRice,PR)，顧名思義，就是種植一次可以連續收獲多年的稻作品種及其生產技術。栽培稻，即通常說的現代改良稻作品種，無論是亞洲栽培稻(O.sativa)還是非洲栽培稻(O.glaberrima)，其野生種都具有多年生的特性。一般來說，多年生稻主要是利用栽培稻自身稻樁上的腋芽、普通野生稻(O.rufipogon)的匍匐莖、長雄野生稻(O.longistaminata)的地下莖等三種方式實現稻作的多年生性，然而腋芽和匍匐莖由于不能忍受冬季的低溫和干旱等環境因素沒有獲得更多的進展，而利用長雄野生稻地下莖特性發展多年生稻，不論理論還是實踐方面逐漸有了新的突破。1991年，法國學者Ghesquiere研究認為長雄野生稻地下莖的表達和胚敗育基因(D1)連鎖在一起位于水稻第2號染色體；1998年，日本學者Maekawa研究認為長雄野生稻的地下莖(Rhizome,Rhz)同位于第4染色體上和無葉舌基因(lg,liguleless)連鎖；2003年，國際稻作所的Erik.J.Sacks研究認為地下莖的表達受到隱性或部分隱性基因控制。然而該系列研究只停留在理論層面，未取得實質性進展，沒有真正用于生產。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種在栽培稻中引入長雄野生稻多年生性的遺傳位點，使栽培稻獲得多年生性的方法，以及該方法在培育多年生稻品種(系)中的應用。為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：一種多年生稻的育種方法(圖1)，包括如下步驟：(1)以長雄野生稻為父本，以栽培稻為母本進行雜交獲得F1代；(2)將上述F1代自交或回交，得到F2或BC1代分離群體及后代材料；(3)利用后代分離群體進行遺傳分析得到影響多年生性(地下莖表達及其豐度)的遺傳位點；(4)以攜帶影響多年生性(地下莖表達及其豐度)的遺傳位點后代材料為供體、栽培稻為受體，采用分子標記輔助選擇培育出具有多年生性狀的稻作品系。進一步的，所述影響多年生性(地下莖表達及其豐度)的遺傳位點包括主效位點和微效位點，所述主效位點包括Rhz2和Rhz3所述微效位點包括QRl1、QRbd2、QRn2、QRn3、QRn5、QRn6、QRl6、QRn7、QRl7和QRl10。(Rhz代表地下莖表達主效位點；Q代表微效位點(QTL)；Rn代表單株地下莖個數多少；Rbd：地下莖分枝程度；Rl:地下莖平均長度；數字代表該位點位于第幾號染色體。)進一步的，所述步驟(4)中供體所攜帶的影響多年生性(地下莖表達及其豐度)的遺傳位點個數至少包含一個。進一步的，所述步驟(4)中得到的多年生稻品系種數為至少一種。一種多年生稻的育種方法培育出來的多年生稻作品系。一種多年生稻作育種方法在培育多年生稻作品系中的應用。本專利技術的有益效果在于：1.本專利技術提供的多年生稻的育種方法，以栽培稻/長雄野生稻雜交獲得后代分離群體，準確鑒定到12個控制多年生性(地下莖表達及其豐度)的遺傳位點；通過攜帶不同多年生性遺傳位點的材料為供體，采用分子標記輔助選擇(MAS)技術培育出了種植一次，可以連續收獲多年(多次)的多年生稻作品種(系)；且本專利技術通過不同多年生性遺傳位點的組合，可以培育出適應不同生態類型的多年生水/陸稻，如具有長地下莖的多年生稻適于山地種植，可以防止水土流失，保護生態環境；而具有短地下莖的多年生稻品種(如PR24)適合普通水田種植。2.根據本專利技術提供的育種方法培育的多年生稻與再生稻相比，其再生機制有本質區別。本專利技術提供的多年生稻是利用長雄野生稻多年生性遺傳位點控制的地下莖的腋芽重新生長，稻作生產能力恢復正常，具有種植一次收獲多年(多季)的生產優勢；本專利技術提供的多年生稻與現有再生稻技術相比，多年生稻實踐意義更高。3.利用本專利技術提供的方法培育的多年生稻連續多年產量高，經濟效益好，極具推廣價值：多年生稻生產技術展現出了一種新型、高效、環境友好、綠色農業、輕簡化的稻作生產經營方式，不需要重復購買種子，育秧、移栽以及犁田耙田等田間栽培過程，大幅度降低勞動力和資金的投入，據統計，種植該多年生稻的生產成本可降低45％，每畝減少大約600元的生產成本，且產量高，收益好，極具推廣價值。附圖說明圖1為多年生稻的育種流程圖；其中，A：長雄野生稻(強壯的地下莖)；B：一年生稻(無越冬能力)C：多年生稻(C1：多年生稻的模式株型；C2：以地下莖為主要方式的多年生性；C3：培育生產推廣應用的多年生稻品種，箭頭所指是上一季的稻樁)。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術的實施例，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。實施例：1.多年生稻的育種(1)以長雄野生稻為父本，以栽培稻RD23為母本進行雜交獲得F1代；(2)將上述F1代自交和回交，得到F2和BC1分離群體及后代材料；(3)利用F2代和BC1分離群體進行遺傳分析得到影響多年生性(地下莖表達及其豐度)的遺傳位點，所鑒定影響多年生性遺傳位點包括主效位點和微效位點；主效位點包括Rhz2和Rhz3；微效位點包括QRl1、QRbd2、QRn2、QRn3、QRn5、QRn6、QRl6、QRn7、QRl7和QRl10；(4)以攜帶影響多年生性遺傳位點后代材料為供體、栽培稻為受體，采用分子標記輔助選擇培育具有多年生性狀的稻作品種(系)，如PR24。2.多年生稻生產試驗多年生稻品種PR24，該品系攜帶了多年生性遺傳位點Rhz2(Chr3)、Rhz3(Chr4)、QRn2(Chr2)、QRbd2(Chr2)、QRn7(Chr7)、QRn10(Chr10)，除了具有多年生性外，該品系還具有株型緊湊、抗病性強、豐產穩產等優良特性，適于生產應用。將PR24放在西雙版納進行田間試驗。地點1種植條件及密度：自然條件，0.7萬株/畝；地點2，種植條件及密度：自然條件，1.1萬株/畝；經過多年生產實踐，產量表現如下表所示：品種：PR24，第一季(2014年早稻)，第二季(2014年晚稻)，第三季(2015年早稻)，第四季(2015年晚稻)本專利技術的有益效果在于：1、本專利技術提供的多年生稻的育種方法，可以快速培育出種植一次連續收獲多年(多次)的多年生稻品種；且本專利技術通過不同多年生性遺傳位點的組合，可以培育出適應不同生態類型的多年生水陸稻，如具有長地下莖的多年生稻適于山地種植，可以防止水土流失，保護生態環境；而具有短地下莖的多年生稻適合普通水田種植。2、根據本專利技術提供的方法培育而成的多年生稻品種(系)可以利用多年生性，下一年(季)稻作生產能力恢復正常，實現多年生稻的生產經營的顯著優勢，實踐意義高。3、通過本發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多年生稻的育種方法，包括如下步驟：(1)以長雄野生稻為父本，以栽培稻為母本進行雜交獲得F1代；(2)將上述F1代自交或回交，得到F2或BC1分離群體及后代材料；(3)利用后代分離群體進行多年生性的遺傳分析，獲得影響多年生性的遺傳位點；(4)以攜帶影響多年生性遺傳位點的后代材料為多年生性供體、栽培稻為受體，采用分子標記輔助選擇通過雜交、回交將多年生性轉移至栽培稻中，培育出具有多年生性狀的多年生稻品系。

【技術特征摘要】
1.一種多年生稻的育種方法，包括如下步驟：(1)以長雄野生稻為父本，以栽培稻為母本進行雜交獲得F1代；(2)將上述F1代自交或回交，得到F2或BC1分離群體及后代材料；(3)利用后代分離群體進行多年生性的遺傳分析，獲得影響多年生性的遺傳位點；(4)以攜帶影響多年生性遺傳位點的后代材料為多年生性供體、栽培稻為受體，采用分子標記輔助選擇通過雜交、回交將多年生性轉移至栽培稻中，培育出具有多年生性狀的多年生稻品系。2.如權利要求1所述的多年生稻育種方法，其特征在于，所述影響多年生...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡鳳益，張石來，黃立鈺，陶大云，張靜，黃光福，胡建，道金榮，
申請(專利權)人：云南大學，云南省農業科學院糧食作物研究所，
類型：發明
國別省市：云南;53