一種選育抗咪唑啉酮類除草劑粳稻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水稻育種的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗咪唑啉酮類除草劑粳稻的選育 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水稻是我國乃至世界的主要糧食作物，是全球近一半人口的主要熱量來源。在我 國，由于農(nóng)業(yè)勞動力缺乏，水稻種植方式由傳統(tǒng)的移栽方式向直播轉(zhuǎn)變，雜草稻隨后蔓延開 來，并且這種現(xiàn)象日益嚴重。近十多年隨著水稻輕型化栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用，雜草稻的發(fā)生 和危害已愈演愈烈，幾乎遍及我國各個主要水稻產(chǎn)區(qū)，已經(jīng)成為制約水稻輕型化栽培技術(shù) 推廣的主要問題之一。
[0003] 雜草稻與一般的水稻在分類學和生理學上比較相似，是水稻田中很難防除的一種 雜草。而人工除草所需要的人力和成本很高，不便于農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)，嚴重制約了農(nóng)作物種 植向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和低成本方向的發(fā)展進程。
[0004] 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的選育首先是作為一種雜草防除對策而提出的。但抗性基因 的流向和由此引發(fā)的食品安全性問題始終存在著巨大的爭議，甚至在一定程度上阻礙了轉(zhuǎn) 基因技術(shù)的發(fā)展。而常規(guī)育種手段雖不能像轉(zhuǎn)基因技術(shù)一樣將物種之間的基因資源利用的 十分充分，但卻以其自身沒有外源基因轉(zhuǎn)入而更容易被接受和推廣。
[0005] 目前，通過非轉(zhuǎn)基因手段培育的抗除草劑作物涉及玉米、大豆、菜豆、煙草等20余 種。所抗除草劑包括咪唑啉酮類、磺酰脲類、環(huán)己烯酮類、有機磷類、均三氮苯類和激素類等 6大類，其中最為突出的是抗咪唑啉酮類除草劑的Clearfield系列作物。在轉(zhuǎn)基因作物的 安全性尚未得到證實之前，利用非轉(zhuǎn)基因技術(shù)選育抗除草劑作物更具有發(fā)展前景。
[0006] 在已有的國內(nèi)專利中已報道了抗咪唑啉酮類除草劑的作物，有油菜、水稻、小麥、 玉米等，這些作物主要通過自然選擇或化學誘變技術(shù)獲得。在這些技術(shù)中，自然選擇的突變 頻率極低，而人工誘變?nèi)缁瘜W誘變等，雖然其突變頻率比自然選擇突變頻率提高100-1000 倍，且變異類型多，范圍廣，但是突變大多為劣變，有利變異很少，而且變異的方向和性質(zhì)很 難進行有效的預測和控制。目前，國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的抗性突變體很多，但還沒有報道出生產(chǎn)上可加 以利用的材料。
[0007] 目前國內(nèi)大部分得到的抗除草劑水稻材料都是自然選擇或誘變獲得，但是獲得的 材料綜合性狀不是很優(yōu)良，如產(chǎn)量、米質(zhì)等，生產(chǎn)上很難推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種抗咪唑啉酮類除草劑粳稻的選育方法，采取非轉(zhuǎn)基因 技術(shù)，利用雜交、回交等傳統(tǒng)育種技術(shù)將抗咪唑啉酮類除草劑基因轉(zhuǎn)入高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的粳稻水 稻品種，以達到水稻直播栽培中有效防除雜草稻，減少勞動強度，節(jié)約成本，增加直播水稻 種植效益的目的。
[0009] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
[0010] 一種選育抗咪唑啉酮類除草劑粳稻的方法，包括如下步驟：
[0011] 1)以抗咪唑啉酮類除草劑突變體種質(zhì)資源材料為母本，以優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的常規(guī)粳稻品 種為父本，進行雜交獲得匕代種子，F(xiàn):代種子自交獲得F2代種子；
[0012] 2)田間單本稀植匕代，從F2開始采用系譜育種方法對農(nóng)藝性狀和稻米品質(zhì)進行 選擇，選出綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株，獲得匕代種子；
[0013] 3)田間按株系種植匕代，用咪唑啉酮類除草劑（例如山東先達化工有限公司生產(chǎn) 的咪唑啉酮類除草劑"豆施樂"）對匕代株系群體進行抗除草劑定向篩選，包括：
[0014] 用濃度為0. 5 % (體積百分比）的除草劑水溶液催芽，然后在苗期2次噴施濃度為 〇. 5% (體積百分比）的除草劑水溶液，其中第一次噴施在秧苗2-3葉期進行，第二次噴施 在秧苗3-4葉期進行，篩選出經(jīng)咪唑啉酮類除草劑處理后不被除草劑藥害的綜合農(nóng)藝性狀 優(yōu)良的抗咪唑啉酮類除草劑粳稻株系材料F4代。
[0015] 優(yōu)選地，所述方法還包括如下步驟：
[0016] 4)重復步驟2)和3)至。代，篩選出綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的抗咪唑啉酮類除草 劑粳稻品種。
[0017] 進一步地，步驟1)包括：獲得匕代種子后，經(jīng)濃度為0. 5%的除草劑水溶液催芽， 發(fā)芽的匕代種子自交獲得F2代種子。
[0018] 具體地，所述的抗咪唑啉酮類除草劑突變體種質(zhì)資源為粳稻（Oryzasativa subsp.japonica)CL55,所述優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)粳稻品種為秀水123。其中，CL55現(xiàn)已于2014年07 月14日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（地址：北京市朝陽區(qū)北 辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編100101)，分類命名為粳稻（拉丁名為： Oryzasativasubsp.japonica)，保藏號為CGMCCNo. 9348。
[0019] 進一步地，所述的抗咪唑啉酮類除草劑粳稻突變體種質(zhì)資源CL55是通過將水稻 種子經(jīng)0. 4% -0. 8%的甲基磺酸乙酯（EMS)處理12-24小時獲得的。
[0020] 進一步地，步驟2)和步驟4)中的綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良包括以下中的一種或多種：單 株株型緊湊、產(chǎn)量高、抗病性強、抗倒伏、外觀品質(zhì)佳；
[0021] 其中優(yōu)選地，所述步驟2)中選出株型緊湊、產(chǎn)量高、抗病性強、抗倒伏的單株，再 經(jīng)室內(nèi)考種和外觀品質(zhì)檢測，淘汰外觀品質(zhì)差的單株；優(yōu)選地，株型緊湊為植株莖桿間夾角 小于20度，產(chǎn)量高為單株產(chǎn)量40克以上，抗病性強為抗稻瘟病、條紋葉枯病等本領(lǐng)域常規(guī) 病種，抗倒伏為莖桿直立，外觀品質(zhì)佳為堊白粒率不超過30%。
[0022] 優(yōu)選地，所述綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良還包括以下中的一種或多種：株高適中、分蘗力 好、米質(zhì)優(yōu)；其中優(yōu)選地，所述株高適中為株高90-llOcm，分蘗力好為有效分蘗7個以上，米 質(zhì)優(yōu)為符合國家3級米標準。
[0023] 進一步地，所述步驟3)中的抗除草劑定向篩選是指在秧苗2-3葉期和3-4葉期噴 施2次，噴施有效劑量為防治雜草的劑量，優(yōu)選為60-80克/畝。
[0024] 本發(fā)明提供了一種獲得抗除草劑優(yōu)良粳稻品種的簡便有效的途徑，通過傳統(tǒng)的雜 交育種手段，將通過EMS誘變獲得的抗性品系"CL55"與優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的栽培水稻品種進行雜 交，從而獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的抗咪唑啉酮類除草劑粳稻品種。
[0025] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0026] 本發(fā)明通過常規(guī)育種技術(shù)和簡便有效的抗性鑒定技術(shù)，篩選出具有抗咪唑啉酮類 除草劑基因的綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的抗咪唑啉酮類除草劑粳稻品種，本發(fā)明的選育方法不僅 周期短、穩(wěn)定性好，更為抗除草劑水稻育種提供了新途徑、新方法，具有降低水稻生產(chǎn)成本 和減輕勞動強度等的優(yōu)點，可以滿足水稻輕型栽培中抗除草劑水稻品種的需求。
[0027] 本發(fā)明的方法中，采取非轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將常規(guī)水稻品種誘變后通過噴施除草劑定 向篩選出抗除草劑突變體單株，該材料屬于非轉(zhuǎn)基因，將其直接用于抗除草劑水稻品種的 選育過程中，不存在轉(zhuǎn)基因水稻的生態(tài)和食品安全風險性和公眾擔憂問題。
[0028] 本發(fā)明利用自身誘變得到的抗性材料，通過與主要推廣的品種雜交，將抗性性狀 導入正在推廣的品種中，大大縮短了獲得可以推廣應(yīng)用的材料的時間，為抗除草劑水稻品 種的選育提供了一個簡便，快捷，有效的新方法。
[0029] 利用本發(fā)明的方法培育出來的抗咪唑啉酮類除草劑粳稻新品種，可以徹底解決直 播栽培中雜草稻防治難問題，大大節(jié)約成本，大力發(fā)展水稻輕型化栽培。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明實施例5中抗除草劑水稻品種的選育過程。
【具體實施方式】
[0031] 以下通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但這并不是對本發(fā)明的任何具體 限制。
[0032] 實施例1抗咪唑啉酮類除草劑粳稻突變體"CL55"的獲得
[0033] 參考顧佳清等（顧佳清等，上海農(nóng)業(yè)學報，2005, 21 (1) :7_11)的方法，將滬稻55 號（上海市農(nóng)業(yè)科學院作物所選育，2011年通過上海市品種審定）種子3000克用蒸餾水浸 泡24小時，溫度不宜過高，防止發(fā)芽，瀝干水后，用0. 6 %的EMS處理24小時，處理過程中要 不斷攪拌，結(jié)束后用自來水沖洗24小時后催芽播種，出苗后3葉期用山東先達化工有限公 司生產(chǎn)的咪唑啉酮類除草劑"豆施樂"水劑處理，處理濃度為8克/畝。噴藥后7天就有藥 害反應(yīng)，苗心葉開始變黃，大部分漸漸腐爛，最后死亡，其中2株正常存活，5-6葉期后將秧 苗移至育種大田。當年沒有結(jié)實。當年冬季把植株移栽至海南島。冬季海南島該突變體植 株仍未結(jié)實，第二年移栽至正季育種田獲得了 2株自交種子。當年冬季海南擴繁。第三年正 季以原始親本"滬稻55"為對照，種成3個株系，每個株系種100粒，待秧苗長至3-4葉期， 再次噴施咪唑啉酮類除草劑，藥劑用量為咪唑啉酮類除草劑防治雜草的推薦使用濃度，有 效劑量80g/畝。從噴藥后第3天開始觀察藥害反應(yīng)，最后篩選到1株抗性突變體"CL55"。
[0034] CL55現(xiàn)已于2014年07月14日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通 微生物中心（地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編 100101)，分類命名為粳稻（拉丁名為：0ryzasativasubsp.japonica)，保藏號為CGMCC No.9348。
[0035] 實施例2不同濃度的咪唑啉酮類除草劑對水稻發(fā)