本發(fā)明涉及育種技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水稻一年多代的育種方法。

背景技術(shù)：
水稻是世界主要糧食作物之一，其產(chǎn)量和品質(zhì)深刻地影響著國際糧食的供應(yīng)和人民生活水平的提高。水稻是一年生喜溫短日性作物，適合在溫度較高的低緯度地區(qū)或者溫度較高的季節(jié)生長繁殖。低溫使生長發(fā)育遲緩，較高的溫度使生長發(fā)育加快，除溫度之外，水稻生育期長短主要還是受光照長短的制約，當(dāng)水稻具備了一定的營養(yǎng)生長量時(shí)，如果處在較短日照的光周期內(nèi)，發(fā)育加快抽穗提前，反之若處在日照較長的光周期內(nèi)，發(fā)育緩慢抽穗延遲，甚至不能抽穗。海南省最南部的幾個(gè)縣市地處北緯18度左右，一年中除4～6月之外，其余季節(jié)日照都比較短，尤其是冬季氣溫也適宜水稻生長，依據(jù)水稻喜溫、短日性的特點(diǎn)，可以滿足水稻正常生長又能快速繁殖的氣候條件。培育新的水稻品種是一個(gè)把來自不同親本的有利基因聚合起來，再通過漫長的鏈鎖交換和分離穩(wěn)定的過程。按現(xiàn)有的水稻雜交育種技術(shù)，培育一個(gè)新品種，從雜交配組到性狀穩(wěn)定進(jìn)入測產(chǎn)鑒定圃，一般說來至少需要7～8個(gè)世代的促進(jìn)，而對于一些性狀差異較大或親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的雜交后代，則需要更多的世代促進(jìn)方能趨以穩(wěn)定，這么漫長的培育過程，尤其是占據(jù)我國水稻面積最大的中晚稻，由于具有較強(qiáng)的感光性，一年只能在當(dāng)?shù)赝瓿梢患荆词乖偃ギ惖貧鉁剌^高的地方冬繁一季，每年只能完成兩季，因此，培育一個(gè)穩(wěn)定的新品系少則4～5年，多則6～7年甚至更長時(shí)間。如此漫長的時(shí)間大大制約了新品種的培育速度，傳統(tǒng)的繁殖技術(shù)急需改進(jìn)。目前，關(guān)于作物一年多代繁育技術(shù)的研究有少量報(bào)道，具體如下：申請?zhí)枮?9100489.2的發(fā)明專利授權(quán)文獻(xiàn)公開了一種一年多代的植物快速育種方法，該方法將離體幼胚直接誘發(fā)成苗與縮短發(fā)育進(jìn)程相結(jié)合，省去種子后期發(fā)育所耗的時(shí)間并躲避相應(yīng)過程中的抑制物積累，增強(qiáng)接受處理的敏感性；幼苗移栽前采用KT處理，移栽后用硝態(tài)氮作唯一氮源，并給予可忍受的高溫干早和光照處理，控制植物營養(yǎng)體生長，加速發(fā)育進(jìn)程；利用分子標(biāo)記在幼苗其進(jìn)行篩選，使快速發(fā)育技術(shù)與分子標(biāo)記選擇相得益彰。申請?zhí)枮?01310075688.5的發(fā)明專利申請文獻(xiàn)公開了一種大豆當(dāng)?shù)匾荒甓啻N方法，具體包括如下步驟：1)大豆開花后18～26天采摘豆莢，干燥處理2～6天；2)取步驟1)干燥處理后的豆莢，取出豆莢中的幼胚，直接放在培養(yǎng)基上使幼胚萌發(fā)；所述培養(yǎng)基為MSB+谷氨酰胺400-500mg/L+蔗糖30～50g/L+瓊脂6.5g/L，pH＝5.85的固體培養(yǎng)基；3)幼胚萌發(fā)后將其移栽到蛭石中，通過澆灌Hoagland營養(yǎng)液，使其成苗并且生長；4)至大豆開花，重復(fù)步驟1～3。該方法將大豆幼胚培養(yǎng)在適宜的培養(yǎng)基上，使其直接快速成苗或經(jīng)過移栽成苗，節(jié)省了種子成熟所消耗的時(shí)間，縮短大豆植株的發(fā)育周期，加快了育種的進(jìn)程，提高了育種的效率。上述方法均對幼胚進(jìn)行處理以縮短成苗時(shí)間，進(jìn)而縮短作物全生育期，但上述方法并未考慮實(shí)際生產(chǎn)，需在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，無法應(yīng)用于大田，更無法大面積推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種水稻一年多代育種方法，該方法從作物栽培的角度來解決水稻育種周期過長的問題，縮短了水稻的生育期，使水稻能夠一年完成3～5個(gè)選種周期，加快了育種進(jìn)程，該方法利于大面積的推廣。水稻一年多代育種方法，包括以下步驟：(1)取水稻種子，破除休眠、催芽后進(jìn)行直播；(2)待水稻進(jìn)入揚(yáng)花期，對母本剪穎去雄、授粉操作；(3)至灌漿成熟期，選取最早成熟的谷種或糙米種作為下一代親本；(4)按照步驟(1)～(3)重復(fù)多代。常規(guī)水稻育種或水稻栽培過程中，水稻種子直接浸種催芽，即可進(jìn)行播種；對水稻進(jìn)行破除休眠處理，可以縮短水稻萌發(fā)時(shí)間，縮短整個(gè)種子播種前處理的時(shí)間。直播作為水稻栽培的一種方式，無需進(jìn)行本田移栽，避免了水稻幼苗返青所花費(fèi)的時(shí)間，縮短水稻全生育期10～15天。雜交水稻育種中，水稻進(jìn)入揚(yáng)花期后，母本需進(jìn)行去雄，而去雄的方式多種多樣，例如：溫水、溫氣殺雄，剪穎去雄，化學(xué)殺雄等。本發(fā)明所述的剪穎去雄為選用已有少量開花的稻穗，取中上部支梗的頂端穎花和基部穎花(即第二天將會(huì)開花的優(yōu)勢穎花)，于開花閉穎2小時(shí)后，剪穎去雄、套袋。剪穎時(shí)，剪去穎殼上部的1/3，將露出的雄蕊剪去，保留雌蕊。剪穎后進(jìn)行授粉。由于采用剪穎去雄的方式，穎殼不完整，造成籽粒的灌漿進(jìn)程加快，即提前成熟，一般情況下可縮短10～15天的生育期。水稻親本生育期的長短對實(shí)現(xiàn)一年多代育種具有重要作用，在水稻親本生育期短的情況下再配合上述方法，可以進(jìn)一步縮短育種進(jìn)程。作為優(yōu)選，采用具感光性且全生育期為70～100天的水稻品種。該水稻品種既可采用粳稻，也可采用秈稻；可采用東亞地區(qū)中、晚粳稻品種，也可采用中國南方早秈稻。水稻產(chǎn)量與水稻生育期的長短有一定影響，但仍存在生育期短且產(chǎn)量高的水稻品種，以生育期短的親本篩選生育期短且產(chǎn)量高的水稻品種，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)一年多代的培育，還能夠滿足水稻品比中對產(chǎn)量的要求。作為優(yōu)選，水稻品種為嘉991、單測56、嘉33、嘉0664以及嘉64。例如：以嘉991為母本、單測56為父本進(jìn)行雜交、篩選后獲得的水稻品種比嘉991高產(chǎn)，產(chǎn)量增幅大。優(yōu)選地，所述水稻親本的組合為嘉991與單測56、嘉33與嘉0664、嘉64與嘉33。種子破除休眠的方法有多種，例如：預(yù)先冷凍處理、赤霉素處理和雙氧水處理等，上述方法的著重點(diǎn)在于提高種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率，對于快速打破種子休眠、加快種子發(fā)芽方面，采用硝酸溶液的效果最佳，故，作為優(yōu)選，所述破除休眠的方法為用硝酸水溶液浸種。更優(yōu)選，浸種時(shí)間為58～60小時(shí)。直播過程中，植株間的種植密度對水稻生長、產(chǎn)量以及生育期長短都有影響。種植密度過密使得植株單位面積的分蘗數(shù)增加，引起倒伏和疾病，并會(huì)延緩水稻的成熟，進(jìn)而延長水稻生育期。作為優(yōu)選，水稻直播時(shí)的行株距為8cm×8cm。雜交育種過程中，只有保證母本、父本的同步培育，才能最大化的實(shí)現(xiàn)一年多代育種；母本剪穎去雄過程會(huì)縮短其灌漿期，故，父本也應(yīng)進(jìn)行剪穎。故，步驟(2)中，通過調(diào)節(jié)播期，保證父本與母本同時(shí)進(jìn)入揚(yáng)花期，對父本剪穎。待水稻進(jìn)入灌漿后期，水稻各分蘗上的籽粒開始成熟，但成熟時(shí)間不同，且成熟時(shí)間間隔差距較大，選擇成熟最早的一部分谷種或糙米種進(jìn)行后續(xù)種子處理，然后直接播種，可以縮短時(shí)間。由于揚(yáng)花期期間，水稻穎殼被剪，造成籽粒成熟時(shí)部分籽粒谷殼脫落，形成糙米。糙米更易破除休眠和快速催芽，花費(fèi)時(shí)間更短。然而，從水稻成熟后進(jìn)行脫粒開始，到谷種或糙米種預(yù)處理，再到播種，期間需要花費(fèi)額外的時(shí)間，易造成兩代水稻種植期間出現(xiàn)空擋時(shí)間，如能夠縮短該空擋時(shí)間，也能夠縮短水稻種植全周期的時(shí)間。作為優(yōu)選，步驟(3)中，選取最早成熟的稻穗作為下一代的親本。直接取稻穗進(jìn)行干燥，可使支梗變脆，在后續(xù)的破除休眠和催芽過程中，可以直接脫落，省去了脫粒的過程。摘穗過程中，部分糙米會(huì)從稻殼中脫落下來，可將其與谷種一同進(jìn)行破除休眠和催芽，并進(jìn)行直播。作為優(yōu)選，所述水稻種子的含水量小于≤13％，催芽至種子破胸率不低于80％時(shí)進(jìn)行直播。實(shí)現(xiàn)一年多代育種中，選擇適宜的育種地點(diǎn)，即選擇高溫、短日照地區(qū)，對于感光性水稻可明顯縮短其全生育期。在中國，海南是作物育種的最佳選擇之地，根據(jù)海南的氣候特點(diǎn)，選擇適合的播期，可以進(jìn)一步的配合本發(fā)明方法，以縮短育種周期。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明采用直播栽培、剪穎去雄、糙米催芽播種，硝酸溶液浸種快速打破種子休眠、加速種子萌發(fā)的育種栽培方式，縮短了水稻的全生育期，進(jìn)而縮短育種進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)水稻一年多代育種，解決了現(xiàn)有技術(shù)中育種周期長的問題。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說明。下列實(shí)施例水稻育種方式中未做詳細(xì)說明的均為常規(guī)技術(shù)手段。實(shí)施例1一年五代繁育一、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：嘉興市農(nóng)科院本部試驗(yàn)田和海南陵水縣椰林鎮(zhèn)南嶺育種基地二、實(shí)驗(yàn)材料：光身晚粳稻嘉64(母本)、早熟晚粳非光葉品種嘉33(父本)三、播期：第一季：2009年5月25日播種(第一季在嘉興，其余在海南)；第二季：2009年9月22日播種；第三季：2009年11月26日播種；第四季：2010年2月23日播種；第五季：2010年5月上旬日播種。四、育種方法(1)取水稻親本種子，置于硝酸水溶液中浸種58小時(shí)，徹底消除種子休眠，采用清水淋洗3～5次后，放入30℃的恒溫箱中催芽，至80％的種子破胸后，進(jìn)行直播。硝酸水溶液的制備方法為：用量筒量取，按1000mL清水加3.5mL、36％分析純濃硝酸原液的比例配制。直播方法為：取播種用的小樣本材料，按秧板寬110cm、溝寬30cm的規(guī)格劃線做畦平整秧板，把秧板一分為二，按50cm劃出播種區(qū)，每份材料按8×8cm規(guī)格的行株距實(shí)行點(diǎn)播50粒，要求行株距均勻。水稻三葉期時(shí)，進(jìn)行灌水、重施肥料促水稻早發(fā)。大群體直播的材料在分蘗開始前進(jìn)行刪密間苗，保證分離世代的每個(gè)單株獨(dú)立生長，便于單株選擇和檢測。高溫短日性較強(qiáng)的中粳或晚粳，特別是秋、春氣溫較高季節(jié)加代、發(fā)育良好的個(gè)體，5～6葉期就能開始幼穗分化，40多天開始抽穗，宜在分蘗期追施一次肥料，之后不再施肥，以保健壯、早熟，抽穗整齊不倒伏。(2)待水稻進(jìn)入揚(yáng)花期，進(jìn)行雜交操作，對母本剪穎去雄，授粉操作；剪穎去雄和授粉的具體過程為：水稻進(jìn)入揚(yáng)花期，待出現(xiàn)少量開花的稻穗后，取中上部支梗的頂端穎花和基部穎花30粒，用剪刀將選好的母本穗子先進(jìn)行整穗，然后，將已開花和2～3天內(nèi)不會(huì)開花的穎花用小剪刀剪去，僅留成熟的但尚未開放的穎花，再將穎殼上端1/3-1/4剪掉，然后用鑷子夾除雄蕊。為保證母本與父本生育期一致，采用上述方法對父本進(jìn)行剪穎去雄。(3)至灌漿成熟期，選取最早成熟的稻穗(即第二代種子)，不進(jìn)行脫粒，直接置于50℃的電熱干燥箱中快速干燥24小時(shí)至種子含水量小于等于13％，再將其置于硝酸水溶液(配制方法同上)中浸種60小時(shí)，打破種子休眠，清水淋洗后，30℃恒溫催芽，至80％種子破胸后，進(jìn)行播種。由于揚(yáng)花期時(shí)，穎殼會(huì)被剪去一部分，所以，在稻穗干燥、破除休眠、催芽的過程中，部分籽粒會(huì)從穎殼中脫落，即為糙米。糙米與未脫落的谷種的處理方法相同。(4)按照步驟(1)～(3)重復(fù)多代。表1光身稻嘉64近等系建立流程說明：P1是早熟晚粳光身稻嘉64，P2是早熟晚粳非光葉品種嘉33，已經(jīng)通過江蘇、浙江和上海審定。該試驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)了一年連續(xù)5季的繁育工作。表1是光身晚粳稻嘉64光葉基因近等系快速建立的過程，自2009年9月1日利用嘉興單晚種植的F1(光身稻嘉64與高產(chǎn)推廣品種嘉33雜交)，繼續(xù)與嘉33回交，9月22日在海南省陵水縣椰林鎮(zhèn)南門嶺育種基地播種B1F1至2010年4月20日的213天內(nèi)連續(xù)快速繁育3代，平均1代71天，第4代已于4/23連同P2繼續(xù)播種加代，進(jìn)入夏秋季水稻的生育期還會(huì)縮短更多，以上述的繁育方法，一年可望完成5～6季。實(shí)施例2一年四代繁育一、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：嘉興市農(nóng)科院本部試驗(yàn)田和海南陵水縣椰林鎮(zhèn)南嶺育種基地二、實(shí)驗(yàn)材料：光身晚粳稻嘉0664(父本)、早熟晚粳品種嘉33(母本)三、播期：第一季：2006年10月初海南播種；第二季：2006年12月30日海南播種；第三季：2007年3月20日海南播種；第四季：2007年6月10日嘉興播種。四、育種方法(1)取水稻親本種子，置于硝酸水溶液中浸種60小時(shí)，徹底消除種子休眠，采用清水淋洗3～5次后，放入30℃的恒溫箱中催芽，至80％的種子破胸后，進(jìn)行直播。硝酸水溶液的制備方法為：用量筒量取，按1000mL清水加2.5mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％分析純濃硝酸原液的比例配制。直播方法為：取播種用的小樣本材料，按秧板寬180cm、溝寬35cm的規(guī)格劃線做畦平整秧板，把秧板一分為二，每50cm劃出播種區(qū)，按8×8cm規(guī)格的行株距實(shí)行點(diǎn)播50粒并進(jìn)行稀播栽培。水稻三葉期時(shí)，進(jìn)行灌水、重施肥料促水稻早發(fā)。大群體直播的材料在分蘗開始前進(jìn)行刪密間苗，保證分離世代的每個(gè)單株獨(dú)立生長，便于單株選擇和檢測。高溫短日性較強(qiáng)的中粳或晚粳，特別是秋、春氣溫較高季節(jié)加代、發(fā)育良好的個(gè)體，5～6葉期就能開始幼穗分化，40多天開始抽穗，宜在分蘗期追施一次肥料，之后不再施肥，以保健壯、早熟，抽穗整齊不倒伏。(2)待水稻進(jìn)入揚(yáng)花期，進(jìn)行雜交操作，對母本剪穎去雄，授粉操作；剪穎去雄和授粉的具體過程為：水稻進(jìn)入揚(yáng)花期，待出現(xiàn)少量開花的稻穗后，取中上部支梗的頂端穎花和基部穎花25粒，用剪刀將選好的母本穗子先進(jìn)行整穗，然后，將已開花和2～3天內(nèi)不會(huì)開花的穎花用小剪刀剪去，僅留成熟的但尚未開放的穎花，再將穎殼上端1/3-1/4剪掉，然后用鑷子夾除雄蕊。為保證母本與父本生育期一致，采用上述方法對父本進(jìn)行剪穎去雄。(3)至灌漿成熟期，選取最早成熟的稻穗(即第二代種子)，不進(jìn)行脫粒，直接置于50℃的電熱干燥箱中快速干燥24小時(shí)至種子含水量小于等于13％，再將其置于硝酸水溶液(配制方法同上)中浸種60小時(shí)，打破種子休眠，清水淋洗后，30℃恒溫催芽，至80％種子破胸后，進(jìn)行播種。由于揚(yáng)花期時(shí)，穎殼會(huì)被剪去一部分，所以，在稻穗干燥、破除休眠、催芽的過程中，部分籽粒會(huì)從穎殼中脫落，即為糙米。糙米與未脫落的谷種的處理方法相同。(4)按照步驟(1)～(3)重復(fù)多代。該試驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)了一年4代的繁育工作。嘉興2006年9月初嘉33與嘉0664雜交；2006年10月初瓊F1直播加代；2006年12月30日瓊F2直播加代，選擇200個(gè)單穗；2007年3月20日瓊F3穗行播繼續(xù)加代，同年6月10日嘉興F4假單季直播栽培，如此可實(shí)現(xiàn)一年四代的繁育。實(shí)施例3一年三代繁育一、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：嘉興市農(nóng)科院本部試驗(yàn)田和海南陵水縣椰林鎮(zhèn)南嶺育種基地二、實(shí)驗(yàn)材料：優(yōu)質(zhì)晚粳稻品種嘉991(母本)，矮稈大穗高產(chǎn)晚粳品系單測56(父本)三、播期：1999年秋嘉興雜交，1999年10月海南F1播種，1999年12月海南F2播種，2000年5月嘉興F3播種，2000年10月海南F4播種，2000年12月海南F5播種，2001年5月嘉興F6播種，基本定型。四、育種方法(1)取水稻親本種子，置于硝酸水溶液中浸種58小時(shí)，徹底消除種子休眠，采用清水淋洗3～5次后，放入30℃的恒溫箱中催芽，至80％的種子破胸后，進(jìn)行直播。硝酸水溶液的制備方法為：用量筒量取，按1000mL清水加3.5mL、36％分析純濃硝酸原液的比例配制。直播方法為：取播種用的小樣本材料，按秧板寬110cm、溝寬30cm的規(guī)格劃線做畦平整秧板，把秧板一分為二，按50cm劃出播種區(qū)，每份材料按8×8cm規(guī)格的行株距實(shí)行點(diǎn)播50粒，要求行株距均勻。水稻三葉期時(shí)，進(jìn)行灌水、重施肥料促水稻早發(fā)。大群體直播的材料在分蘗開始前進(jìn)行刪密間苗，保證分離世代的每個(gè)單株獨(dú)立生長，便于單株選擇和檢測。高溫短日性較強(qiáng)的中粳或晚粳，特別是秋、春氣溫較高季節(jié)加代、發(fā)育良好的個(gè)體，5～6葉期就能開始幼穗分化，40多天開始抽穗，宜在分蘗期追施一次肥料，之后不再施肥，以保健壯、早熟，抽穗整齊不倒伏。(2)待水稻進(jìn)入揚(yáng)花期，進(jìn)行雜交操作，對母本剪穎去雄，授粉操作；剪穎去雄和授粉的具體過程為：水稻進(jìn)入揚(yáng)花期，待出現(xiàn)少量開花的稻穗后，取中上部支梗的頂端穎花和基部穎花30粒，用剪刀將選好的母本穗子先進(jìn)行整穗，然后，將已開花和2～3天內(nèi)不會(huì)開花的穎花用小剪刀剪去，僅留成熟的但尚未開放的穎花，再將穎殼上端1/3-1/4剪掉，然后用鑷子夾除雄蕊。為保證母本與父本生育期一致，采用上述方法對父本進(jìn)行剪穎去雄。(3)至灌漿成熟期，選取最早成熟的稻穗(即第二代種子)，不進(jìn)行脫粒，直接置于50℃的電熱干燥箱中快速干燥24小時(shí)至種子含水量小于等于13％，再將其置于硝酸水溶液(配制方法同上)中浸種60小時(shí)，打破種子休眠，清水淋洗后，30℃恒溫催芽，至80％種子破胸后，進(jìn)行播種。由于揚(yáng)花期時(shí)，穎殼會(huì)被剪去一部分，所以，在稻穗干燥、破除休眠、催芽的過程中，部分籽粒會(huì)從穎殼中脫落，即為糙米。糙米與未脫落的谷種的處理方法相同。該試驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)了一年3代的繁育工作。1999年秋嘉興嘉991與單測56雜交，1999年10月海南F1直播播種，1999年12月海南F2加代，2000年5月嘉興F3加代，抗性、品質(zhì)篩選，2000年10月海南F4加代，抗性、品質(zhì)、耐低溫篩選，2000年12月海南F5加代抗性、品質(zhì)篩選，2001年5月嘉興F6代基本定型，如此可實(shí)現(xiàn)一年3代的繁育。