[发明专利]一种利用培养皿育秧精准鉴定抗除草剂水稻育种方法

说明书

本发明公开了一种利用培养皿育秧精准鉴定抗除草剂水稻育种方法，包括以下步骤：1)育秧辅助材料准备；2)配置营养基质；3)标记培养皿；4)育种材料播种；5)培养皿封口；6)适时更换培养基；9)秧苗抗性记载；10)抗性秧苗移栽。本发明的有益效果在于：一方面快速准确鉴定水稻抗除草剂性能，加速抗除草剂水稻新品种选育进程；另一方面避免田间使用除草剂对水体和土壤的污染，避免其它不抗除草剂品种受到的影响。

技术领域

本发明属于育种技术领域，具体涉及一种利用培养皿育秧精准鉴定抗除草剂水稻育种方法。

背景技术

水稻是我国主要粮食作物。传统的水稻移栽方式已无法适应新的耕作形式，直播、机插秧等轻简栽培模式已经大面积推广，成为本地水稻种植主要模式。与传统的栽培模式相比，水稻轻简栽培模式简化水稻栽培程序，节省了大量的人力、物力和财力，综合经济效益较高；但稻田草害重的问题尤为突出，如何高效、快速的防治田间草害，成为制约规模化发展的主要因素之一。因此，轻简化栽培对水稻品种的要求越来越高，选育更加适宜规模化生产的抗除草剂水稻新品种显得尤为重要。

目前，国内非转基因抗除草剂水稻育种研究，所用除草剂的靶标主要有5- 烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸酯合成酶(EPSPS)、乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)、乙酰乳酸合成酶(ALS)及对羟苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)等。其中，乙酰乳酸合成酶(Acetolactatesynthase,ALS)是亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸等支链氨基酸合成中的关键酶，是多种除草剂的作用靶标。其原理是ALS抑制剂类除草剂与植物体内的ALS结合形成复合物，阻断底物进入酶活性位点通路，抑制ALS 活性，使支链氨基酸合成受阻，导致蛋白质的合成受到抑制，最终致使植物生长和发育停止、直至死亡。最为典型的品种是天津农科院选育的金粳616等。

江苏的水稻面积3300万亩，其中粳稻面积在2800万亩左右。近年来抗除草剂水稻新品种金粳818、津粳565等抗咪唑啉酮类除草剂水稻品种在苏中、苏北地区推广迅猛，解决了直播稻田杂草多、杂草稻难以防除等困境，短时间内农民生产成本迅速减低。

目前，多数育种单位的抗除草剂水稻育种主要是通过实验室分子标记检测。需要提取水稻基因组DNA，克隆ALS基因，然后通过PCR技术进行扩增，最终获取的产物，并对产物进行基因测序，分析该产物与数据库序列差异，确定抗性靶标(周延彪，2019)。该实验室鉴定方法优点：是否抗除草剂准确率高；缺点是工作量大，操作繁琐，操作成本高。

国内抗除草剂研究另外一种鉴定方法是田间鉴定。就是将育种材料种植于田间，通过喷施咪唑啉酮类等除草剂，让不抗除草剂的育种材料自然死亡(任艳，2021)。缺点是：如果在施药前后，田间长时间淹水，根系呼吸功能下降，其生理代谢能力减弱，容易发生药害。另一方面使用除草剂，被土壤吸附后，有可能持续危害稻苗，甚至对下茬作物影响显著。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明研究设计了一种利用培养皿育秧精准鉴定抗除草剂水稻育种方法，通过培养皿育秧，在水稻秧苗期(3叶期前)转移至含有除草剂的培养皿中，保持稻苗根深入培养基中，充分吸收营养。在培养箱中培养10天后，将成活的水稻秧苗(进入体内的药物已大量代谢降解)移栽到本田，建立水层，再进行水稻育种中后期其它性状鉴定。

本发明的技术解决方案：

一种利用培养皿育秧精准鉴定抗除草剂水稻育种方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)育秧辅助材料准备

选用水稻专用塑料软盘平铺在同规格的硬盘内；

2)配置营养基质

固体MS培养基(一种植物培养基)中加入1％琼脂，去离子水定容MS培养基至1L，高温高压灭菌；

3)标记培养皿