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      利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法

      文檔序號(hào):155058閱讀:477來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明屬于水稻育種領(lǐng)域,涉及一種利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法。
      背景技術(shù)
      根系是水稻固定植株、吸收營(yíng)養(yǎng)和水分,以及合成激素等的重要器官。根系對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆等的作用已經(jīng)取得廣泛成果和共識(shí)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)根系的研究也取得了豐富的成果,在根系形態(tài)、生理生化以及遺傳方面都有很大的進(jìn)展。育種學(xué)家也開始把根系的改良列入水稻發(fā)展的主要內(nèi)容之一。但是,由于根系研究的難點(diǎn),使人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)還有很大的局限性,根系對(duì)葉片功能、產(chǎn)量的具體作用等還有不同觀點(diǎn)。對(duì)于水稻究竟需要培養(yǎng)什么根系,還沒有一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)論。因此在水稻育種中,對(duì)根系的改良沒有具體可操作的育種指標(biāo),而且由于根系觀測(cè)和分析的困難,使對(duì)水稻根系性狀的改良選擇、鑒定難以開展。這是目前國(guó)內(nèi)外的共同難題。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題,控制水稻親本和組合的根系總量,提供一種利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法。
      本發(fā)明所述的利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法,其特征在于水稻親本和組合選育時(shí)控制根系總量,其親本及組合的平均每有效分蘗的不發(fā)根節(jié)數(shù)量在5節(jié)以上。
      本發(fā)明所述的利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法,其特征在于其親本及組合選育時(shí)增加根系的平均長(zhǎng)度和分枝,使20厘米以下土壤中的根系比例占總根量的20%以上。
      本發(fā)明確定了超級(jí)稻選育具體根系指標(biāo),明確水稻的根系不是越發(fā)達(dá)越好,以不發(fā)根節(jié)數(shù)作為鑒定和選擇指標(biāo),具有直觀、方便、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。采用該方法選育的超級(jí)稻親本和組合,可防止選育后期早衰,提高超級(jí)稻的結(jié)實(shí)率和籽粒充實(shí)度,充分發(fā)揮超級(jí)稻新組合的高產(chǎn)潛力。
      傳統(tǒng)的育種理論要求水稻具有發(fā)達(dá)的根系,但是沒有具體的指標(biāo)。根系是不是越發(fā)達(dá)越好?發(fā)明人根據(jù)多年的研究結(jié)果認(rèn)為,水稻的根不是越發(fā)達(dá)越好,而是應(yīng)該數(shù)量適當(dāng),才能功能持久。主要原因是1.根系穿鞘生長(zhǎng)對(duì)葉片造成損傷,直接影響葉片衰老。發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)水稻根系生長(zhǎng)必定穿過(guò)葉鞘基部,對(duì)葉鞘造成損傷,同時(shí)也可能引起病菌入侵穿過(guò)生長(zhǎng)的部位等,從而加速被根系穿過(guò)生長(zhǎng)的葉片的衰老和死亡。通過(guò)對(duì)300余個(gè)不同類型品種在不同年份中的研究驗(yàn)證了這一推斷,齊穗期綠葉數(shù)與不發(fā)根節(jié)數(shù)量呈極顯著正相關(guān),其相關(guān)系數(shù)0.8457,直線回歸方程是y=0.0045+0.9756x,如圖1所示。也即,當(dāng)水稻不發(fā)根節(jié)數(shù)為N時(shí),則齊穗期具有N片左右的功能葉片。由于水稻的不定根總量由發(fā)根節(jié)數(shù)和每個(gè)發(fā)根結(jié)上所發(fā)生的不定根數(shù)量這兩個(gè)因素決定,而發(fā)根節(jié)數(shù)對(duì)于根系的總量更為重要。所以,發(fā)根節(jié)位高,數(shù)量多,則總根量就多;反之則少。因此,對(duì)于超級(jí)稻及其親本而言,要使其后期具有更多的功能葉片,則需要控制發(fā)根節(jié)的數(shù)量,以保持水稻在生育后期(主要是齊穗期以后)有足夠的綠葉數(shù)量,滿足后期庫(kù)的需要。在實(shí)際育種中,選擇不發(fā)根節(jié)數(shù)量大于5的親本和組合,以培育和篩選后期不早衰,提高結(jié)實(shí)率,尤其是提高籽粒充實(shí)度,充分發(fā)揮高產(chǎn)潛力的超級(jí)稻新組合。
      2.根系形態(tài)建成及維持所需要的能量和物質(zhì)消耗,對(duì)葉片形成營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)水稻根系的認(rèn)識(shí)集中在根系的作用,忽略了根系的形態(tài)建成和維持需要消耗大量能量和物質(zhì)。因此,過(guò)量的根系對(duì)產(chǎn)量沒有幫助,反而消耗能量,對(duì)葉片光合產(chǎn)物形成過(guò)多的分流,影響葉片功能和產(chǎn)量形成。
      適當(dāng)增加根系的分布深度,主要是適當(dāng)增加根系的平均長(zhǎng)度,使20厘米以下土層中的根系比例在20%以上。
      總體而言水稻屬于淺根系作物,但是不同品種間的差異還是很明顯的。早期的研究曾經(jīng)表明,要取得更高產(chǎn)量,需要增加深層根的比例。發(fā)明人的研究結(jié)果表明,20厘米以下土層中根系的比例提高,有助于防止水稻后期早衰,并提高產(chǎn)量。這主要由于,第一,表層20厘米內(nèi)的土壤中根系密度太大,導(dǎo)致根系的生長(zhǎng)空間、能夠利用的營(yíng)養(yǎng)成分大大減少,同時(shí)有可能使個(gè)體根系間的化感抑制作用大大增強(qiáng)。第二,相對(duì)表層土壤,單位根量能夠利用的深層土壤中的養(yǎng)分就較多,個(gè)體間的抑制作用也較弱。其他作物的同類研究也一定程度上驗(yàn)證了這一結(jié)果。同時(shí),發(fā)明人通過(guò)研究,確定了一個(gè)可以具體判斷的根系分布比例,即20厘米以下土壤中的根系比例應(yīng)高于20%。


      圖1為水稻齊穗期綠葉數(shù)與不發(fā)根節(jié)數(shù)的關(guān)系圖。
      具體實(shí)施例方式
      利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法,是一種利用根系的具體指標(biāo)選擇超級(jí)稻親本和組合的育種技術(shù),是通過(guò)控制根系的總量和適當(dāng)增加深層土壤中的根系的比例來(lái)達(dá)到的。具體方法是控制根系發(fā)生的節(jié)位數(shù)量,增加20厘米以下土層中根系的比例。
      控制發(fā)根節(jié)的數(shù)量,增加不發(fā)根節(jié)數(shù)量。在超級(jí)稻的育種過(guò)程中,在充分考慮超級(jí)稻地上部株型指標(biāo)的前提下,選擇平均每有效分蘗的不發(fā)根節(jié)數(shù)量為5~8的親本和組合。從而使其在生育后期有足夠的綠葉數(shù)量,保持強(qiáng)勁的源,充分發(fā)揮產(chǎn)量潛力。
      增加深層土壤根系比例,指在超級(jí)稻選配過(guò)程中,其親本和組合具備在20厘米以下土層中的根系比例為20~40%的根系特性。這使所選擇的育種材料和組合的根系在土壤中的分布更加合理。
      根據(jù)以上原則,選育了若干個(gè)試驗(yàn)組合,畝產(chǎn)超過(guò)600公斤,其根系特征是根系總量適宜,深層根比例較高。其平均每有效分蘗的不發(fā)根節(jié)數(shù)量為5~6節(jié),比汕優(yōu)63多1~2節(jié),而20厘米以下土層中的根系比例為25%左右,比汕優(yōu)63高5個(gè)百分點(diǎn)左右。在試驗(yàn)中的表現(xiàn)為后期抗早衰,青桿黃熟,結(jié)實(shí)率高。
      權(quán)利要求
      1.利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法,其特征在于水稻親本和組合選育時(shí)控制根系總量,其親本及組合的平均每有效分蘗的不發(fā)根節(jié)數(shù)量在5~8節(jié)。
      2.如權(quán)利要求1所述的利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法,其特征在于其親本及組合選育時(shí)增加根系的平均長(zhǎng)度和分枝,使20厘米以下土壤中的根系比例占總根量的20~40%。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法,屬于水稻育種領(lǐng)域。本發(fā)明所述的利用根系指標(biāo)選育超級(jí)稻方法,控制水稻親本和組合的根系總量,其親本及組合的平均每有效分蘗的不發(fā)根節(jié)數(shù)量在5節(jié)以上,增加根系的平均長(zhǎng)度和分枝,使20厘米以下土壤中的根系比例占總根量的20%以上。本發(fā)明確定了超級(jí)稻選育具體根系指標(biāo),明確水稻的根系不是越發(fā)達(dá)越好,以不發(fā)根節(jié)數(shù)作為鑒定和選擇指標(biāo),具有直觀、方便、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。采用該方法選育的超級(jí)稻親本和組合,可防止選育后期早衰,提高超級(jí)稻的結(jié)實(shí)率和籽粒充實(shí)度,充分發(fā)揮超級(jí)稻新組合的高產(chǎn)潛力。
      文檔編號(hào)A01G16/00GK1559191SQ20041001687
      公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
      發(fā)明者吳偉明, 程式華, 曹立勇, 占小登 申請(qǐng)人:中國(guó)水稻研究所
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