高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法及應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法及應用。利用高抗性淀粉基因型材料和綜合農藝性狀優良、抗病性和配合力強的粳稻優良保持系以及恢復系，通過雜交、多次回交等常規育種技術結合分子標記輔助選擇育種技術，先獲得高抗性淀粉含量保持系和恢復系，然后再利用高抗性淀粉含量保持系與粳稻不育系進行多代回交，選育出含有高抗性淀粉基因型的不育系，通過廣泛測交鑒定培育出綜合農藝性狀優良的高抗性淀粉的雜交粳稻。該方法對提高抗性淀粉水稻品種產量、降低生產成本有積極的意義，可以滿足糖尿病患者對高抗性淀粉稻米的需求，緩解糖尿病人吃飯難吃不飽飯的問題。
【專利說明】高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法及應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及作物育種【技術領域】，具體涉及高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法及應用。
【背景技術】
[0002]抗性淀粉(Resistant Starch,簡稱RS)是指“在健康個體的小腸中不能被吸收的淀粉或淀粉降解產物”(歐洲RS協會EURESTA定義)。已有研究表明，抗性淀粉不能在小腸中被消化吸收和提供葡萄糖，在大腸中可以被生理性細菌發酵，產生短鏈脂肪酸(Shortchain fatty acids, SCFA)和氣體。抗性淀粉有著重要的生理功能,能夠降低餐后血糖和胰島素應答，提高機體對胰島素的敏感性，預防便秘和結腸癌的發生，降低血清中膽固醇和甘油三酯含量，降低和控制體重，促進礦物質吸收。高抗性淀粉飲食者與低抗性淀粉飲食者相比，具有較少的胰島素反應，這對糖尿病患者控制餐后血糖值有很大影響，尤其對于非胰島素依賴型病人，攝食高RS食物，可延緩餐后血糖上升，有效控制糖尿病病情。
[0003]通過篩選和鑒定高抗性淀粉含量的水稻遺傳資源，提供具有高抗性淀粉含量的水稻品種，來 改善人們的飲食結構是治療和預防糖尿病等文明病發病的最經濟有效的手段之一。上海市農業科學院作物栽培育種研究所利用化學誘變和小孢子培養技術并結合常規育種技術，培育了高抗性淀粉粳稻新品種“降糖稻I號”，并與相關企業合作進行了產業化開發，緩解了糖尿病人吃飯難、吃不飽飯的難題，但因該品種產量和出米率極低、生產成本比一般稻米高3倍以上，嚴重影響大面積推廣應用和市場銷售。
[0004]雜交水稻是通過不同稻種相互雜交產生的，依靠的是不育系(母本)和恢復系(父本)雜交產生超雙親優勢，達到高產的目的。由于控制水稻抗性淀粉含量的基因是隱性性狀，想要通過雜交稻提高抗性淀粉含量水稻產量，必須先選用出含有高抗性淀粉隱性純合不育系和恢復系，再利用高抗性淀粉的三系不育系和恢復系培育高抗性淀粉含量雜交水稻新品種。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法及應用，利用非轉基因高抗性淀粉水稻材料，通過雜交、多次回交等傳統水稻育種技術和分子標記輔助選育技術，培育出綜合農藝性狀優良、抗病性強、配合力強的高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系，再培育綜合農藝性狀優良的高抗性淀粉含量雜交粳稻新品種。
[0006]本發明的高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法，包括以下步驟:
[0007]I)收集粳稻保持系和恢復系，分別以B和R表示；
[0008]2)分別以粳稻保持系B和恢復系R為母本，以高抗性淀粉基因型材料，以J表示，為父本進行雜交，獲得F1代種子，分別用F1^和F1^表示；
[0009]3)將步驟2)收獲的F1代種子和各自對應的粳稻保持系B和恢復系R為輪回親本進行回交，收獲對應保持系BC1F1U種子和恢復系BC1F1U種子；
[0010]4)對保持系BC1F1U種子和恢復系BC1F1U進行分子標記鑒定，篩選出含有高抗性淀粉雜合基因型的單株；
[0011]5)將步驟4)篩選出的含有高抗性淀粉雜合基因型的單株為母本分別與對應的粳稻保持系B、恢復系R繼續回交，收猶對應的保持系BC2F1U種子、恢復系BC2F1U種子；
[0012]6)重復步驟4)和5)5-7次直到篩選出農藝性狀與粳稻保持系B和恢復系R —致并含高抗性淀粉含量基因型的雜合單株保持系BC1JVw和恢復系BCnF1,, η為6-8 ;
[0013]7)將步驟6)得到的保持系BCnF1,和恢復系BCnF1,種子種植于稻田，自交獲得BCnF2代，對BCnF2代進行分子標記檢測，選出高抗性淀粉含量基因型純合單株，對中選的材料再進行抗性淀粉含量特性檢測，獲得農藝綜合性狀優良的高抗性淀粉含量雜交粳稻保持系和恢復系；[0014]8)利用高抗性淀粉含量粳稻保持系與粳稻三系不育系，以A表示，雜交獲得高抗性淀粉含量基因型雜合的代不育系單株，高抗性淀粉含量基因型雜合的代不育系單株與高抗性淀粉含量粳稻保持系回交獲得BC1F1I代，從BC1F^代開始，通過分子標記檢測，挑選高抗性淀粉含量基因型純合的不育系單株繼續與對應的保持系回交直至農藝性狀與高抗性淀粉含量粳稻保持系一致，獲得農藝綜合性狀優良的高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系。
[0015]優選地，步驟I)所述的粳稻保持系和恢復系的綜合農藝性狀優良、抗病力強并且配合力強。
[0016]優選地，步驟2)所用的高抗性淀粉基因型材料為降糖稻I號。
[0017]優選地,步驟4)所用的分子標記為PCR-SpeI標記。
[0018]本發明的高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系的應用，由所述的高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系通過廣泛測交鑒定培育高抗性淀粉含量雜交粳稻。
[0019]進一步地，所述的高抗性淀粉含量雜交粳稻的抗性淀粉含量為10%_17%。
[0020]本發明中提到的綜合農藝性狀優良是指株型緊湊、植株健壯、產量高、穗大粒多、米質優等方面性狀，抗病力強是指抗稻瘟病、白葉枯病等，配合力強均參照本領域常規選育標準。
[0021]本發明在檢測中用到的分子標記PCR-SpeI已在名稱為《一種水稻淀粉分支酶SBE3的基因的突變基因及其用途》，申請號為201210266649.9的專利申請中所公布。
[0022]本發明的有益效果在于:
[0023]高抗性淀粉含量特性受到一對隱性基因控制，只有同時獲得具有高抗性淀粉含量的隱性純合基因型的不育系和恢復系材料，再通過對獲得的高抗性淀粉三系不育系和恢復系廣泛測交分析才能獲得高抗性淀粉含量高產的雜交粳稻。選育出的高抗性淀粉含量雜交粳稻具有高抗性淀粉含量、籽粒不透明、產量高、酶切分子標記指紋圖譜具有PCR-SpeI標記的高RS含量特征譜帶，糖尿病人餐后平穩血糖的優點。
[0024]本發明通過目標明確、定向改造、技術路線精準的現代分子標記輔助育種技術與傳統育種相結合，篩選具有高抗性淀粉含量基因的綜合農藝性狀好且配合力和抗病性強的三系粳稻不育系和恢復系，配制出綜合農藝性狀好的高抗性淀粉含量的雜交粳稻新品種。
[0025]本發明采取非轉基因技術，不存在轉基因水稻的生態和食品安全風險性和公眾擔憂問題。降低生產成本和產品價格的優點，可以滿足糖尿病人對高抗性淀粉含量稻米的需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明實施例1高抗性淀粉含量雜交粳稻新品種RS優I號的選育過程。【具體實施方式】
[0027]以下結合具體實施例與附圖進一步詳細描述本發明的技術方案。
[0028]實施例1
[0029]參見圖1，高抗性淀粉含量雜交粳稻新品種RS優I號的選育過程:
[0030]I)收集農藝性狀優良、抗病力強以及配合力強的粳稻保持系和恢復系，分別以B和R表不；
[0031]2)以粳稻保持系B和恢復系R，及高抗性淀粉含量材料降糖稻I號，以J表示，為雜交親本作雜交B/J和R/J，得到雜交F1代，分別以F1,和F1,表示；
[0032]3)種植雜交F1代，在開花期與各自對應的粳稻保持系B和恢復系R為輪回親本進行回交，分別收 獲對應保持系BC1F1U種子和恢復系BC1F1M種子；
[0033]4)種植BC1F1^種子和BC1F1,種子，并對單株進行分子標記鑒定，篩選出含有高抗性淀粉雜合基因型的單株；
[0034]5)將步驟4)篩選出的含有高抗性淀粉雜合基因型的單株為母本與對應的粳稻保持系B、恢復系R繼續回交，收獲對應的保持系BC1F1U種子、恢復系BC2F1U種子；
[0035]6)重復步驟4)和5)6次篩選出農藝性狀與粳稻保持系B和恢復系R —致并含高抗性淀粉含量基因型的雜合單株保持系BC7F1U和恢復系BC7Fgj ;
[0036]7)將步驟6)得到的保持系BC7F1,和恢復系BC7F1,種子種植于稻田，自交獲得BC7F2代，對BC7F2代開始進行分子標記檢測，選出高抗性淀粉含量基因型純合單株，對中選的材料再進行抗性淀粉含量特性檢測，至此獲得農藝綜合性狀優良的高抗性淀粉含量粳稻保持系RSBl和恢復系SR恢I ;
[0037]8)利用高抗性淀粉含量粳稻保持系RSBl與粳稻三系不育系A雜交獲得高抗性淀粉含量基因型雜合的F1I代不育系單株，高抗性淀粉含量基因型雜合的Fl代不育系單株與高抗性淀粉含量粳稻保持系RSBl回交獲得BC1F^代。從BC1F^代開始，通過分子標記檢測，挑選高抗性淀粉含量基因型純合的不育系單株，繼續與對應的保持系RSBl回交直至農藝性狀與高抗性淀粉含量粳稻保持系RSBl —致，獲得農藝綜合性狀優良的高抗性淀粉含量粳稻三系不育系RSAl ；
[0038]9)高抗性淀粉含量粳稻三系不育系和恢復系通過廣泛測交鑒定培育高抗性淀粉含量雜交粳稻RS優I號。
[0039]實施例2
[0040]高RS含量雜交粳稻“RS優I號”主要農藝性狀和產量研究。
[0041]10月底對高RS含量雜交粳稻“RS優I號”與對照“滬優12-2”、“滬優12_63”、“滬優12-122”和“降糖稻I號”按照國家水稻區域試驗調查標準進行考種，試驗均設兩組平行，其結果列于表1和表2。
[0042]表1為高RS含量雜交粳稻“RS優I號”與“滬優12_2”、“滬優12_63”、“滬優12-122”和“降糖稻I號”的農藝性狀比較。
[0043]表1
[0044]
【權利要求】
1.高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法，包括如下步驟: .1)收集粳稻保持系和恢復系，分別以B和R表示； . 2)分別以粳稻保持系B和恢復系R為母本，以高抗性淀粉基因型材料，以J表示，為父本進行雜交，獲得F1代種子，分別用F1^和F1^表示；. 3)將步驟2)收獲的Fl代種子和各自對應的粳稻保持系B和恢復系R為輪回親本進行回交，收獲對應保持系BC1Fgj種子和恢復系BC1Fgj種子； . 4)對保持系BC1F1^種子和恢復系BC1F1^種子進行分子標記鑒定，篩選出含有高抗性淀粉雜合基因型的單株； . 5)將步驟4)篩選出的含有高抗性淀粉雜合基因型的單株為母本分別與對應的粳稻保持系B、恢復系R繼續回交，收獲對應的保持系BC2F1U種子、恢復系BC2F1U種子； .6)重復步驟4)和5)5-7次直到篩選出農藝性狀與粳稻保持系B和恢復系R—致并含高抗性淀粉含量基因型的雜合單株保持系BC1JVw和恢復系BCnF1,, η為6-8 ; . 7)將步驟6)得到的保持系BCnF1,和恢復系BCnF1,種子種植于稻田，自交獲得BCnF2代，對BCnF2代進行分子標記檢測，選出高抗性淀粉含量基因型純合單株，對中選的材料再進行抗性淀粉含量特性檢測，獲得農藝綜合性狀優良的高抗性淀粉含量雜交粳稻保持系和恢復系； . 8)利用高抗性淀粉含量雜交粳稻保持系與粳稻三系不育系，以A表示，雜交獲得高抗性淀粉含量基因型雜合的代不育系單株，高抗性淀粉含量基因型雜合的代不育系單株與高抗性淀粉含量粳稻保持系回交獲得BC1F1I代，從BC1F^代開始，通過分子標記檢測，挑選高抗性淀粉含量基因型純合的不育系單株，繼續與對應的保持系回交直至農藝性狀與高抗性淀粉含量粳稻保持系一致，獲得農藝綜合性狀優良的高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系。
2.根據權利要求1所述的高抗性淀粉雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法，其特征在于:步驟I)中的粳稻保持系和恢復系的綜合農藝性狀優良、抗病力強并且配合力強。
3.根據權利要求1所述的高抗性淀粉雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法，其特征在于:步驟2)所用的高抗性淀粉基因型材料J為降糖稻I號。
4.根據權利要求1所述的高抗性淀粉雜交粳稻三系不育系和恢復系的選育方法，其特征在于:所用的分子標記為PCR-SpeI標記。
5.根據權利要求1所述的高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系的應用，其特征在于，由所述的高抗性淀粉含量雜交粳稻三系不育系和恢復系通過廣泛測交鑒定培育高抗性淀粉含量雜交粳稻。
6.根據權利要求5所述的應用，其特征在于:所述的高抗性淀粉含量雜交粳稻的抗性淀粉含量為10-17%。
【文檔編號】A01H1/02GK103931483SQ201410133082
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】樸鐘澤, 楊瑞芳, 白建江 申請人:上海市農業科學院