抗褐飞虱、抗螟虫水稻光温敏核不育系的创建和两系杂交新组合测配

摘要

褐飞虱和螟虫是水稻生产上两大主要虫害，严重影响水稻产量、品质及商业价值。利用现代生物技术和传统育种技术，选育抗褐飞虱、抗螟虫的水稻光温敏核不育系并用于培育抗虫的两系杂交稻品种，可减少农药使用，降低环境污染，对我国粮食安全具有重要意义。
　　本实验利用有性杂交及分子标记辅助选择结合，将抗褐飞虱基因Bph14、Bph15渗入到水稻光温敏核不育系华328S中，用基因聚合的方式将Bph15和抗螟虫基因cry1C*聚合到C815S中，将抗螟虫基因cry1C*渗入到广占63-4S中，创建了新的抗虫光温敏核不育系。利用创建的不育系和本实验室培育的不育系华1165S（携带Bph14,15、Pi2基因）、华1228S（携带Xa7、Pi2基因）与恢复系进行组合测配，并进行褐飞虱抗性鉴定、螟虫田间危害调查、农艺性状考察、米质分析等，获得如下实验结果:
　　1、获得携带Bph14、Bph15双基因纯合的华328S背景改良的不育系4个（定名为华1301S、华1302S、华1303S、华1305S）、携带cry1C*基因的广占63-4S背景改良的不育系1个（定名为华1306S）、携带Bph15和cry1C*基因的C815S改良的不育系1个（定名为华1307S）。
　　2、经过日均温23.0℃和23.5℃的人工气候箱低温鉴定表明，华1306S的不育起点温度在23.0-23.5℃之间，其余的不育系育性起点温度在23.5℃以上。
　　3、对创建的不育系进行褐飞虱抗性鉴定、螟虫危害田间调查及农艺性状考察结果表明，华1301S、华1302S、华1303S、华1305S的褐飞虱抗性均在抗级以上水平，除了株高高于受体亲本华328S以外，其他农艺性状与受体亲本华328S无显著差异。华1307S中抗褐飞虱、抗螟虫，主要农艺性状与受体亲本C815S无显著差异。华1306S抗螟虫，主要农艺性状与广占63-4S无显著差异。
　　4、对95个杂交组合进行褐飞虱抗性鉴定结果表明，达到高抗水平的组合有12个，抗级水平的15个，中抗水平的25个。母本和父本均具有褐飞虱抗性基因的组合，褐飞虱抗性提高显著，父母本只有一方具有褐飞虱抗性基因的组合，褐飞虱抗性提高不明显。螟虫抗性田间调查结果表明，凡是携带双基因cry1Ab/Ac和cry1C*的组合，都表现抗螟虫，部分含有cry1C*基因或cry1Ab/Ac单基因的组合受到螟虫轻微危害。非转基因对照丰两优4号叶片稻纵卷叶螟危害率达到21.60％，白穗率为二二3.79％;金优207叶片稻纵卷叶螟危害率19.42％，白穗率为4.43％。
　　5、组合产量优势鉴定结果表明，以华328S及其改良的不育系配制的杂交组合生育期与对照金优207相似，所有组合的产量均高于金优207，其中组合华1302S/ZX11032-15、华1305S/ZX11520、华328S/ZX11307产量极显著高于对照，具有作为晚稻利用的潜力;以华1306S、华1307S、华1165S和华1228S为母本配制的组合生育期与丰两优4号相似;华1306S/ZX11057-13、华1165S/CHQ1318-1和华1165 S/CHQ1318-1对螟虫或褐飞虱抗性良好，米质优，可以作为中稻组合进一步比产示范。

目录

声明

摘要

缩略词表

1 前言

1．1 水稻抗褐飞虱的研究进展

1．1．1 褐飞虱生物学特征及其危害

1．1．2 水稻抗褐飞虱基因的研究进展

1．1．3 褐飞虱抗性基因在水稻育种中利用现状

1．2 水稻抗螟虫的研究进展

1．2．1 螟虫的概述及其危害

1．2．2 抗螟虫基因的研究进展

1．2．3 Bt基因在水稻育种中的应用

1．3 水稻光温敏核不育系概述

1．3．1 光温敏核不育系育性转化特性研究进展

1．3．2 光温敏核不育系不育基因的定位、克隆

1．4 两系杂交稻的发展状况

1．5 绿色超级稻构想与实践

1．6 研究的目的与意义

2 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 供试的水稻材料

2．1．2 供试昆虫

2．2 试验方法

2．2．1 分子标记辅助选择

2．2．2 DNA的提取及PCR扩增体系

2．2．3 技术路线

2．2．4 褐飞虱抗性鉴定

2．2．5 螟虫危害田间抗性调查

2．2．6 育性鉴定

2．2．7 供试材料的主要农艺性状考察

2．2．8 测配组合稻米品质分析

3 结果与分析

3．1 供试材料的分子检测结果

3．2 创建材料的褐飞虱(BPH)抗性鉴定结果

3．2．1 不育系的褐飞虱抗性鉴定结果与分析

3．2．2 测配杂交组合的褐飞虱抗性鉴定结果与分析

3．3 供试不育系的育性鉴定与筛选结果

3．3．1 供试不育系的冷水池处理结果

3．3．2 创建不育系2013年在武汉自然条件下育性表现

3．3．3 中选不育系人工气候箱育性鉴定结果

3．3．4 经冷水池筛选割蔸繁种的不育系自然条件下育性表现

3．3．5 创建不育系2014年武汉田间生育期表现

3．3．6 不育系2014年武汉田间农艺性状表现

3．4 配制杂交组合螟虫抗性、主要农艺性状及稻米品质表现

3．4．1 配制的杂交组合田间螟虫抗性表现

3．4．2 部分高产组合的主要农艺性状表现

3．4．3 部分高产组合稻米品质分析

4 讨论

4．1 选育不育起点温度低的光温敏核不育系的技术策略

4．2 光温敏核不育系抗褐飞虱改良的重要意义及思考

4．3 不育系螟虫抗性改良

4．4 育成不育系和高产组合的评价

4．4．1 华328S背景改良的抗褐飞虱不育系及组合

4．4．2 华328S／ZX11307

4．4．3 华1306S及其高产组合

4．4．4 华1165S为母本配制的优质、高产组合

4．4．5 以华1228S为母本配制的优质高产组合

参考文献

致谢

附录