利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法
2023-12-08 15:44:01 3
專利名稱：利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法
技術領域：
本發明涉及一種水稻新品種選育方法，特別是一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法。
背景技術：
健壯而生理活力強的根系是水稻高產的基礎，根系具有固定、吸收、合成和分泌四大功能。根旺盛的吸水能力，能源源不斷地保證地上部光合作用和蒸騰作用所需的水分，保證地上部的生長對無機礦物質的需求。由於許多植物激素及蛋白質是在根部合成的，生理活力強的根系可以保證地上部健壯生長而不早衰。影響根系健壯生長的因素很多，諸如品種特性、水分的多少和礦物營養的供應、土壤的結構與鹽鹼等，但在相同的外界條件下，品種是內因。由於水稻根系性狀遺傳研究相對滯後和人們對根系改良重要性認識不足，育種家尚缺少對水稻根系性狀遺傳規律的認識和了解，限制了根系選擇在育種中的應用。隨著根系對水稻植株地上部生長及稻穀產量的作用被廣泛認同，通過有意識地對間接或直接影響稻穀產量和稻米品質的根系有關性狀進行改良，是最終達到高產、穩產、高效、優質以及環保目的的有效途徑。為了追求建立水稻健壯的根系，水稻育種家和栽培專家進行了大量的試驗和研究，由於根處於地下，給觀察和取樣帶來極大的麻煩和困難，在研究方法上大都採用「破壞性」研究，如利用α-萘胺氧化法與傷流液法，是將稻株挖出後測定的。在水稻育種上採取破壞性測定，即使測出其根系活力，也因植株被破壞而失去了選擇機會。鮑文奎等在研究水稻不同葉位葉片光合產物流向後指出「水稻各生育期都有相應的養分輸入中心(亦稱生長中心)，各葉的光合產物主要向它集中，而後才輸入次要的生長部分，當光合產物不足時，在分配上優先保證生長中心的需要，這是制約光合產物分配的主要原則之一」。各葉除了首先將光合產物供應植株當時的生長中心外，其餘的部分都主要向靠近它的器官輸送，上部葉片較多地輸向地上器官，水稻抽穗後，特別是灌漿結實期，上三葉(劍葉、倒二葉與倒三葉)的光合產物輸向穗粒。研究證實，即使植株下部葉完全被遮光，下部葉和器官處於營養「飢餓」的情況下，上部葉片(受光條件良好)的光合產物也很少分配到下層被蔭蔽的器官中去。要想根系健壯而有活力，必須向根部輸送「能源」 一碳水化合物。根系以此為「能源」，通過自身的氧化作用，保持其應有的活力和功能。這些有機碳水化合物的供給者只有倒四、倒五葉製造的光合產物。如倒四葉、倒五葉葉綠素含量高，製造的光合產物多，可源源不斷地向根部輸送營養，根系活力就強，若倒四葉、倒五葉老化，葉綠素含量低，製造的光合產物少或停止製造，根系得不到「能源」的供應，就開始發生根腐死亡。現有技術中葉片葉綠素含量的檢測方法有
1、α-萘胺氧化法測定根系的活力，將根系全部挖出，洗淨再浸入α-萘胺溶液中，觀察其染色情況。本法為破壞性方法，不能用於選種。2、傷流液法將稻株切斷後收集傷流量的。本法為破壞性方法，不能用於選種。
3、葉綠素測定將葉片研碎，提取葉綠素後，用分光光度計比色測定含量。本法也是破壞性測定，不能用於選種。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種新的方法更為合理、可操作性強的利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法。在水稻群體中，由於倒四葉較倒五葉受光條件優越，加之年齡也較倒五葉輕，故倒四葉的製造光合產物的能力遠較倒五葉強，倒四葉葉綠素含量與根系活力間相關密切 (r=0. 6398，顯著)。因此發明人利用倒四葉的葉綠素含量(老化程度)來衡量根系活力高低。本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特點是，其步驟如下
(1)選擇高產優質品種與抗早衰、根系活力強的優良親本或品種雜交，收穫雜種一代種子；同時設立對照品種；
(2)加代成雜種二代種子，並種植成雜種二代群體；種植對照品種；
(3)單株選擇；同時種植對照品種；當株系未穩定時全部進行單株選擇，單株選擇方法如下
a、田間初選在每個單株齊穗後蠟熟始期，進行田間長相抗性初次選種，並標記；
b、田間複選，也即老化指數選擇對標記株用葉綠素測定儀分別測定各單株的有效穗倒四葉與劍葉的葉綠素含量，並分別用株內各穗平均值計算，以下述公式計算單株葉片老化指數，葉片老化指數< 20%單株入選；
C、田間決選入選單株在田間完熟期前決選；
d、室內初選田間選擇單株分株收穫，室內考種，淘汰單株產量差於對照品種，且結實率小於90%的單株；
e 室內決選初選後保留單株部分種子，剝糙測出糙率及外觀品質，出糙率< 8 及外觀品質達不到國標三級米的單株淘汰；
(4)株系選擇；同時種植對照品種；株系選擇方法如下
a、田間初選在每系拔節期觀察生長量，並記錄，齊穗後蠟熟期前淘汰產量水平及抗性低於對照品種的株系；
b、田間老化指數選擇將當選株系每系測20-30株，葉片老化指數計算方法同步驟 (3)，株系平均老化指數< 20%的高產多抗穩定株系全部實收；
C、實產對比並考種，室內出糙分析，米質分析決選老化指數< 20%、產量高於對照品種 5%以上、出糙率高於90%、米質達到國家三級優質米標準以上的株系，參加品系比較試驗；
(5)品系對比按常規方法進行小區品系對比，種植對照品種，篩選產量高於對照品種 5%以上的優良品系，即得。 本發明中所述的葉片老化指數分級標準可參見表1。
表 權利要求
1. 一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特徵在於，其步驟如下(1)選擇高產優質品種與抗早衰、根系活力強的優良親本或品種雜交，收穫雜種一代種子；同時設立對照品種；(2)加代成雜種二代種子，並種植成雜種二代群體；種植對照品種；(3)單株選擇；同時種植對照品種；當株系未穩定時全部進行單株選擇，單株選擇方法如下a、田間初選在每個單株齊穗後蠟熟始期，進行田間長相抗性初次選種，並標記；b、田間複選，也即老化指數選擇對標記株用葉綠素測定儀分別測定各單株的有效穗倒四葉與劍葉的葉綠素含量，並分別用株內各穗平均值計算，以下述公式計算單株葉片老化指數，葉片老化指數< 20%單株入選；C、田間決選入選單株在田間完熟期前決選；d、室內初選田間選擇單株分株收穫，室內考種，淘汰單株產量差於對照品種，且結實率小於90%的單株；e 室內決選初選後保留單株部分種子，剝糙測出糙率及外觀品質，出糙率< 8 及外觀品質達不到國標三級米的單株淘汰；(4)株系選擇；同時種植對照品種；株系選擇方法如下a、田間初選在每系拔節期觀察生長量，並記錄，齊穗後蠟熟期前淘汰產量水平及抗性低於對照品種的株系；b、田間老化指數選擇將當選株系每系測20-30株，葉片老化指數計算方法同步驟 (3)，株系平均老化指數< 20%的高產多抗穩定株系全部實收；C、實產對比並考種，室內出糙分析，米質分析決選老化指數< 20%、產量高於對照品種 5%以上、出糙率高於90%、米質達到國家三級優質米標準以上的株系，參加品系比較試驗；(5)品系對比按常規方法進行小區品系對比，種植對照品種，篩選產量高於對照品種 5%以上的優良品系，即得。
全文摘要
一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特徵在於，其步驟如下選擇高產優質品種與抗早衰、根系活力強的優良親本或品種雜交，收穫雜種一代種子；同時設立對照品種；加代成雜種二代種子，並種植成雜種二代群體；種植對照品種；再進行單株選擇和株系選擇。在單株與株系選擇時依據倒4葉葉綠素含量判斷水稻根系活力。應用本發明方法可以有效地選出根系活力強的稻株，在高產多抗優質的基礎上，可以更準確地選擇根系活力強的新品系，準確便捷地選育出高產新品種。
文檔編號A01H1/04GK102356752SQ201110288088
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月26日 優先權日2011年9月26日
發明者徐大勇, 方兆偉, 樊寧聲, 樊繼偉, 潘啟民, 潘長紅, 秦德榮, 陳庭木 申請人:連雲港市黃淮農作物育種研究所