本發(fā)明涉及水稻育種技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種富含多種營養(yǎng)抗病蟲水稻的聚合育種方法。
背景技術(shù)：
米胚富含蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性糖、維生素和各類生理活性成分，如伽瑪氨基丁酸、肌醇、谷維素、VE、谷胱甘肽和N-去氫神經(jīng)酰胺等。醫(yī)學(xué)營養(yǎng)專家早已提出：長期食用胚米能預(yù)防高血壓和高血脂、降低血清膽固醇，軟化血管，有助于排毒、美容養(yǎng)顏，保持青春活力之功能。日本、中國水稻研究所、上海交通大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和浙江大學(xué)先后開展了巨大胚水稻研究。
紅米為我國特種水稻之一，富含眾多的營養(yǎng)素，其中以鐵質(zhì)最為豐富，故有補血及預(yù)防貧血的功效。而其內(nèi)含豐富的磷，維生素A、B群，則能改善營養(yǎng)不良、夜盲癥和腳氣病等毛病，又能有效舒緩疲勞、精神不振和失眠等癥狀。所含的泛酸、維生素E、谷胱甘肽等物質(zhì)，則有抑制致癌物質(zhì)的作用，尤其對預(yù)防結(jié)腸癌的作用更是明顯。值得注意的是，與五谷雜糧一樣紅米常保留種皮食用，一般農(nóng)藥殘留相對易高。
我國用世界7％的耕地養(yǎng)活了世界22％的人口，同時也消耗了世界35％的化肥和33％的農(nóng)藥。綠色生產(chǎn)和食品安全日益成為公眾關(guān)注的焦點。另外，隨著全球氣候變化、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整以及栽培品種變更，水稻生產(chǎn)面臨的生物脅迫越來越嚴(yán)重。稻瘟病、兩遷害蟲(稻飛虱和二化螟)原有病蟲害頻繁暴發(fā)，造成巨大的經(jīng)濟損失，噴藥過度也嚴(yán)重影響了安全品質(zhì)。因此，加強抗病和抗蟲水稻品種選育，有助于推動更安全綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種富含多種營養(yǎng)抗病蟲水稻的聚合育種方法，育成的定型品系，聚合紅米、巨大胚、抗病、抗蟲的4種優(yōu)良特性，不僅具有紅米和胚米富含的多種營養(yǎng)成分，又可以進行綠色生產(chǎn)，適宜作為安全的特膳營養(yǎng)大米。
一種富含多種營養(yǎng)抗病蟲水稻的聚合育種方法，包括：
(1)選擇抗病水稻為親本I，趨避型抗蟲水稻為親本II，胚重是普通稻胚重的2倍以上的水稻品種為親本III，紅米水稻為親本IV，將四個親本兩兩雜交獲得兩個單交F1代；
(2)種植兩個單交F1代，進行雜交獲得雙交F1代；
(3)種植雙交F1代，采用花藥培養(yǎng)構(gòu)建加倍單倍體群體，按單株收獲種子；
(4)種植DH1代，提取DNA，采用分子標(biāo)記鑒定選擇攜帶抗稻瘟病基因的株系，通過分子標(biāo)記鑒定秈粳類型，選擇偏粳型的株系，在入選株系中選擇種皮紅色、胚重是普通稻胚重的2倍以上的株系；
(5)種植DH2代，選擇對稻飛虱和二化螟具有趨避抗性的優(yōu)良品系；
(6)種植DH3代，按熟期選育，選擇生育期不超過135天的優(yōu)良品系；
(7)種植DH4代，按產(chǎn)量選育，選擇畝產(chǎn)400公斤以上的優(yōu)良品系；
(8)種植DH5代，系統(tǒng)選育，選擇聚合種皮紅色、胚重是普通稻胚重的2倍以上、抗病、抗蟲、偏粳多種特性，并兼顧熟期與產(chǎn)量的定型品系，即得富含多種營養(yǎng)抗病蟲水稻。
將四個親本兩兩雜交指的是：將親本I和親本II進行雜交獲得單交F1-A(親本I/親本II)代，將親本III和親本IV進行雜交獲得單交F1-B(親本III/親本IV)代。
作為優(yōu)選，所述的親本I為華占。
華占是中國水稻研究所選育強優(yōu)勢秈型恢復(fù)系(新品種授權(quán)公告號：CNA004168G)，可購于中國水稻研究所朱旭東課題組。該品種抗稻瘟病，攜帶抗病基因Pi2，高感蟲，對稻飛虱和二化螟無趨避型抗蟲性，胚普通大小，系種皮白色的普通水稻。
作為優(yōu)選，所述的親本II為浙抗稻2號。
浙抗稻2號是浙江大學(xué)選育的對稻飛虱和二化螟具有趨避型抗蟲性粳稻新品種。該品種已向農(nóng)業(yè)部植物新品種保護辦公室申請受理新品種保護，申請?zhí)枺?0130458.8，可購于浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院。該水稻品種對稻飛虱和二化螟具有趨避型抗蟲性，中感稻瘟病，胚普通大小，系種皮白色的普通水稻。
作為優(yōu)選，所述的親本III為XS-gel。
XS-gel是浙江大學(xué)培育的巨大胚粳稻，詳見：Zhang LL，Hu PS，Tang S Q，Zhao H J，Wu D X.Comparative studies on major nutritional components of rice with giant embryo.Journal of Food Biochemistry，2005，29：653-661。XS-gel為巨大胚，胚大小為普通水稻2倍以上，是親本I(華占)的2.6倍、親本II(浙抗稻2號)的2.4倍、親本IV(長浙紅珍)的2.3倍，高感稻瘟病，高感蟲，對稻飛虱和二化螟無趨避抗蟲性，系種皮白色的水稻。
作為優(yōu)選，所述的親本IV為長浙紅珍。
長浙紅珍是浙江大學(xué)和長江大學(xué)合作選育的紅米特種粳稻品種。該品種已向農(nóng)業(yè)部植物新品種保護辦公室申請受理新品種保護，申請?zhí)枺?0150891.1，可購于浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院。長浙紅珍為紅米特種粳稻，種皮紅色，胚普通大小，高感稻瘟病，高感蟲，對稻飛虱和二化螟無趨避抗蟲性。
選用華占、浙抗稻2號、XS-gel、與長浙紅珍雜交配組并經(jīng)花藥培養(yǎng)，選育的富含多種營養(yǎng)抗病蟲水稻品種，為紅米特種稻，種皮紅色，巨大胚，胚大小與XS-ge1相仿(是XS-ge1的0.98倍)，是親本I(華占)的2.39倍、親本II(浙抗稻2號)的2.39倍、親本IV(長浙紅珍)的2.29倍，抗稻瘟病，對稻飛虱和二化螟具有趨避型抗蟲性。
作為優(yōu)選，步驟(4)中，所述的抗稻瘟病基因為華占攜帶的Pi2抗稻瘟病基因。
具體的引物設(shè)計與操作方法參見：陳深等.水稻恢復(fù)系華占抗稻瘟病遺傳分析及基因鑒定.植物病理學(xué)報，2015，45(6)：598-605。
作為優(yōu)選，步驟(4)中，用于鑒定秈粳類型的分子標(biāo)記是InDel標(biāo)記。
具體方法參見：陳萍萍等.利用InDel標(biāo)記鑒定水稻秈粳交衍生株系的秈粳屬性[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報，2014，29(6)：519-523。
作為優(yōu)選，步驟(5)中，采用室內(nèi)結(jié)合室外大區(qū)鑒定選擇對稻飛虱和二化螟具有趨避抗性的優(yōu)良品系。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明育成的水稻品種，具有紅米、巨大胚、抗稻瘟病和趨避抗蟲特性，既可以利用紅米的多種營養(yǎng)，又可以進行綠色生態(tài)生產(chǎn)保證食用安全性；
(2)采用花藥培養(yǎng)，比雜交技術(shù)快速穩(wěn)定且可以早期性狀判斷。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例
1、育種材料：
(1)以華占為親本I。華占是中國水稻研究所選育強優(yōu)勢秈型恢復(fù)系(新品種授權(quán)公告號：CNA004168G)，可購于中國水稻研究所朱旭東課題組。該品種抗稻瘟病，攜帶抗病基因Pi2，高感蟲，對稻飛虱和二化螟無趨避型抗蟲性，胚普通大小，系種皮白色的普通水稻。
(2)以浙抗稻2號為親本II。浙抗稻2號是浙江大學(xué)選育的對稻飛虱和二化螟具有趨避型抗蟲性粳稻新品種。該品種已向農(nóng)業(yè)部植物新品種保護辦公室申請受理新品種保護，申請?zhí)枺?0130458.8，可購于浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院。該水稻品種對稻飛虱和二化螟具有趨避型抗蟲性，中感稻瘟病，胚普通大小，系種皮白色的普通水稻。
(3)以XS-gel為親本III。XS-gel是浙江大學(xué)培育的巨大胚粳稻，詳見：Zhang LL，Hu P S，Tang S Q，Zhao H J，Wu D X.Comparative studies on major nutritional components of rice with giant embryo.Journal of Food Biochemistry，2005，29：653-661。XS-ge1為巨大胚，胚大小為普通水稻2倍以上，是親本I(華占)的2.6倍、親本II(浙抗稻2號)的2.4倍、親本IV(長浙紅珍)的2.3倍，高感稻瘟病，高感蟲，對稻飛虱和二化螟無趨避抗蟲性，系種皮白色的水稻。
(4)以長浙紅珍為親本IV。長浙紅珍是浙江大學(xué)和長江大學(xué)合作選育的紅米特種粳稻品種。該品種已向農(nóng)業(yè)部植物新品種保護辦公室申請受理新品種保護，申請?zhí)枺?0150891.1，可購于浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院。長浙紅珍為紅米特種粳稻，種皮紅色，胚普通大小，高感稻瘟病，高感蟲，對稻飛虱和二化螟無趨避抗蟲性。
2、富含多種營養(yǎng)抗病蟲水稻的選育過程為：
(1)2011年春夏季，浙江杭州，選擇抗病水稻華占為親本I，趨避型抗蟲水稻浙抗稻2號為親本II，巨大胚水稻XS-ge1為親本III，紅米水稻長浙紅珍為親本IV，親本I和親本II進行雜交，獲得單交F1-A(親本I/親本II)代種子9粒；親本III和親本IV進行雜交，獲得單交F1-B(親本III/親本IV)代種子11粒；
(2)2012年冬春季，海南陵水，種植單交F1-A代和單交F1-B代，相互雜交，獲得復(fù)交F1(親本I/親本II//親本III/親本IV)代種子125粒；
(3)2012年春夏季，浙江杭州，種植復(fù)交F1代植株125株，采用花藥培養(yǎng)構(gòu)建加倍單倍體群體；
(4)2013年冬春季，海南陵水，按單株收獲DH0代種子，構(gòu)建DH系951個；
(5)2013年春夏季，浙江杭州，種植DH1系植株，提取DNA，先用分子標(biāo)記鑒定選擇攜帶抗稻瘟病基因Pi2的株系167個，入選株系再用分子鑒定鑒定秈粳類型，選擇偏粳型的株系156個，再觀察入選株系籽粒的種皮和胚大小，保留種皮紅色和巨大胚(胚大小是親本I、II和IV的2.0倍以上)的株系29個；
(6)2014年冬春季，海南陵水和浙江杭州，按株系種植DH2代，室內(nèi)結(jié)合室外大區(qū)同步鑒定選擇對稻飛虱和二化螟具有趨避抗蟲性的優(yōu)良品系5個；
(7)2014年春夏季，浙江杭州，種植DH3代，按熟期選育，選擇生育期不超過135天的熟期適中的優(yōu)良品系4個；
(8)2015年春夏季，浙江杭州，按產(chǎn)量選育，選擇產(chǎn)量400公斤以上的優(yōu)良品系2個；
(9)2016年夏秋季，浙江杭州，按品系種植DH5代，獲得聚合紅米、巨大胚、抗病、抗蟲、偏粳多種特性兼顧熟期與產(chǎn)量的定型品系，即富含多種營養(yǎng)抗病蟲水稻。
本實施例選育的富含多種營養(yǎng)抗病蟲水稻品種：為紅米特種稻，種皮紅色，巨大胚，胚大小與XS-ge1相仿(是XS-gel的0.98倍)，是華占的2.39倍、浙抗稻2號的2.36倍、長浙紅珍的2.26倍，抗稻瘟病，對稻飛虱和二化螟具有趨避型抗蟲性，有效聚合4個親本的優(yōu)良特性。
以上所述的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進行了詳細說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。