[发明专利]一种测定水稻植株对苯达松的敏感性的方法和筛选水稻植株的方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业育种领域，具体地，涉及一种测定水稻植株对苯达松的敏感性的方法和一种筛选苯达松敏感的水稻植株的方法。

背景技术

两系法杂交水稻利用的是不育性受光温调控的光温敏核不育系，高温不育型不育系一般在日平均气温24℃以上保持不育、在日平均气温23℃以下恢复为可育，低温不育型不育系一般在日平均气温29℃以下保持不育、在日平均气温30℃以上恢复为可育。但气温的变化常常超出人们预期，在预期不育期内出现的气温异常变化可以导致制种田的不育系产生可育花粉而自交结实，导致所生产杂交种的纯度下降而报废，给种子生产者带来严重的经济损失，成为了制约两系法杂交水稻发展的瓶颈。此外，一些水稻细胞质雄性不育系（如龙特浦A、II-32A和粤泰A等）也存在异常高温条件下自交结实的情况。

杂交水稻制种是利用可育的恢复系（父本）给不育的不育系（母本）授粉，从而达到在不育系植株上生产杂交种的目的。达到这个目的要求不育系和恢复系按一定的行比分开种植、分开收割，需要人工多次操作，劳动力成本高且容易产生恢复系混杂，急需机械化制种技术替代人工操作。

为了解决上述水稻不育系育性不稳定导致的杂交种不纯和实现杂交稻机械化制种的问题，主要提出了如下2种方法。

1）利用除草剂抗性基因。本发明的发明人于1996年提出把抗除草剂基因导入水稻恢复系，制种后由于基因显性效应而赋予水稻杂交种除草剂抗性，而制种过程中由于异常气温等影响产生的不育系自交结实种子不具备除草剂抗性，通过秧田或大田喷施除草剂可以方便的杀死混杂在水稻杂交种中的自交不育系，从而提高杂种纯度；如果把抗除草剂基因导入水稻不育系，在制种田中待恢复系授粉之后，就可以喷施除草剂把恢复系杀死，而具有抗性的不育系及其所结杂交种得以存活，从而实现父母本混播和杂交种的机械化收获，详细描述可以参考文献（作物对除草剂的抗性及其在杂种优势中应用策略的探讨，杂交水稻,1997,12(5):1-3）。常用的抗性基因有Bar（抗草铵磷除草剂），Epsps（抗草甘膦除草剂），Als（抗磺酰脲类除草剂）等。

2）利用除草剂敏感基因。与除草剂抗性基因相反，把除草剂敏感基因导入不育系，由于恢复系为野生型（不敏感，具有抗性），制种后由于基因显性效应而水稻杂交种仍具有抗性，而制种过程中由于异常气温等影响产生的不育系自交结实种子对除草剂敏感，通过秧田或大田喷施除草剂可以方便的杀死混杂在水稻杂交种中的自交不育系，从而提高杂种纯度；如果把除草剂敏感基因导入水稻恢复系，在制种田中待恢复系授粉之后，就可以喷施除草剂把混播的恢复系杀死，而野生型（具有抗性）不育系及其所结杂交种得以存活，从而实现父母本混播和杂交种的机械化收获，详细描述可以参考文献（水稻农林8号m苯达松敏感致死性的遗传及其应用前景，杂交水稻,1999,14(2):39-40；水稻光-温敏雄性不育系化学致死突变体的诱变筛选与初步研究，中国水稻科学，1999，13(2):65-68；水稻光温敏核不育系育性波动的解决途径和方法，杂交水稻,2000,15(4):4-5；水稻除草剂敏感基因的研究与利用，安徽农业科学，2000，28(2):141-142）。常用的敏感基因有bel，携带bel基因的植株对苯达松敏感。苯达松，又名灭草松，即3-异丙基(1H)-苯并-2,1,3-噻二嗪-4-(3H)-酮2,2二氧化物，CAS NO：25057-89-0，是一种光合作用抑制剂，可阻碍敏感植物的光合作用，它进入水稻体内能代谢为活性弱的糖轭合物而解毒，对水稻安全，常用于水稻田防除莎草科及阔叶杂草。苯达松敏感突变体携带隐性基因bel，它对除草剂苯达松敏感，能被田间正常使用剂量的苯达松杀死。

抗除草剂的水稻在大田中筛选简单，喷施除草剂后存活的植株为抗除草剂单株。但是，除草剂敏感的水稻在田间直接选择技术难度大，因为喷施除草剂会杀死需要的敏感株，不喷施除草剂又不能确定它是否对除草剂敏感。

常用的选择苯达松敏感的水稻植株的方法有：1）两代选择。当代分单株收集后代种子，每个单株一分为二，一份播种用于验证除草剂敏感性，一份用于传代。这种方法可靠性强，但费时较多，增大了育种工作量。2）剂量选择。苯达松对敏感水稻的伤害有一个过程，随着剂量的提高伤害会加重，到一定剂量导致死亡。因此，可以在选择敏感单株时使用会造成伤害、但又不会致死的剂量处理要筛选的群体，根据伤害症状选择敏感单株。这种方法节约时间，当代可以选择，减小了单株的保存和选择数量，减小了育种工作量；但缺点也很明显，就是剂量难于掌握，伤害症状判断需要较熟练的技术，且伤害症状易受到栽培条件影响而出现判断偏差。