專利名稱：利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水稻新品種選育方法，特別是一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法。
背景技術(shù)：
健壯而生理活力強(qiáng)的根系是水稻高產(chǎn)的基礎(chǔ)，根系具有固定、吸收、合成和分泌四大功能。根旺盛的吸水能力，能源源不斷地保證地上部光合作用和蒸騰作用所需的水分，保證地上部的生長對無機(jī)礦物質(zhì)的需求。由于許多植物激素及蛋白質(zhì)是在根部合成的，生理活力強(qiáng)的根系可以保證地上部健壯生長而不早衰。影響根系健壯生長的因素很多，諸如品種特性、水分的多少和礦物營養(yǎng)的供應(yīng)、土壤的結(jié)構(gòu)與鹽堿等，但在相同的外界條件下，品種是內(nèi)因。由于水稻根系性狀遺傳研究相對滯后和人們對根系改良重要性認(rèn)識不足，育種家尚缺少對水稻根系性狀遺傳規(guī)律的認(rèn)識和了解，限制了根系選擇在育種中的應(yīng)用。隨著根系對水稻植株地上部生長及稻谷產(chǎn)量的作用被廣泛認(rèn)同，通過有意識地對間接或直接影響稻谷產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的根系有關(guān)性狀進(jìn)行改良，是最終達(dá)到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)以及環(huán)保目的的有效途徑。為了追求建立水稻健壯的根系，水稻育種家和栽培專家進(jìn)行了大量的試驗和研究，由于根處于地下，給觀察和取樣帶來極大的麻煩和困難，在研究方法上大都采用“破壞性”研究，如利用α-萘胺氧化法與傷流液法，是將稻株挖出后測定的。在水稻育種上采取破壞性測定，即使測出其根系活力，也因植株被破壞而失去了選擇機(jī)會。鮑文奎等在研究水稻不同葉位葉片光合產(chǎn)物流向后指出“水稻各生育期都有相應(yīng)的養(yǎng)分輸入中心(亦稱生長中心)，各葉的光合產(chǎn)物主要向它集中，而后才輸入次要的生長部分，當(dāng)光合產(chǎn)物不足時，在分配上優(yōu)先保證生長中心的需要，這是制約光合產(chǎn)物分配的主要原則之一”。各葉除了首先將光合產(chǎn)物供應(yīng)植株當(dāng)時的生長中心外，其余的部分都主要向靠近它的器官輸送，上部葉片較多地輸向地上器官，水稻抽穗后，特別是灌漿結(jié)實期，上三葉(劍葉、倒二葉與倒三葉)的光合產(chǎn)物輸向穗粒。研究證實，即使植株下部葉完全被遮光，下部葉和器官處于營養(yǎng)“饑餓”的情況下，上部葉片(受光條件良好)的光合產(chǎn)物也很少分配到下層被蔭蔽的器官中去。要想根系健壯而有活力，必須向根部輸送“能源” 一碳水化合物。根系以此為“能源”，通過自身的氧化作用，保持其應(yīng)有的活力和功能。這些有機(jī)碳水化合物的供給者只有倒四、倒五葉制造的光合產(chǎn)物。如倒四葉、倒五葉葉綠素含量高，制造的光合產(chǎn)物多，可源源不斷地向根部輸送營養(yǎng)，根系活力就強(qiáng)，若倒四葉、倒五葉老化，葉綠素含量低，制造的光合產(chǎn)物少或停止制造，根系得不到“能源”的供應(yīng)，就開始發(fā)生根腐死亡。現(xiàn)有技術(shù)中葉片葉綠素含量的檢測方法有
1、α-萘胺氧化法測定根系的活力，將根系全部挖出，洗凈再浸入α-萘胺溶液中，觀察其染色情況。本法為破壞性方法，不能用于選種。2、傷流液法將稻株切斷后收集傷流量的。本法為破壞性方法，不能用于選種。
3、葉綠素測定將葉片研碎，提取葉綠素后，用分光光度計比色測定含量。本法也是破壞性測定，不能用于選種。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的方法更為合理、可操作性強(qiáng)的利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法。在水稻群體中，由于倒四葉較倒五葉受光條件優(yōu)越，加之年齡也較倒五葉輕，故倒四葉的制造光合產(chǎn)物的能力遠(yuǎn)較倒五葉強(qiáng)，倒四葉葉綠素含量與根系活力間相關(guān)密切 (r=0. 6398，顯著)。因此發(fā)明人利用倒四葉的葉綠素含量(老化程度)來衡量根系活力高低。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特點是，其步驟如下
(1)選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種與抗早衰、根系活力強(qiáng)的優(yōu)良親本或品種雜交，收獲雜種一代種子；同時設(shè)立對照品種；
(2)加代成雜種二代種子，并種植成雜種二代群體；種植對照品種；
(3)單株選擇；同時種植對照品種；當(dāng)株系未穩(wěn)定時全部進(jìn)行單株選擇，單株選擇方法如下
a、田間初選在每個單株齊穗后蠟熟始期，進(jìn)行田間長相抗性初次選種，并標(biāo)記；
b、田間復(fù)選，也即老化指數(shù)選擇對標(biāo)記株用葉綠素測定儀分別測定各單株的有效穗倒四葉與劍葉的葉綠素含量，并分別用株內(nèi)各穗平均值計算，以下述公式計算單株葉片老化指數(shù)，葉片老化指數(shù)< 20%單株入選；
C、田間決選入選單株在田間完熟期前決選；
d、室內(nèi)初選田間選擇單株分株收獲，室內(nèi)考種，淘汰單株產(chǎn)量差于對照品種，且結(jié)實率小于90%的單株；
e 室內(nèi)決選初選后保留單株部分種子，剝糙測出糙率及外觀品質(zhì)，出糙率< 8 及外觀品質(zhì)達(dá)不到國標(biāo)三級米的單株淘汰；
(4)株系選擇；同時種植對照品種；株系選擇方法如下
a、田間初選在每系拔節(jié)期觀察生長量，并記錄，齊穗后蠟熟期前淘汰產(chǎn)量水平及抗性低于對照品種的株系；
b、田間老化指數(shù)選擇將當(dāng)選株系每系測20-30株，葉片老化指數(shù)計算方法同步驟 (3)，株系平均老化指數(shù)< 20%的高產(chǎn)多抗穩(wěn)定株系全部實收；
C、實產(chǎn)對比并考種，室內(nèi)出糙分析，米質(zhì)分析決選老化指數(shù)< 20%、產(chǎn)量高于對照品種 5%以上、出糙率高于90%、米質(zhì)達(dá)到國家三級優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)以上的株系，參加品系比較試驗；
(5)品系對比按常規(guī)方法進(jìn)行小區(qū)品系對比，種植對照品種，篩選產(chǎn)量高于對照品種 5%以上的優(yōu)良品系，即得。 本發(fā)明中所述的葉片老化指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)可參見表1。
表 權(quán)利要求
1. 一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特征在于，其步驟如下(1)選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種與抗早衰、根系活力強(qiáng)的優(yōu)良親本或品種雜交，收獲雜種一代種子；同時設(shè)立對照品種；(2)加代成雜種二代種子，并種植成雜種二代群體；種植對照品種；(3)單株選擇；同時種植對照品種；當(dāng)株系未穩(wěn)定時全部進(jìn)行單株選擇，單株選擇方法如下a、田間初選在每個單株齊穗后蠟熟始期，進(jìn)行田間長相抗性初次選種，并標(biāo)記；b、田間復(fù)選，也即老化指數(shù)選擇對標(biāo)記株用葉綠素測定儀分別測定各單株的有效穗倒四葉與劍葉的葉綠素含量，并分別用株內(nèi)各穗平均值計算，以下述公式計算單株葉片老化指數(shù)，葉片老化指數(shù)< 20%單株入選；C、田間決選入選單株在田間完熟期前決選；d、室內(nèi)初選田間選擇單株分株收獲，室內(nèi)考種，淘汰單株產(chǎn)量差于對照品種，且結(jié)實率小于90%的單株；e 室內(nèi)決選初選后保留單株部分種子，剝糙測出糙率及外觀品質(zhì)，出糙率< 8 及外觀品質(zhì)達(dá)不到國標(biāo)三級米的單株淘汰；(4)株系選擇；同時種植對照品種；株系選擇方法如下a、田間初選在每系拔節(jié)期觀察生長量，并記錄，齊穗后蠟熟期前淘汰產(chǎn)量水平及抗性低于對照品種的株系；b、田間老化指數(shù)選擇將當(dāng)選株系每系測20-30株，葉片老化指數(shù)計算方法同步驟 (3)，株系平均老化指數(shù)< 20%的高產(chǎn)多抗穩(wěn)定株系全部實收；C、實產(chǎn)對比并考種，室內(nèi)出糙分析，米質(zhì)分析決選老化指數(shù)< 20%、產(chǎn)量高于對照品種 5%以上、出糙率高于90%、米質(zhì)達(dá)到國家三級優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)以上的株系，參加品系比較試驗；(5)品系對比按常規(guī)方法進(jìn)行小區(qū)品系對比，種植對照品種，篩選產(chǎn)量高于對照品種 5%以上的優(yōu)良品系，即得。
全文摘要
一種利用葉綠素含量測定水稻根系活力的水稻品種選育方法，其特征在于，其步驟如下選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種與抗早衰、根系活力強(qiáng)的優(yōu)良親本或品種雜交，收獲雜種一代種子；同時設(shè)立對照品種；加代成雜種二代種子，并種植成雜種二代群體；種植對照品種；再進(jìn)行單株選擇和株系選擇。在單株與株系選擇時依據(jù)倒4葉葉綠素含量判斷水稻根系活力。應(yīng)用本發(fā)明方法可以有效地選出根系活力強(qiáng)的稻株，在高產(chǎn)多抗優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上，可以更準(zhǔn)確地選擇根系活力強(qiáng)的新品系，準(zhǔn)確便捷地選育出高產(chǎn)新品種。
文檔編號A01H1/04GK102356752SQ201110288088
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者徐大勇, 方兆偉, 樊寧聲, 樊繼偉, 潘啟民, 潘長紅, 秦德榮, 陳庭木 申請人:連云港市黃淮農(nóng)作物育種研究所