一種使得幼苗具有深淺根層的水稻育種方法技術

本發明專利技術公開了一種使得幼苗具有深淺根層的水稻育種方法；包括鑒定篩選出具有中胚軸延長特性的水稻品種作為供體親本水稻；采用回交育種方法將所述供體親本水稻的中胚軸延長特性轉入受體親本水稻。本發明專利技術的方法使得育成的品種在旱地直播時耐受5cm以上播種深度，種子的胚根分布在較深土層中，胚芽鞘節及以上節位上的根群分布于較淺土層中。幼苗同時具備淺層根和深層根有若干有利之處：深層根可從較深的濕潤土壤中吸收水分，在土壤墑情不足而且表土容易失水時通過適度深播促進出苗；淺層根有利于吸收表土層中較為豐富的營養元素；在短暫少量降雨后，滲入表土層的水分容易被淺層根吸收利用；適度深播和深淺根層可能有助于提高直播水稻的抗倒伏能力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于農作物遺傳育種
，涉及一種水稻品種選育方法，具體涉及一種使得幼苗具有深淺根層的水稻育種方法。
技術介紹
亞洲栽培水稻(OryzasativaL.)的人工栽培已有悠久歷史，在刀耕火種的早期階段，直播是主要的栽種方式，隨著栽培技術和耕作制度的進步，在灌溉稻田中采用苗床育秧和大田移栽的方法，成為我國和亞洲水稻生產國的主要栽培方式。移栽水稻有利于大田中的多熟制水稻、水稻與其他作物的茬口安排，充分利用光熱資源，同時有利于秧苗期管理和雜草控制。但移栽水稻需要更高的累積降雨量或者灌溉條件完成泡水大田的耕整，人工拔秧和移栽需要大量人工，也是重體力勞動。水稻機械化移栽和其他輕簡移栽技術，可以降低勞動力需求，但水田耕整和移栽的需水量難以降低。水稻旱直播，尤其是機械化旱直播技術，正在迅速擴大推廣應用面積。機械化旱直播旱管技術可能是一項資源、成本節約最大化的水稻生產方式。由于現有的絕大部分水稻品種或者雜交組合都是在水田移栽的栽培技術體系中選育出來的，這些品種很少具有中胚軸延長特性(Ju，L.，S.Q.Tang，H.U.Pei-Song，A.Louis，G.A.Jiaoetal.，2007AnalysisonFactorsAffectingSeedlingEstablishmentinRice.RiceScience14：27-32；Wu，J.，F.Feng，X.Lian，X.Teng，H.Weietal.，2015Genome-wideAssociationStudy(GWAS)ofmesocotylelongationbasedonre-sequencingapproachinrice.BmcPlantBiology15：1-10.)、耐直播能力和幼苗根系分層特征，應用于旱直播水稻生產方式時，通氣土壤適應性、耐干旱、耐直播能力等相關特性有待優化。已有研究表明，直播水稻早出苗、成苗整齊、早期長勢旺盛，也就是幼苗活力強，可以提升水稻幼苗與雜草的競爭力，提高直播水稻的產量水平。水稻種子萌發后，中胚軸和胚芽鞘是向地面生長、伸長的組織器官，胚芽鞘頂出土面后葉片展開，完成正常出苗，否則出苗失敗。研究還發現在淹水條件下主要依賴胚芽鞘伸長，而在通氣土壤中胚芽鞘伸長比淹水時更明顯，對出苗貢獻更大。水稻幼苗在黑暗條件下的中胚軸最終長度，即水稻的中胚軸延長特性，在不同品種間有很大差異，其中中胚軸長度超過1cm的品種數量占總數的比例很低，大部分現代半矮桿育成品種的中胚軸幾乎都不能延長。中胚軸延長特性受到光照的強烈抑制，即使是具有中胚軸延長特性的品種，幼苗葉片伸出土壤表面并見光后中胚軸隨即停止伸長。適度深播是一種應對旱季或者少雨地區土壤墑情不足的的栽培措施，利用較深土層中較高的含水量，滿足種子發芽、出苗以及后期生長的需要。例如，美國西北大平洋地區的冬小麥采用11cm-16cm的播種深度(Schillinger，W.F.，E.Donaldson，R.E.AllanandS.S.Jones，1998Winterwheatseedlingemergencefromdeepsowingdepths.AgronomyJournal90：582-586.)；泰國孔敬地區旱季花生15cm播種深度好于5cm或者10cm(Polthanee，A.，2001EffectofSeedingDepthandSoilMulchingonGrowthandYieldofPeanutGrownafterRiceinthePost-MonsoonSeasonofNortheasternThailand.PlantProductionScience4：235-240.)；農作物根系發達并且具有環境條件的適應能力，是獲得高產的基礎。根系構型是一項有較多研究的重要特性，一方面表現為根系總重量或者容量，另一方面是根系在土壤中分布情況，比如淺層根與深層根的比例。根系構型影響養分和水分吸收利用效率，較多淺層根有利于從富含營養的表土層吸收礦物元素；而扎根深、深層根比例高的植株能更好地吸收利用深層土壤中的水分，是有利于植物抗旱的性狀(Lynch，J.P.，2013Steep，cheapanddeep：anideotypetooptimizewaterandNacquisitionbymaizerootsystems.AnnalsofBotany112：347-357)。研究表明菜豆等作物的根系構型存在豐富的遺傳變異，能夠隨土壤磷素等養分狀況而改變，其中大豆中“傘形根系”有利于磷素高效吸收(Lynch，J.P.，2005RootArchitectureandNutrientAcquisition.EcologicalStudies181：147-183；Wang，X.，X.YanandH.Liao，2010Geneticimprovementforphosphorusefficiencyinsoybean：aradicalapproach.AnnalsofBotany106：215-222.)。水稻等禾谷類作物或者其他禾本科植物具有種子根和不同節位上發生的不定根，共同構成“冠狀根”基本構型，通過植物根系向地性調節和對土壤水分、養分等環境因素的適應，其根系構型有多種形式的變化，其中最重要的指標有根系發達程度、淺層根與深層根比例等等(Yusaku，U.，S.Kazuhiko，O.Satoshi，R.Jagadish，I.Manabuetal.，2013ControlofrootsystemarchitecturebyDEEPERROOTING1increasesriceyieldunderdroughtconditions.NatureGenetics45：1097-1102；Arai-Sanoh，Y.，T.Takai，S.Yoshinaga，H.Nakano，M.Kojimaetal.，2014DeeprootingconferredbyDEEPERROOTING1enhancesriceyieldinpaddyfields.ScientificReports4：5563-5563.)。但是，現有的根系深度概念是指通過根的生長能力或者生長角度的變化，使得根系到達較淺或者較深的土層。此時，根系都是從種子所處土層開始生長，在早期幼苗階段所有根系都處于相同的土層中。迄今為止，水稻旱直播的技術方法都要求播種深度2～3cm以內，強調播種深度超過5cm后會造成出苗困難。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種使得幼苗具有深淺根層的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使得幼苗具有深淺根層的水稻育種方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：S1、鑒定篩選出具有中胚軸延長特性的水稻品種作為供體親本水稻；S2、采用回交育種方法將所述供體親本水稻的中胚軸延長特性轉入受體親本水稻，育得具有苗期分層根系結構特性的水稻品種。

【技術特征摘要】
1.一種使得幼苗具有深淺根層的水稻育種方法，其特征在于，所述方法包
括如下步驟：
S1、鑒定篩選出具有中胚軸延長特性的水稻品種作為供體親本水稻；
S2、采用回交育種方法將所述供體親本水稻的中胚軸延長特性轉入受體親本
水稻，育得具有苗期分層根系結構特性的水稻品種。
2.根據權利要求1所述的使得幼苗具有深淺根層的水稻育種方法，其特征
在于，步驟S1中，所述供體親本水稻為中胚軸延長3cm以上的水稻品種。
3.根據權利要求2所述的使得幼苗具有深淺根層的水稻育種方法，其特征
在于，所述供體親本水稻為扎西馬或云陸8號。
4.根據權利要求1所述的使得幼苗具有深淺根層的水稻育種方法，其特征
在于，步驟S2中，所述受體親本水稻為半矮桿水稻品種或雜交稻親本。
5.根據權利要求1所述的使得幼苗具有深淺根層的水稻育種...

【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴明，馮芳君，梅捍衛，吳金紅，范佩清，李亞男，吳楚盈，
申請(專利權)人：上海市農業生物基因中心，
類型：發明
國別省市：上海;31