一種偏秈型水稻顯性矮稈突變體的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水稻育種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種偏秈型水稻顯性矮桿突變體的應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 株高是與產(chǎn)量相關(guān)的重要農(nóng)藝性狀，根據(jù)水稻成熟期的植株高度，通常將水稻分 為高桿、半矮桿和矮桿三種類型，株高超過一定范圍容易引起倒伏而減產(chǎn)，矮桿不僅有利于 抗倒伏，而且耐貧瘠，有利于提高產(chǎn)量。20世紀50年代末開始的矮化育種，使水稻株高降低 至半矮桿，水稻單產(chǎn)獲得了第一次飛躍，成為"綠色革命"的標志性成就之一。目前正在進 行的超級稻育種主要利用理想株型和秈粳亞種間雜種優(yōu)勢以期水稻單產(chǎn)得到進一步提高。
[0003] 目前，秈稻育種大都利用Sd-I半矮桿基因，粳稻矮桿育種中不少也是通過秈粳雜 交導入sd-Ι基因，或利用具有sd-Ι基因的粳稻矮源。同一基因的反復使用，將造成育成品 種的遺傳基礎(chǔ)狹窄，遺傳脆弱性將增加。并且水稻育種中利用的矮桿基因都是隱性基因，雜 交水稻育種中隱性矮桿基因的使用往往要求雙親必須具有同一矮桿基因，這就限制了在更 廣泛的資源中選擇有利親本。但如果利用顯性矮桿基因，則能夠使水稻種質(zhì)資源得到更有 效的利用和縮短育種時間。因此發(fā)掘新的水稻株高控制基因特別是顯性矮桿基因，對進一 步提尚水稻單廣具有重要意義。
[0004] 充分利用顯性矮桿的矮生性等優(yōu)良性狀并結(jié)合分子標記輔助選擇手段，選育攜帶 顯性矮桿基因的不育系和恢復系，創(chuàng)新育種材料，以期改良現(xiàn)有雜交水稻品種的株高，提 高雜交水稻品種的抗倒性能。

【發(fā)明內(nèi)容】
技術(shù)問題
[0005] 目前在生產(chǎn)中能夠廣泛應(yīng)用的水稻矮桿主基因只有Sd-I，而其它類型的矮桿主基 因或者與不良基因緊密連鎖，或者伴有其它不良性狀，如叢生、細桿、露節(jié)、小粒等，均未在 生產(chǎn)中獲得有效利用，本發(fā)明的目的是提供偏秈型水稻顯性矮桿，可以充分利用其矮生性 及其他優(yōu)良農(nóng)藝性狀，并結(jié)合分子標記輔助選擇手段，選育攜帶顯性矮桿基因的三系或兩 系恢復系和不育系，以期改良現(xiàn)有雜交水稻品種的株高，提高雜交水稻品種的抗倒性能。 技術(shù)方案
[0006] -種偏秈型水稻顯性矮桿突變體的應(yīng)用，其特征在于，該偏秈型水稻顯性矮桿突 變體為顯性矮桿sd-y，水稻（Oryzasativa),于2015年5月7日在中國微生物菌種保藏管 理委員會普通微生物中心進行保藏，地址北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院中科院微生物研究 所，保藏號是CGMCC NO :10593。
[0007] 所述的顯性矮桿sd-y可以為兩系或三系雜交水稻品種的培育提供矮源的應(yīng)用。 以顯性矮桿sd-y為父本，以水稻雄性恢復系為父本，改良水稻恢復系的株高。
[0008] 所述的顯性矮桿sd-y可以在制種或大田生產(chǎn)輕簡栽培模式中的應(yīng)用，或在提高 雜交水稻抗倒性品種方面得到應(yīng)用。 有益效果
[0009] 水稻品種的倒伏性問題己經(jīng)成為水稻生產(chǎn)與水稻品種選育的重要限制因子。倒伏 不僅導致水稻品種產(chǎn)量下降，而且還引起稻米品質(zhì)的變劣。在影響水稻品種抗倒性有關(guān)的 諸多因素之中，株高是最重要的因素之一。
[0010] 本發(fā)明所選育的秈型顯性矮桿sd-y從苗期開始表現(xiàn)出矮化（圖1)，分蘗期表現(xiàn)矮 化和分蘗增多（圖2)，至成熟期sd-y株高僅為為49. 27cm，不到野生型株高98. 47cm的一 半（圖3)。除矮化表型外，還表現(xiàn)葉片深綠和分蘗增多。成熟時分蘗大約是野生型的1.4 倍。與野生型相比，sd-y各節(jié)間平均縮短，為dn類型的突變體。
[0011] 以本發(fā)明所選育的秈型顯性矮桿sd-y為母本（植株高度49. 27cm)，以Dular、 Kasalath、奎稻、KN為父本配置雜交組合的植株高度約100cm，株高降低幅度約達50%。
[0012] 本發(fā)明是利用攜帶水稻顯性矮桿突變基因的秈型水稻品系與不同的親本材料進 行人工雜交，可有效降低所選育的雜交水稻的株高，提高所選育的雜交水稻的抗倒性，為解 決水稻品種與亞種間高產(chǎn)與超高產(chǎn)育種過程中的株高超親問題探索新的資源途徑。
【附圖說明】
[0013] 圖I sd-y在苗期時的植株表型
[0014] 圖2 sd-y在抽穗期時的植株表型
[0015] 圖3 sd-y與野生型在抽穗期時的植株表型
[0016] 圖4 sd-y與高桿親本Dular及其F1在抽穗期時的株高 生物保藏
[0017] 顯性矮桿sd_y，水稻（Oryzasativa),于2015年5月7日在中國微生物菌種保藏 管理委員會普通微生物中心進行保藏，地址北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院中科院微生物研 究所，保藏號是CGMCC NO :10593。
【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明所述一種快速獲得偏秈型水稻顯性矮桿突變體sd-y的選育方法，包括以 下步驟：
[0019] 在江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所試驗農(nóng)場種植的水稻育種匕代選種圃（編號為 F2009,組合為雜草稻X鹽恢269)中獲得秈型矮桿突變體材料（株高50cm左右）；自交后 代高桿和矮桿嚴重分離，選取與突變體株高與表型一致的單株，留種繼續(xù)種植，利用改良的 M8培養(yǎng)基進行花粉組織培養(yǎng)。
[0020] 花粉組織培養(yǎng)
[0021] 誘導培養(yǎng)基用于誘導愈傷的基本培養(yǎng)基均為M8培養(yǎng)基，且培養(yǎng)基中均附加 30g · L 1鹿糖，8g · L 1的瓊脂粉和2mg · L 1的2, 4-D(2, 4-苯氧乙酸）。誘導培養(yǎng)基中還附 加了山梨醇5g · L \以及0· 2mg · L 1KT (激動素）和Img · L 1NAA (萘乙酸）等外源激素。
[0022] 分化培養(yǎng)基用于秈稻分化的培養(yǎng)基是以M8為基本培養(yǎng)基，蔗糖濃度為30g · L 1和 葡萄糖30g · L \瓊脂粉8g · L \ Ig · L 1的活性炭，設(shè)置附加2mg · L VBA和Img · L 1KL
[0023] 生根培養(yǎng)基均是以MS為基本培養(yǎng)基，蔗糖濃度為15g噸\瓊脂粉8g *L \ Img *L 1 的IAA，2mg · L 1的PPP (多效唑）4mg · L 1的秋水仙素。
[0024] 預(yù)處理
[0025] 取穗一般在晴天傍晚時間進行，選取花粉分化正處在單核靠邊期的穗子，葉枕距 長10-15cm左右。表面用75 %酒精擦拭，用紗布將稻穗包裹好，放入冰箱，6-10°C低溫預(yù)處 理3天。
[0026] 水稻花藥培養(yǎng)愈傷組織的誘導
[0027] 將取回的穗子，經(jīng)75%乙醇處理90S，用10%雙氧水溶液浸泡15min，再用無菌水 漂洗3-4次，然后將消毒過的穗子穎殼剪開，將花粉接種于誘導培養(yǎng)基上面。每瓶接種100 枚左右，每個材料做10瓶，放入暗培養(yǎng)室（26±2) °C黑暗條件下培養(yǎng)。
[0028] 水稻愈傷組織的分化和植株再生
[0029] 挑選生長良好、結(jié)構(gòu)致密的愈傷組織，轉(zhuǎn)至分化培養(yǎng)基，每個培養(yǎng)皿接5-6個愈傷 組織，在（26±2) °C光照條件下培養(yǎng)，光強為400 μπιο? · m 2 · s \每日光照16h，培養(yǎng)30d左 右，誘導不定芽，并將產(chǎn)生綠芽的組織轉(zhuǎn)至以MS為基本培養(yǎng)基的壯苗培養(yǎng)基中，（26±2) °C 光照條件下培養(yǎng)，使其生根長成完整植株。
[0030] 移栽大田
[0031] 待綠苗長至15cm左右，有多條不定根發(fā)生時間，將其移除試管，放置在實驗室室 溫下進行煉苗，3天后移栽至大田里，獲得偏秈型水稻顯性矮桿突變體sd-y。
[0032] sd-y從苗期開始表現(xiàn)出矮化（圖1)，分蘗期表現(xiàn)矮化和分蘗增多（圖2)，至成熟 期sd-y株高僅為49. 27cm，不到野生型株高98. 47cm的一半（圖3)。除矮化表型外，還表 現(xiàn)葉片深綠和分蘗增多。成熟時分蘗大約是野生型的2倍。與野生型相比，sd-y各節(jié)間平 均縮短，為dn類型的突變體。偏秈型水稻顯性矮桿突變體sd-y，其他農(nóng)藝性狀見（表1)。
[0033] 秈型顯性矮桿sd-y與野生型（公知公用，見國家水稻數(shù)據(jù)中心http://www. ricedata.cn/index.htm)正反交F1完全表現(xiàn)突變體表型，表明矮株對高株為顯性。sd-y 遺傳規(guī)律分析：2012年冬季在海南種植雜交組合sd-y與Dular的F2群體，在F 2分離群體 內(nèi)共調(diào)查575株個體株高，以75cm作為矮桿與高桿的分界線，結(jié)果表明矮桿、高桿株數(shù)分別 為421和154株，符合1對基因所表現(xiàn)3 :1的分離比（X2= I. 81〈 X 20· 05 = 3. 84)，表明 sd-y突變表型是由一對顯性核基因控制的。
[0034] 參見（表2)是以所選育的偏秈型顯性矮桿sd-y (植株高度49. 27cm)，與Dular、 Kasalath、奎稻、KN(注：均為公知公用，見國家水稻數(shù)據(jù)中心http://www. ricedata. cn/ index, htm)正反雜交配置組合，后代F1的植株高度約100cm，株高降低幅度約達50%。 表1顯性矮桿sd-y與野生型農(nóng)藝性狀比較
表2秈型顯性矮桿sd-y配置雜交組合株高表 CN 105123495 A 說明書 4/4 頁
【主權(quán)項】
1. 一種偏秈型水稻顯性矮桿突變體的應(yīng)用，其特征在于，該偏秈型水稻顯性矮桿突變 體為顯性矮桿水稻于2015年5月7日在中國微生物菌種保藏管 理委員會普通微生物中心進行保藏，地址北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院中科院微生物研究 所，保藏號是CGMCC NO :10593。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，是指權(quán)利要求1所述的顯性矮桿sJ-j* 兩系或三系雜交水稻品種的培育提供矮源的應(yīng)用。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于，是指以顯性矮桿W-j*父本，以水稻 雄性恢復系為父本，改良水稻恢復系的株高。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于，是指所述的顯性矮桿W-r在制種或 大田生產(chǎn)輕簡栽培模式中的應(yīng)用。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于，是指所述的顯性矮桿成提高雜 交水稻抗倒性品種方面的應(yīng)用。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，是指權(quán)利要求1所述的顯性矮桿在 提高雜交水稻抗倒性品種方面的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種偏秈型水稻顯性矮稈突變體的應(yīng)用，屬于作物育種技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用水稻基因組自然突變，即顯性矮稈突變株，通過花粉組織培養(yǎng)，獲得穩(wěn)定純和的顯性矮稈突變體材料，為兩系或三系雜交水稻品種的培育提供矮源。所選育的顯性矮稈能顯著降低水稻的株高，增強其抗倒性、穩(wěn)產(chǎn)性，為選育亞種間雜交品種增加了可能，為進一步提高水稻產(chǎn)量、轉(zhuǎn)換耕作模式提供了物質(zhì)條件。利用穩(wěn)定純和的顯性矮桿材料，從而創(chuàng)建了一個可以隨機配組選育矮稈雜交水稻品種的系統(tǒng)，解決生產(chǎn)上常常發(fā)生的倒伏問題。同時，適應(yīng)制種、大田生產(chǎn)中的輕簡栽培模式，降低勞動強度，減少生產(chǎn)成本。CGMCC NO. 1059320150507
【IPC分類】A01H4/00, A01H1/02, A01H5/00
【公開號】CN105123495
【申請?zhí)枴緾N201510418415
【發(fā)明人】劉凱, 孫明法, 姚立生, 唐紅生, 嚴國紅, 王愛民, 朱國永, 何沖霄, 任仲玲, 張桂云, 施偉
【申請人】江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月16日