[发明专利]一种微波等离子体处理的水稻育种方法

说明书

本发明涉及一种微波等离子体处理的水稻育种方法，将水稻育种材料置于微波等离子体种子处理仪中用合适功率处理，适时种植、筛选，测定不育系的开花习性和抗病性，对比水稻育种材料的产量和品质，根据育种目标选出花期长的不育系材料和抗性好的自交系；自交、回交和测交等常规育种手段，并结合分子标记和同工酶鉴定手段进行辅助育种，选育得到稳定的水稻父母本材料；父母本杂交测配而得到水稻杂交组合，通过抗性鉴定试验及品比试验，最终得到高产水稻新品种。本发明可以延长不育系的开花时间，提高水稻产量和抗性，改善品质缩短育种周期、培育出综合性状优良的水稻新品种。

技术领域

本发明涉及一种水稻育种方法，特别涉及一种微波等离子体处理的水稻育种方法，属于农业领域。

背景技术

水稻(Oryza sativa)为一年生，禾本科植物，单子叶，性喜温湿，成熟时约有1米高，叶子细长，约有50到100厘米长，宽约2到2.5厘米。稻米的花非常小，开花时，主要花枝会呈现拱形，在枝头往下30到50毫米间都会开小花，大部分自花授粉并结种子，称为稻穗。一般稻粒的大小在5到12毫米长，2到3毫米厚度。水稻是单花单实的自花授粉作物，杂种优势利用离不开雄性不育系，我国杂交稻育种的成功开始于三系不育系，但发展多年以后就出现了波折：忽视了对不育系的改良，过高地估计了单一的野败细胞质可能产生的遗传脆弱性，经过保持系选育、不育系转育、配置优良组合育种周期长，还不一定能保证不育系性状改良和配合力提高的有效性等问题。三系不育系的选育都取得了局部的改良，但多数存在一些明显的缺点：如米质与抗性不协调，或者配合力好而制种困难，还有穗上发芽严重和较强的落粒性等。水稻是我国的主要粮食作物，我国13亿人口的半数以上是以它为主食，是世界上最大的水稻生产及消费国。随着人口的增长，和土地面积的减少，对水稻育种提出更高要求，必须不断的提高有限土地耕种水稻的产量，所以，要求聚合有利基因，力求米质、抗性和后代株型表现上同时都有改进，进一步的目标是注意延长不育系的生育期，缩小父母本的播差期，减小制种田父母本花期不遇的风险，还要在改善不育系经济性状的同时着力提高柱头外露率，使制种产量有可能较大幅度提高，创建新的不育系杂种优势群。

等离子体不是一种特殊物质，它只是物体存在的一种状态，即物质存在的第4种状态(物质第4态)，是一种能量更高的物质聚集态。等离子体已在能源、材料、信息、空间以及环境等领域高新技术产业的开拓与发展中产生重大影响。等离子体处理农作物种子也成为近几年在太空育种基础上开展的一个新兴的生物工程研究方向,现已发展成为一项系统的离子束生物技术。该技术具有生理损伤小、成本低、无污染、操作简便等特点，主要用于研究等离子体与作物种子相互作用的机理和等离子体诱变育种、诱变机制、促长增产等。如张丽华等人在等离子体种子处理对水稻生物学性状及产量的影响的研究中表明，等离子体处理作物干种子,在一定剂量范围内能够较大幅度提高种子活力,从而提高产量；方晓宇在等离子体种子处理机处理水稻种子的效果的研究中表明，使用等离子体种子处理机处理水稻种子，可以提高水稻秧苗素质，促进生育进程、提高产量。在诸多等离子技术体系中，微波等离子体技术是在20世纪70年代中期才发展起来的高新技术，微波等离子体形成的原理是在一定频率的微波磁场作用下，使充斥在微波反应腔中的气体电离而形成等离子体，目前主要应用在对木材，如竹材、柚木、杉木、云南松木等材料的表面改性方面，以及在合成金刚石、光线设备、沉积各种新型薄膜材料、材料表面处理等得到广泛应用。将该技术应用于农业育种在国内外尚属新的研究领域，目前尚未见微波等离子体在水稻育种方面的研究和报道。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种微波等离子体处理的水稻育种方法。本发明首次将微波等离子体处理技术应用于植物育种中，发明人通过研究发现，对于水稻育种材料，采用一定条件的微波等离子体处理后，水稻种子中的自由基增加量要比现有技术中常用的育种技术冷等离子体处理或离子频射处理后的自由基增加量要小，即本发明对水稻种子的伤害较小；此外，发明人还发现，通过一定条件的微波等离子体处理水稻育种材料，可以延长不育系的开花时间，提高水稻产量和抗性，改善品质缩短育种周期等，因此，本发明为培育出综合性状优良的水稻新品种提供了新方法。