[发明专利]一种籼粳交基因渐渗抗稻瘟病育种新方法

说明书

技术领域

 本发明涉及农业科学技术领域，尤其是指一种特定而高效地将籼稻稻瘟病抗性基因渗入粳稻的水稻育种方法，具体地说是一种籼粳交基因渐渗抗稻瘟病育种新方法。

背景技术

水稻是全世界最重要的粮食作物之一，其栽培面积和总产量仅次于小麦。由于亚洲20亿人口中4/5及非洲和拉丁美洲近10亿人口中1/3均以稻米为主要食物来源，所以水稻生产对发展中国家的重要性尤为突出。我国是稻谷生产的大国。据近10年来的统计，年平均生产稻谷占世界稻谷总产的36.9%，居世界第一；水稻播种面积占世界总播种面积的22.8%，仅次于印度；稻谷的平均亩产约为380千克，比世界平均亩产高，在主要产稻国中名列前茅。近年来，随着我国工业的发展和人们生活水平的提高，对稻米的需求不断加大，而随着水稻病虫害的爆发、人口持续增长、干旱加剧、乡村劳动力匮乏以及环境污染等要素的影响，我国水稻生产正日益跟不上需求量的增加，使得我国粮食的自给率逐年下降，水稻种植和粮食平安问题正面临严峻的挑战。

农作物育种的发展历史表明，凡育种方法和技术上有所突破，就会给农业生产带来一次质的飞跃。半个世纪以来，水稻育种经历了2次重大革命，第一次是发生在20世纪60年代的矮化育种，这次革命把传统的高秆品种变为现代的矮化品种，使产量提高20%～30%；第二次是发生在20世纪70年代的杂种优势利用，三系配套并大面积应用于生产中，水稻单产又比60年代提高20%。杂交水稻的培育成功，大幅度地提高了我国水稻总产。两次育种革命使世界的水稻生产得到了较大发展，对于养活日益增长的世界人口起到十分重要的作用。

籼粳稻深刻分化与显著差异，使它们在产量、品质和抗逆性等方面各具特色，其杂种F1无论在营养器官还是在产量性状上均具有强大的杂种优势。袁隆平首次提出了籼粳亚种间杂种优势利用的设想，认为直接利用亚种间杂种优势是产量突破中最有希望且能在较短时期内取得成效的途径，提出了应用广亲和基因与光温敏核不育基因实现亚种间杂种优势直接利用的战略设想。籼粳稻杂交育种将打破亚种内育种的界限，从亚种内育种走向亚种间育种。籼粳杂交为亚远缘杂交，杂交后代易产生巨大变异和超亲优势，蕴藏着巨大的遗传潜力。籼粳稻杂交常规育种和籼粳亚种间杂种优势利用已成为当今水稻超高产育种研究的重要手段和方法。我国的育种实践也证明，利用籼粳稻杂交是创造新株型优异种质行之有效的方法。目前籼粳交育成的品种有浙江的矮粳23、T209和城特232等，辽宁的辽粳5号、辽粳 326、沈农1033，江苏的紫金粳，北京的中作系统，湖北的鄂育晚5号等。这些品种（系）表现出高产、抗病和优质的优良特性，但有的籼粳亚种间杂交后代表现出一些缺点，如“千重浪”的不抗稻瘟病，“南粳35”的易于穗发芽等。

国外对籼粳杂交常规育种技术亦给予高度重视。自60年代中后期起，韩国的籼粳杂交常规育种取得了举世瞩目的成就，育成了统一、水原、密阳等高产矮秆系统，这些品种一般比传统粳型品种增产20%～40%。日本引进中国和韩国等地的高产籼稻品种，与当地粳稻品种杂交，增加杂种后代的颖花数，同时提高杂交后代的抗逆性和稳产性，先后育成了 52个有希望的新品系和5个新品种，如中国91、北陆125、北陆142、关东146、星丰、秋力等，比对照品种增产20%～36%。日本育种家认为，在第三阶段要实现增产50%的指标必须依靠杂交稻，特别是在水稻广亲和基因理论提出后，主要依靠籼粳亚种间杂种优势利用途径来达到。

但是，由于籼、粳属两个亚种，Fl尽管营养优势很强。但一般都存在部分生殖障碍，籼粳亚种间杂种F1代的株高偏高，生育期超亲晚熟，以及花粉部分败育、结实率偏低等问题，是籼粳交育种面临的三大障碍，严重限制了这种优势在生产上的直接利用。籼粳交利用无论是常规稻品种选育还是恢复系选育，基本上是建立在随机配组和大量选择的基础上的，需要耗费多年的时间和巨大的劳动量。

研究发现，典型的籼籼交和粳粳交由于基因交流少，Fl优势弱，而过度的籼粳基因交流也不利于F1在营养生长与生殖生长上的协调，同样难以表现出产量优势，这就涉及到籼粳基因渐渗的程度问题。育种事实表明，籼粳基因渐渗在超级杂交稻育种中发挥了重要作用，通过分子检测，很多超级杂交稻的亲本均通过籼粳基因渐渗获得。然而，基因渐渗在超级稻育种中，是通过多次代的杂交、回交筛选来实现，育种周期长，工作量巨大。