一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法
2023-05-03 11:33:06
一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法
【專利摘要】本發明涉及一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法，屬於水稻遺傳改良育種設計【技術領域】，其特徵在於選擇水稻稻瘟病發病程度能夠代表目標地區的水稻田塊為試驗病圃點，將發病程度存在梯度差的不同目標地區的各個試驗病圃點構成試驗鑑定網；將供試的同一套水稻育種材料按照試驗設計要求種植在試驗鑑定網的各個病圃點中，根據供試水稻育種材料的生長情況和試驗鑑定網中不同病圃點的溫度、光照、溼度等資料，篩選鑑定出能夠適應不同病害壓力的供試水稻育種材料。本發明分級進行育種材料的篩選，使育種材料的抗病性和農藝性狀得到兼顧，從而提高育種材料的篩選效率；具有試驗準確性高、效率高、成本低的特點。
【專利說明】一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法，屬於水稻遺傳改良育種設計【技術領域】。
【背景技術】
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[0002]水稻是世界上三大禾穀類作物之一，它起源於熱帶沼澤地帶，是典型的喜溫喜溼類作物。受其生物學特性的影響，水稻生長在溫度、溼度同步的季節，其間，病蟲災害對其生長的影響往往也十分嚴重，稻瘟病就是其中主要的病蟲災害之一。
[0003]稻痕病發生時,稻梨孢菌(Pyricularia oryzae)侵入水稻植株組織所產生的真菌性病害，能使水稻植株的不同部位發病，產生病班，使水稻減產，嚴重時還可能使水稻絕收，因此，稻瘟病是世界上水稻生產的第一大病害。
[0004]抗病育種是一種減輕水稻稻瘟病影響的十分有效的方法。通過抗病育種的途徑，增強水稻的抗病性能，達到減輕稻瘟病損失的目的。
[0005]由於稻瘟病的生理小種較多，不同小種的致病基因所對應的水稻抗性基因的專化性存有較大的差異，而稻瘟病優勢生理小種的變化又比較快，為了延長所育抗病優良品種的有效使用期，抗病育種時便加大了病區的選擇力度，將一些育種材料置於那些病害選擇壓力很大的地方來進行篩選。
[0006]這樣就帶來了一個新的問題。一些育種材料雖然其他性狀都比較優秀，能夠在生產上發揮很好的作用，但其抗病性卻難以通過重病區的篩選，就往往被淘汰，而實際生產上的病害情況並沒有達到重病區的致病水平。這樣育種材料選擇就與生產實際產生了一定的距離。一方面，一些比較優秀的育種材料難以通過病區篩選，而另一方面，一些抗性通過了病區鑑定的水稻育種材料的農藝性狀往往又不夠理想。這樣就降低了品種改良的效率。
[0007]抗較多生理小種育種目標到達的難度要遠遠高於抗較少生理小種的難度。僅以抗2個主效基因和抗I個主效基因的育種目標為例，抗2個主效基因的育種工作量就是抗I個基因的3倍以上，這還是在假設某主效基因均是分布在不同的染色體上，且獨立分布的。目前已有的研究表明，稻瘟病的生理小種有82種，如果育種材料要能夠抗所有的稻瘟病生理小種，其難度將遠遠大於抗2個生理小種的難度；如果其間還存在某些有利基因和不利基因的連鎖，其育種的難度會更大。
[0008]雖然也有一些育種者將育種材料置於病害相對較輕的基地進行種植篩選，但也難以兼顧抗病育種，對適應生產的抗病育種目標難以有針對性地促進。由於水稻的眾多性狀受不同基因控制，這樣選擇出來的育種材料雖然抗性相對較好，但其農藝性狀、品質性狀往往並不理想，選育較理想品種的難度、周期都大大增加了。
[0009]在這樣的情況下，所選育出來的品系(品種)與生產要求難以協調，在生產上應用的效果有限。
【發明內容】
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[0010]為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法，針對生產的實際情況，按照目標地區的生產實際條件，選擇發病程度能夠代表目標地區的水稻田塊為試驗病圃點，將發病程度存在梯度差的不同目標地區的各個試驗病圃點構成試驗鑑定網，分級進行育種材料的篩選，避免在同一個相對較高的選擇壓下篩選目標育種材料，使育種材料的抗病性和農藝性狀得到兼顧，從而提高育種材料的篩選效率；能夠有效地對水稻供試育種材料進行試驗鑑定，具有試驗準確性高、效率高、成本低的特點。
[0011]本發明是通過如下技術方案來實現上述目的的。
[0012]本發明提供的一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法，包括如下步驟:
[0013](I)、選擇水稻稻瘟病發病程度能夠代表目標地區的水稻田塊為試驗病圃點，將不同目標地區的各個試驗病圃點構成試驗鑑定網；
[0014]在參考常年水稻生產或科研數據資料的基礎上，各目標地區的試驗病圃點的水稻稻瘟病發病程度存在梯度差，能夠鑑定不同抗病能力的水稻育種材料；
[0015]各目標地區的試驗病圃點的土壤肥力均勻，具備發病條件，其溫光資源能夠完成供試水稻育種材料的生長周期；
[0016]各目標地區的試驗病圃點應選擇在當地氣象臺站的附近，以便能夠利用常年的氣象資料，或安裝相應的氣象觀測設備；
[0017](2)、將供試的同一套水稻育種材料按照試驗設計要求種植在試驗鑑定網的各個病圃點中，使其在自然氣候的環境中生長，進行常規的水肥管理，記錄供試的水稻育種材料在生長周期中各個時期的病情資料；
[0018](3)、根據供試水稻育種材料的生長情況和試驗鑑定網中不同病圃點的溫度、光照、溼度等資料，與病情資料進行關聯分析，得到供試水稻育種材料生長期的氣象資料及其病情資料數據；
[0019](4)、將不同病圃點的氣象資料、供試水稻育種材料的病害反映進行系統分析，確定不同選擇壓力條件下的水稻病害表現，篩選鑑定出能夠適應不同病害壓力的供試水稻育種材料。
[0020]本發明與現有的技術相比具有如下有益效果:
[0021]1、試驗鑑定的準確性高。通過存在梯度壓力差異的多個病圃點的試驗鑑定的準確性要遠高於任何一個單一病圃點的效果。在單一的病圃點裡，只能夠獲得在一個病害選擇壓力條件下的病害試驗結果，對於病害選擇壓力變化後試驗結果不能夠準確獲得；而在不同病害選擇壓力條件下構成的試驗鑑定網裡，能夠結合不同病害選擇壓力整體效應，準確了解供試材料在不同病害選擇壓力條件下的試驗反應，從而加深對不同遺傳背景供試水稻材料的抗病效應的認識，可以獲得比單一病圃點更多的技術信息。
[0022]2、試驗鑑定的效率高。在單一的病圃點裡，受當年的氣候影響較大，當某年的氣溫過高或者過低時都會影響試驗鑑定的結果，從而會影響、甚至會延誤水稻新品種的選育進度。由不同病害選擇壓力病圃點構成的試驗鑑定網就可以避免這樣的問題發生。當某年試驗鑑定時段的病害發生過重時，很多的優秀材料難以過關，面臨淘汰命運，而病害較輕的病圃點會因為病害壓力相對較輕能夠使一些其他性狀優秀的水稻育種材料表現出其優越性；當某年試驗鑑定時段的病害發生很輕時，選擇壓力大的試驗田所表現出供試水稻材料的抗病差異又能夠表明育種材料選擇價值。這樣就避免了單一病圃點因氣候影響而導致試驗鑑定失效的風險，提高了試驗鑑定的效率，也促進了水稻育種的進度。
[0023]3、試驗鑑定的成本較低。本方法只是將水稻供試材料種植在病害壓力不同的稻田裡，利用的是稻瘟病梯度選擇壓力對供試水稻材料在自然條件下的反應，只是按照選擇壓力的梯度、按照試驗鑑定目的要求增加鑑定圃點。這與生產實際情況十分接近，不需要另外增加人工輔助條件，成本低，經濟有效。
【具體實施方式】
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[0024]下面結合具體實施例，對本發明作進一步說明。
[0025]在湖北中西部稻區，分別有江漢平原、低山丘陵、中海拔(海拔600米左右)山區、高海拔(海拔1100米左右)的四種類型稻區。其稻瘟病的病害壓力構成一個梯度差，高海拔(海拔1100米左右)稻區的稻瘟病發病最重，國家稻瘟病鑑定的二級病圃就存在這一區域；中海拔(海拔600米左右)稻區的稻瘟病發病較重，是湖北省的稻瘟病田間鑑定病圃之一；低山丘陵(海拔100米左右)發病又次之；平原(海拔30米左右)的稻瘟病發病最輕。
[0026]當供試水稻材料種植在上述病圃中時，就構成了一個因稻瘟病致病能力存有差異的試驗鑑定網。
[0027]四個病圃的生態環境不同，稻瘟病的常年發病程度也不相同。高海拔病圃的稻瘟病發病最重，中海拔病圃的次之，低山丘陵的又次之，平原病圃發病最輕。這樣多個病圃組成的整體田間鑑定就比任何一個單獨病圃鑑定獲得成功的機率都要高。
[0028]當某年的降水偏少、氣溫偏高時，稻瘟病整體發病較輕，常年稻瘟病發病較重的試驗鑑定網點(如海拔1100米的高海拔試點)，能夠試驗鑑定出供試水稻材料間抗稻瘟病能力的差異，其他試驗鑑定網點的試驗鑑定結果僅供參考；當某年的陰雨低溫時段較多，整體發病都比較重時，低山丘陵和平原試驗鑑定網點都能夠試驗鑑定出供試水稻材料抗稻瘟病能力的差異。即使在正常年度，這樣一種由不同稻瘟病選擇壓力構成的試驗鑑定體系也能夠較好的試驗鑑定出對目標地區的預選水稻育種材料，使得不同抗稻瘟病水平的水稻材料都能夠獲得比較好的應用。抗病能力強的水稻材料選育的品種適應於稻瘟病發病嚴重的稻區，抗稻瘟病能力一般的水稻材料選育的品種則適用於稻瘟病發病較輕的稻區。
[0029]由於有了上述不同病害選擇壓力的條件，就避免了因特殊年份的氣候變化而導致的病害鑑定失效的風險，大大提高了病害鑑定成功的保證率；同時，也擴大了水稻抗稻瘟病育種材料的利用範圍，提高了水稻抗稻瘟病育種的效率。
【權利要求】
1.一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法，其特徵在於包括如下步驟: (1)、選擇水稻稻瘟病發病程度能夠代表目標地區的水稻田塊為試驗病圃點，將不同目標地區的各個試驗病圃點構成試驗鑑定網； (2)、將供試的同一套水稻育種材料按照試驗設計要求種植在試驗鑑定網的各個病圃點中，使其在自然氣候的環境中生長，進行常規的水肥管理，記錄供試的水稻育種材料在生長周期中各個時期的病情資料； (3)、根據供試水稻育種材料的生長情況和試驗鑑定網中不同病圃點的溫度、光照、溼度等資料，與病情資料進行關聯分析，得到供試水稻育種材料生長期的氣象資料及其病情資料數據； (4)、將不同病圃點的氣象資料、供試水稻育種材料的病害反映進行系統分析，確定不同選擇壓力條件下的水稻病害表現，篩選鑑定出能夠適應不同病害壓力的供試水稻育種材料。
2.根據權利要求1所述的一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法，其特徵在於在參考常年水稻生產或科研數據資料的基礎上，各目標地區的試驗病圃點的水稻稻瘟病發病程度存在梯度差，能夠鑑定不同抗病能力的水稻育種材料。
3.根據權利要求2所述的一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法，其特徵在於各目標地區的試驗病圃點的土壤肥力均勻，具備發病條件，其溫光資源能夠完成供試水稻育種材料的生長周期。
4.根據權利要求3所述的一種水稻抗稻瘟病育種材料的鑑定方法，其特徵在於各目標地區的試驗病圃點應選擇在當地氣象臺站的附近，以便能夠利用常年的氣象資料，或安裝相應的氣象觀測設備。
【文檔編號】A01H1/04GK104381125SQ201410662267
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】邢丹英, 田進山, 黃蓉, 徐建龍, 金明珠, 李志新, 邱先進, 雷昌雲, 何文靜, 楊隆維, 羅耀美, 杜斌, 陳火雲, 劉環, 楊隆彪 申請人:長江大學