[发明专利]一种节水抗旱稻花药的培养方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种植物组织培养的方法，具体地说，尤其涉及到一种节水抗旱稻的花药培养方法，属于植物生物技术制种栽培领域。

背景技术

水稻是我国最主要的粮食作物之一。为进一步提高水稻品种的产量潜力, 20 世纪90年代中期我国启动了以利用亚种间杂种优势的超高产育种计划，后又称之为超级稻计划，但是，尽管超级稻在良好的栽培条件下表现较大的增产潜力, 但难以在大面积生产中得以实现。其主要原因是我国65%以上的稻田为中低产田, 稻田质量难以满足现有超级稻品种的生长需求，其中干旱是最主要的限制因子之一。20 世纪90年代以来, 我国每年平均受旱面积达2.667×107 hm²，造成粮食减产7×1010~8×1010 kg。另一方面, 我国又是贫水大国，人均水资源占有量仅2200 m³, 仅为世界平均水平的1/4, 而水稻又是用水大户, 我国农业用水占用水总量的70.4%，其中水稻生产用水占农业用水的70%。水资源已成为本世纪我国粮食安全的瓶颈，节约水稻用水必然成为农业节水的一条主要途径与措施。因此, 培育和推广节水抗旱的水稻品种, 对于稳定和提高中低产田的产量水平, 建设我国新型节水环保农业具有重要的意义。

节水抗旱稻是指既具有水稻高产优质特性又具有旱稻节水抗旱特性的一种新的栽培稻品种类型。它是在水稻高产优质研究的基础上, 引进旱稻的节水抗旱特性而育成的新品种。在灌溉条件下, 节水抗旱稻的产量、米质与水稻基本持平, 但可节水50%以上; 在望天田, 具有较好的抵抗干旱的能力(或基本具有旱稻品种的抗旱能力)。在栽培上, 节水抗旱稻简单易行、投入低、节能低碳环保。近年来，上海市农业生物基因中心积极致力于旱稻种质资源的收集筛选评价与创新研究，建立科学的节水抗旱性评价体系，系统收集保存节水抗旱核心基因资源，进行稻种资源的抗旱性鉴定，利用极端环境采用常规杂交育种方法培育了籼型常规品种“沪旱15”，籼型杂交组合“沪优2号”，粳型杂交组合“旱优8号”等一批节水抗旱稻品种。

水稻花药培养是水稻育种中较成熟的一种技术手段，它是指把发育到一定阶段的花药，通过无菌操作技术，接种到人工培养基上，改变花药内花粉粒的正常发育途径（即形成成熟花粉最后产生精子的途径），转而形成愈伤组织或胚状体，最终分化成单倍体植株的过程。在花药培养过程中，单倍体植株经染色体自然或人工加倍得到纯合二倍体，这种染色体加倍产生的纯合二倍体，在遗传上非常稳定，不发生性状分离。

运用花药培养技术可以高效聚合育种，先以单交杂种材料诱导花粉植株，从中选优良株系进行复交、回交、或反复回交，继续进行花药培养，可免除显隐性的干扰，克服常规复合杂交的盲目性，有目的地进行定向培育。水稻花药培养在育种上利用的高效性还体现在极早稳定分离后代，快速获得纯系，缩短育种年限，提高选择效率。常规杂交后F1 代通过花药培养在 H2代即可筛选稳定品系，而常规育种需要 F5代以上，复交组合需要代数更多，因此花培育种可比常规杂交育种年限缩短 3-5 年，甚至更多。花培作为一种有效的技术手段已广泛应用于水稻育种中，在创造原始材料，选育新品种、新不育系、新恢复系，提纯不育系和恢复系等方面都起到了作用并取得了一定的成效.

　　花药培养的关键，一是提高花药愈伤的诱导率，二是提高绿苗分化率。这样才有可能获得育种所需要的优异类型。粳稻花药培养技术已逐步成熟，其发展的重点在于迅速应用该技术进行粳稻花培种质的创新和花培品种的进一步推广种植。同粳稻花培育种相比，籼稻花培育种难度仍然很大。主要由于籼稻花培受基因型的影响，培养力较低，平均培养力只有0.5%左右，最高不过1%，有些材料很难诱导出愈伤组织或者难于得到花粉植株。自20世纪70年代中国进行水稻花药培养育种以来，共有5个花培籼稻品种先后通过审定。同粳稻花培育种相比，一是选育品种少，二是推广面积小。籼稻花培育种研究的核心在于提高籼稻花药培养力，大幅度提高籼稻花培效率。

中国专利公开文献CN101766121A一种小报春的花药培养方法披露了小报春花药的培养方法，以及CN101554136B公开了一种小麦花药进一步成苗培养方法，目前未检索到关于水稻花药的培养方法，由于水稻的生存环境不同于小麦和报春花，所以其花药的培养方法也不同于小麦和报春花，本发明是根据现未有水稻花药的培养方法而进行研究的。

发明内容