[发明专利]一种利用单片段置换系改良水稻抽穗扬花期耐热性的分子育种方法

说明书

技术领域

本发明属于分子育种领域，涉及一种利用单片段置换系改良水稻抽穗扬花期耐热性的分子育种方法，具体涉及一种利用野生稻单片段置换系改良水稻抽穗扬花期耐热性的分子育种方法。

背景技术

高温热害是影响全球水稻产量和品质的主要因子之一，也是中国稻作的主要自然灾害，主要发生在长江流域以南(熊振民，蔡洪法主编.中国水稻.北京:中国农业科技出版社，1992)。。水稻抽穗期高温障碍(也称为热害)是指水稻在抽穗开花期内35℃以上高温胁迫引起颖花授粉和受精不能正常进行,受精率严重下降,导致水稻大幅度减产的现象,早已有诸多报道(朱兴明,曾庆曦,宁清利.自然高温对杂交稻开花受精的影响.中国农业科学,1983,16(2):37–44)。水稻抽穗期高温障碍具有发生突然、成灾面积大、常造成严重减产等特点(王志刚,王磊,林海,庞乾林,鄂志国,张玉屏,朱德峰.水稻高温热害及耐热性研究进展.中国稻米,2013,19(1):27–31)。全球热带地区水稻抽穗期受到高温潜在威胁的面积约有4.0×106hm²,我国长江流域也是水稻花期高温危害的重灾区,湖南、湖北、江西、江苏、四川等地均有水稻花期高温灾害的报道,受灾严重时不少品种大面积结实率降低到50％以下,损失惨重(汪寿康,汪更文,汪又佳.2003年水稻高温热害情况的调查.安徽农学通报,2004,10(1):27–35)。近年来,全球气候变暖愈加明显,水稻抽穗期高温危害的发生呈现出日益加剧的态势,对我国特别是长江流域水稻的安全生产形成了严重威胁。

应用传统育种方法和分子标记辅助育种技术培育水稻耐热品种是目前最有效和可行的控制高温胁迫危害的方法。籼稻是栽培稻的一个亚种，主产区为长江中下游平原、四川盆地，江南各省，所以是遗传研究和育种的主要对象，但是这些地区的双季稻区的早稻抽穗扬花期经常遇到连续高温热害，影响杂交早稻高产组合的产量和品质。元江野生稻是长期生长在云南元江干热河谷地区的普通野生稻，具备了适应高温干旱等恶劣自然环境的特性。因此元江野生稻是重要的耐热及耐旱资源的重要来源。育种家们一直想通过种间杂交的方式把元江野生稻中耐热的基因导入到栽培稻中去，但是由于连锁累赘和杂交后代不容易稳定等原因限制了耐热品种的培育。分子标记技术在提高水稻耐热性育种中的应用大大减少了育种过程中选择的盲目性，快速实现外源优良种质向栽培品种渗透，拓宽了品种的遗传基础。国内外研究人员对耐热性进行了大量的QTL定位研究，有的已经用于标记辅助选择育种实践。

单片段置换系(single segment substitution lines,SSSL)是利用杂交，回交和分子标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS)构建的覆盖作物整个基因组的一系列近等基因系。它的基因组内只有来自供体亲本的一个纯合的染色体片段，而基因组的其余部分与轮回亲本相同。它是进行基因组研究，特别是QTL定位和分子设计育种的理想材料。Peleman等(Peleman J.D.and Vander Voort J.R.，Breeding by design[J].Trends Plant Sci，2003，8(7):330-334)提出了分子设计育种的新概念，包括定位相关性状的QTL、评价这些位点的等位性变异和开展设计育种，有望突破水稻精确高效育种等方面的障碍.目前广东省植物分子育种重点实验室培育了1600多份水稻单片段置换系(Xi Z.Y.,He F.H.,Zeng R.Z.，et al.Development of a wide population of chromosome single segment substitution lines(SSSLs)in the genetic background of an elite cultivar in rice(Oryza sativa L)[J].Genome,2006,49:476-484)，用这些材料鉴定了许多重要农艺性状的QTLs及其等位基因(杨自凤，朱海涛，刘自强，等.基于单片段置换系的水稻抽穗期QTL上位性研究[J].华南农业大学学报,2014，35(6):24-28.)，并广泛开展了分子设计育种(梁海福.基于单片段置换系的高产优质水稻设计育种[D].广州:华南农业大学，2011.)

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种利用元江野生稻单片段置换系改良水稻抽穗扬花期耐热性的分子育种方法。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：