一種水稻與竹子的雜交育種方法技術

本發明專利技術涉及一種水稻與竹子的雜交育種方法，其將竹子中的有利基因移入水稻，創建攜帶有竹子優良特性的竹稻種質資源，獲得莖稈堅硬木質化、根系發達、耐熱、抗寒、耐澇、抗旱、抗病蟲、生長量大、米質優、有香味、富含蛋白質、鋅、鈣、鐵、硒，再生能力強等突出特點的竹稻新品種。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及植物的育種方法，尤其是涉及。
技術介紹
水稻是最重要的糧食作物之一，為人類提供了總熱量消耗的23% (Khush，2000)。 上世紀50年代末水稻矮化育種和70年代雜交稻育種的成功與應用，曾使水稻單產實現了兩次飛躍。在過去的30多年中，世界水稻年生產量取得成倍增長，從1966年的25. 7億噸上升到2000年的60億噸(Khush，2000)。但是，自1966年IR8育成與推廣應用28年以后， 水稻產量開始徘徊不前(Cassman，1994)。因此，開拓利用新的基因資源，不斷提高水稻品種的產量、米質、抗性和耐性等，對于保障糧食安全，具有十分重大的意義。隨著現代育種研究的發展，物種內品種間的有利基因已得到充分的挖掘和應用， 并培育出大量的優良品種在生產上廣泛應用，為現代農業的發展做出了重大貢獻。然而，隨著優良品種的大面積推廣應用，水稻的遺傳多樣性逐步喪失，品種間的遺傳基礎也隨之單一化。 為此，在中國超級稻育種計劃中，專家們設計和應用的技術路線除包括了形態改良即培育新株型和提高秈粳亞種間雜種優勢水平之外，還利用了野生稻中的有利基因，以及利用稗草的DNA創造水稻新種質(程式華等，1998 ;蔡得田等，2001)。在水稻遠緣雜交方面，以水稻為母本，與高粱、玉米、小麥、；菰、狼尾草、蘆葦等屬間雜交得到了后代(劉伯林，1987)。六十年代初，祖德明等人以水稻銀坊為母本，以高粱亨加利為父本，進行了水稻與高粱的遠緣雜交，雜交后代出現了變異顯著、形態特殊的新類型植株，選育出一些穗大粒多，耐旱抗病的新型原始材料和品系(劉伯林，1987)。何福泉 (2002)利用水稻不育系作母本，墨西哥珍珠高粱作父本，進行有性雜交研究，于1998年夏季獲得成功，經過多年系統定向選育，2001年秋季育成了三個具有理想株型和高產性狀的高粱新品種，實現了水稻遠緣異屬雜交。安徽岳西縣富民水稻研究所程旭波、程海波兄弟用玉米花粉和水稻進行屬間遠緣雜交培育出新型稻種。李慧敏等(2003)以旱稻基因型旱 65 (Oryza sativa L.)為母本,稗草長芒稗(Echinochloa caudata)為父本進行遠緣雜交， 獲得實粒種子。竹是禾本科植物中最原始的亞科之一，也是禾本科植物中最具多樣化的一個種群。與同是禾本科的水稻相比，竹子莖桿堅硬木質化、復合分枝、根系發達，具有耐熱、抗寒、 耐澇、抗旱、抗病蟲、生長量大、再生能力強、耐肥抗倒等突出特點，這些性狀正是栽培稻品種所缺乏的。因此，開展竹子與水稻雜交，將竹子中的有利基因移入水稻，創建攜帶有竹子優良特性的竹稻種質資源，對于現代水稻育種研究的發展，具有十分重要的意義。
技術實現思路
本專利技術所解決的技術問題是提供，其將竹子中的有利基因引入水稻，創建攜帶有竹子優良特性的竹稻種質資源，獲得莖桿堅硬木質化、根系發達、耐熱、抗寒、耐澇、抗旱、抗病蟲、生長量大、米質優、有香味、富含蛋白質、鋅、鈣、鐵、硒，再生能力強等突出特點的竹稻新品種。竹子與水稻雜交成功，必須解決好三個方面的問題①掌握竹子開花的規律性，延長竹子開花年限；②解決竹子的開花與水稻花期相遇時間用作母本的親本選擇雜交授粉方法。本專利技術 經過長期研究后，成功解決了上述問題，其采用的技術方案是，包括以下步驟(I)獲取母本媒介材料科饒F4 :以粳稻科情3號為父本，秈稻饒平矮為母本，雜交一代，后自交三代得到子四代科饒F4，其正常開花時間在上午10時以后到下午2時；(2)以科饒F4為母本，作為橋梁媒介，與父本青皮竹進行有性雜交，具體包括第一步，父本為青皮竹，其花穗表現大而密、分枝多、花粉多、雌雄同花、雌花柱頭帶紫色，有5-6個肥大的花藥，相當于水稻花藥的4-5倍；青皮竹4-5月間為大量開花授粉時期，每天早上5-7時為盛花期，7-8時少量開花授粉，當竹子開花時，采用砍斷竹子花穗， 減少養分消耗，增加肥水管理的方法，使竹子連年開花；第二步，將科饒F4離地保留10公分，割去稻茬，將其保溫過冬，4-6月間再生稻茬逐漸抽穗，使水稻與竹子花期相遇；第三步，將科饒F4再生稻穗提前一天剪穎除雄，將穎殼剪去1/4-1/5，看到水稻花藥時，把未開的花藥夾去，緊接著套袋，第二天一早正常雌花生長，早上5-7時將水稻移至青皮竹花叢中，進行人工授粉，連續授粉2 3次，以確保青皮竹花粉均勻散落在稻穗粒的每個柱頭上，授完粉馬上套袋，確保套袋完好。精心培育后，得到青皮竹花與科饒F4再生穗的配對雜種。本專利技術 中的父本青皮竹，是我國南方常見的竹子品種，生長在堤圍、山坡、房前屋后，一般特性竹子莖桿堅硬木質化、復合分枝、根系發達，具有耐熱、抗寒、耐澇、抗旱、抗病蟲、生長量大、再生能力強、耐肥抗倒等突出特點。篙5-9米，徑3-5厘米，中間部分看不到白色粉質，桿節明顯、禿凈、竹子很少開花，大旱之年多見開花，花期3-7月間早上5-9時開花，5-7點為盛花期，花粉超過25度后死亡，筍期5-9月，種子象麥粒。秈稻饒平矮為公共材料，粳稻科情3號為公共材料，科饒F4可以通過母本雜交后自交得到。如果直接將竹子與水稻雜交，是不可能成功的。本專利技術創新性將水稻饒平矮與科情3號雜交的子四代作為母本媒介橋梁，再與父本青皮竹雜交，同時嚴格控制親本開花期， 為竹子與水稻有性雜交提供條件，使其能夠雜交成功。竹子與水稻間的有性雜交是禾本科與不同亞科屬間的超遠緣雜交，其即使雜交成功，后代還有可能出現以下問題①當代不結實，中途夭折；②雜種后代的不育性或低育； ③雜種后代的劇烈分離，世代長，穩定性慢等問題。實踐證明，這些問題都是存在的，但是也是可以通過現有的技術手段來解決的。如當代不結實、后代不育的問題，可以通過采用秋水仙素處理的辦法獲得其后代；雜種后代的分離、穩定性差的問題，可以通過多次回交復交、 長期選育來解決，最終可以獲得性狀優良、穩定性好的優勢品系。本專利技術提供的水稻和竹子雜交育種方法，首次將竹子的優勢基因成功引入水稻品種中，獲得了攜帶有竹子優良特性的竹稻種質資源，再經過常規選育后，即可獲得莖桿堅硬木質化、根系發達、耐熱、抗寒、耐錯、抗旱、抗病蟲、生長量大、優質、高產、富含高蛋白、鋅、鈣、鐵、硒、再生能力強等突出特點的竹稻新品種。附圖說明圖1是本專利技術實施例中父本青皮竹的整體形態圖2-4是本專利技術實施例中竹稻雜交子一代的形態圖5-7是本專利技術實施例中竹稻雜交子二代的形態圖。具體實施方式為進一步說明本專利技術，結合以下實施例具體說明1、試驗材料觀察選擇選擇的父本竹子為青皮竹(見圖1)，其花穗表現大而密、分枝多、花粉多、雌雄同花、雌花柱頭帶紫色，有5-6個肥大的花藥，相當于水稻花藥的4-5倍。從觀察竹子開花規律，得知每年3-6月間為開花季節，以4-5月間為大量開花授粉。開花授粉時間，正常天氣，每天早上5-7時為盛花期，7-8時少量開花授粉完后，若不施肥管理，經過一段時間，開花的竹子即將枯死。竹子的花粉超過25攝氏度易死去，當竹子開花時，采用砍斷竹子花穗的方法，可以減少竹子的養分消耗，加于施肥管理明年竹子可以繼續開花，解決了竹子連年開花的問題，為竹子與水稻進行遠緣有性雜交創造了條件。選擇了母本水稻為粳稻與秈稻種間遠緣雜交，即粳稻科情3號與秈稻饒平矮雜交的第四代矮桿類型科饒F4，其正常開花在上午10時以后到下午2時。(粳稻科情3號X秈本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水稻與竹子的雜交育種方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)獲取母本媒介材料科饒F4：以粳稻科情3號為父本，秈稻饒平矮為母本，雜交一代后，自交三代得到子四代科饒F4，其正常開花時間在上午10時以后到下午2時；(2)以科饒F4為母本，作為橋梁媒介，與父本青皮竹進行有性雜交，具體包括：第一步，父本為青皮竹，其花穗表現大而密、分枝多、花粉多、雌雄同花、雌花柱頭帶紫色，有5?6個肥大的花藥，相當于水稻花藥的4?5倍；青皮竹4?5月間為大量開花授粉時期，每天早上5?7時為盛花期，7?8時少量開花授粉，當竹子開花時，采用砍斷竹子花穗，減少養分消耗，增加肥水管理的方法，使竹子連年開花；第二步，將科饒F4離地保留10公分，割去稻茬，將其保溫過冬，4?6月間再生稻茬逐漸抽穗，使水稻與竹子花期相遇；第三步，將科饒F4再生稻穗提前一天剪穎除雄，將穎殼剪去1/4?1/5，看到水稻花藥時，把未開的花藥夾去，緊接著套袋，第二天一早正常雌花生長，早上5?7時將水稻移至青皮竹花叢中，進行人工授粉，連續授粉2～3次，以確保青皮竹花粉均勻散落在稻穗粒的每個柱頭上，授完粉馬上套袋，確保套袋完好；培育后，得到青皮竹花與科饒F4再生穗的配對雜種。...

【技術特征摘要】
1.一種水稻與竹子的雜交育種方法，其特征在于包括以下步驟(1)獲取母本媒介材料科饒F4:以粳稻科情3號為父本，秈稻饒平矮為母本，雜交一代后，自交三代得到子四代科饒F4，其正常開花時間在上午10時以后到下午2時；(2)以科饒F4為母本，作為橋梁媒介，與父本青皮竹進行有性雜交，具體包括第一步，父本為青皮竹，其花穗表現大而密、分枝多、花粉多、雌雄同花、雌花柱頭帶紫色，有5-6個肥大的花藥，相當于水稻花藥的4-5倍；青皮竹4-5月間為大量開花授粉時期， 每天早上5-7時為盛花期，7-8時少量開花授粉，當竹子開花時...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘章美，
申請(專利權)人：鐘獻銘，
類型：發明
國別省市：