[发明专利]一种水稻高温抗性突变株的筛选方法

说明书

本发明公开了一种水稻高温抗性突变株的筛选方法，步骤如下：1）选择优良的粳稻品种/系作为高温抗性突变株筛选源；2）取突变株筛选源的花药进行诱导培养，得到花药愈伤后进行热处理；3）挑选花药愈伤转入分化培养基，进行常温分化培养～热处理循环；4）将活性愈伤投入复苏剂中浸泡，然后转入新分化培养基中继续分化培养；5）愈伤组织诱导出苗后，转入继代培养基中壮苗，炼苗后移栽入温室；6）花培苗单株收种获得花培家系，进一步高温抗性筛选获得高温抗性突变株。本发明通过选择花培愈伤热处理作为高温抗性突变株筛选压，通过循环热处理、复苏剂处理来保障愈伤的存活，可以有效获得水稻高温抗性突变株，缩短了水稻高温抗性育种周期。

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，具体地说是一种水稻高温抗性突变株的筛选方法。

背景技术

我国是稻米生产和消费大国，水稻播种面积和产量均居全国粮食作物首位。现阶段我国稻谷年播种面积在3000万hm以上，产量突破2亿t，约占全国粮食总产量的40%和世界稻谷总产量的30%左右。全国有60%左右的人口以大米为主食，年消费量l.35亿吨。据联合国粮农组织预测，世界人口在2050年将上升至91亿人，全球粮食产出需增长70%才有可能满足迅速增长的人口需求。由此可见水稻生产作为主要粮食来源不仅关系到我国粮食安全而且直接影响到世界粮食安全。

随着社会工业化的不断发展，大量的温室气体被排放到空气中，使得全球温度不断上升，极端高温出现十分常见，有时甚至长时间高温，这使水稻的种植生产受到很大改变，全球热带地区就有超过400万hm²的水稻受热害胁迫，而且还再不断增加。水稻高温热害也是中国稻作的主要自然灾害，主要发生在长江流域以南，较严重的地区是江西的大部、湖南的东部、福建的西部、浙江的西南部、四川的东部和广东的东北部。这些地区的双季早稻开花灌浆期、早熟中稻孕穗期至抽穗开花期，往往处于7-8月盛夏高温季节，从而导致不能正常散粉、受精，籽粒灌浆不饱满，即“高温逼熟”。

高温胁迫导致植物体内O₂^-和大量自由基产生，膜脂过氧化加剧，细胞膜的完整性破坏。研究发现，随高温胁迫时间延长，O₂^-产生速率迅速增大，氧的自由基的产生与清除的平衡被打破。高温使作物质膜饱和程度下降，质膜透性增大，电解质外渗量增大，电导率升高，膜脂过氧化产物-丙二醛的含量增大。高温主要影响类囊体的物理化学性质和结构组织，导致细胞膜的解体和细胞组分的降解。夜间高温胁迫引起水稻叶片叶绿素-蛋白复合体的结合度和叶绿素含量下降，光合效率降低，出现氧化伤害症状。灌浆期高温胁迫引起水稻剑叶叶绿素含量、梭化酶活性降低，光合速率显著下降。高温胁迫后作物体内的蛋白质发生降解，作物体内游离氨基酸含量增加，当氨基酸含量过高时，会使植物产生氨中毒。

研究发现，水稻生殖生长阶段对高温胁迫的敏感程度高于营养生长阶段。水稻减数分裂和抽穗扬花期时期，对温度极为敏感，最适宜的温度是25～30℃，30℃以上就会产生不利影响，当平均温度超过30℃，连续3d以上就会造成花粉的受精程度和花药的生活力下降，以致花粉不能正常发育并最终导致花粉败育，进而影响穗粒数和结实率；水稻抽穗开花期对温度特别敏感，也是受危害最为严重的时期，Satake等研究表明水稻抽穗开花期持续5d的35℃以上高温，就会影响花粉管伸长和正常散粉，导致不能受精而形成空、秕粒；灌浆期遇到高温可以加快水稻灌浆速度，缩短灌浆时间，35℃以上高温就会导致水稻灌浆速率明显下降，子粒的充实度受到影响，使得产量和粒重都显著降低。综合而言，作为产量构成因素中最为重要的结实率的下降是热害最为敏感的指标之一，可综合反映水稻颖花开放、撒粉和受精的综合受害程度，高温下结实率的稳定性是耐热性的重要指标。