一种籼稻稻曲病抗性高效导入粳稻的育种方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种粳稻育种方法，尤其是指一种将籼稻稻曲病抗性特异而高效地导 入粳稻的育种方法，属于农业科学技术领域。
【背景技术】
[0002] 水稻稻曲病（ricefalsesmut)，又名伪黑穗病、绿黑穗病、谷花病、青粉病及丰收 病等，是水稻生产上的重要病害之一。稻曲病在亚洲稻区发生最为频繁，如中国、印度、缅甸 等东南亚国家，在欧洲、美洲和非洲等地区也均有发生。稻曲病在历史上对水稻的危害损失 并不严重，仅仅作为水稻生产的次要病害。但是近年来，随着全球气候变化和我国高产优质 杂交稻大面积推广以及水稻水肥水平的提高，稻曲病在日本和我国的湖南、江西、辽宁、云 南、黑龙江等多个省份大发生，呈现出发病范围广、发病频率高、产量损失严重等特点，危害 逐年加重。稻曲病已从次要病害上升为主要病害，成为继稻瘟病、条纹叶枯病之后的又一严 重威胁水稻优质、高产的重要病害。
[0003] 水稻发生稻曲病后，会造成大量瘪粒病粒，降低稻谷产量，一般减产10%?20%，并 且稻曲球中含有大量有色毒素，这些毒素不仅会显著降低稻米品质，而且对人体健康非常 有害。研宄发现，这种毒素对动物的微管蛋白有明显抑制作用，用含稻曲病菌的稻谷喂养老 鼠，可以导致老鼠肝脏、肾脏和膀胱等组织坏死，而且能引起人畜慢性中毒。水稻稻曲病已 经极大的影响了我国粮食高产稳产和粮食食品安全。稻曲病的防治和抗病研宄逐渐成为目 前关注和亟待研宄解决的问题。
[0004] 长期以来，对水稻稻曲病的防治主要依赖于化学药剂和栽培措施，但防治效果不 甚理想。现在农业生产中采取综合防治技术预防稻曲病的发生，主要手段是采取一些预防 性措施，如选用抗病品种、栽培上采用抗菌消毒手段和施用农药进行药物治疗，并建立稻曲 病预报预测系统，长期的生产实践证明，水稻稻曲病抗性品种的选育和应用是防治稻曲病 最经济有效的措施。
[0005] 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 宄的重要手段和方法。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。
[0006] 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、密阳等高产矮杆系统，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。
[0007] 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Fl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。
[0008] 研宄发现，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Fl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，还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。
[0009] 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，其中 一个就是在稻曲病病菌的抗性表现差异非常显著，籼稻品种对稻曲病的抗性水平要远远高 于粳稻品种，而粳稻对稻曲病较差的抗性水平表明粳稻基因组内缺乏籼稻基因组内普遍存 在的抗稻曲病基因。如何能够将高抗稻曲病籼稻内的抗性基因通过精确高效的手段转移进 粳稻基因组培育抗稻曲病粳稻新品种，在生产上具有极高的价值。
[0010] 随着生物技术的发展，除常规杂交育种外又出现了许多新的育种手段，这赋予了 水稻抗稻曲病育种新途径，一种是利用稻曲病培养液提取粗毒素作为选择压，在细胞水平 上进行筛选突变体，并与常规育种技术结合培育新的抗病品种，但是通过粗毒素人工诱变 的频率低，筛选量大；第二种就是以转基因技术和分子标记辅助选择育种技术为代表的分 子育种技术。分子育种技术的出现，对水稻抗稻曲病育种和籼粳交育种难关本来是一种可 行的解决方案，目前，转基因育种与分子标记辅助选择等分子技术育种是目前农业发展的 新道路，被科学界公认为第三次农业绿色革命的出现。但是，对特定优良主栽品种进行抗稻 曲病基因和其他优良基因的转基因育种，本来可以精确实现籼粳交的改良，但由于目前转 基因育种被抵制，而分子标记辅助选择育种首先需要基因定位，同样需要大田多世代的杂 交回交，不能解决籼粳交的问题，另外，分子技术育种，都存在费用高、技术门槛高的问题， 难以被一般育种者所掌握。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是针对现有籼粳交常规育种所面临的杂种Fl株高偏高、生育期超 亲晚熟、花粉部分败育结实率偏低的障碍，提供一种将籼稻稻曲病抗性特异而高效地导入 粳稻从而改良粳稻品种的育种方法。
[0012] 本发明的目的是通过以下技术方案解决的： 一种籼稻稻曲病抗性高效导入粳稻的育种方法，其特征在于：该育种方法的步骤如 下： (1) 选取待改良粳稻品种/系和抗稻曲病籼稻抗源：选取农艺性状良好的粳稻品种/ 系并对选取的粳稻品种/系进行排籼培养基的诱导培养，最终选定花药愈伤组织诱导率高 于25%的粳稻品种/系作为待改良粳稻品种/系，选取农艺性状良好且含有稻曲病高抗基 因的籼稻品种/系作为抗稻曲病籼稻抗源； (2) 对选取的待改良粳稻品种/系进行粗毒素耐性浓度的鉴定：分别在分化培养基中 加入一定梯度浓度的粗毒素提取液，对步骤（1)中选定的待改良粳稻品种/系的花药愈伤 组织进行分化培养