本發明涉及水稻育種
技術領域：
，尤其涉及一種高鐵抗病蟲水稻的選育方法。
背景技術：
：鐵是人體必需的微量元素，它與血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素以及其它含鐵的酶類結合，參與機體內氧氣和二氧化碳的轉運和交換，并在組織呼吸和生物氧化等過程中起重要作用。缺鐵可導致缺鐵性貧血的發生和不良懷孕，包括提高母嬰的死亡率，影響嬰兒的心智發育，降低免疫功能，增加疲勞感以及使工作效率低下等。據世界衛生組織數據顯示，世界上有近37億的人口缺鐵，其中20億人患有缺鐵性貧血癥。未生育婦女中有40％，而孕婦中有50％的人患有缺鐵性貧血。目前，增加膳食鐵含量的唯一方法是使用昂貴的補充劑——以藥片或者滋補劑的形式出現；或者攝取均衡的飲食，包括有效在發展中國家付諸實施。所以，開展高鐵水稻育種，實施膳食策略從源頭滿足鐵營養的需求，對減輕和改善鐵缺乏的現狀具有重要意義。我國用世界7％的耕地養活了世界22％的人口，同時也消耗了世界35％的化肥和33％的農藥，“綠色”的發展理念已成為國家意志。另外，食品安全日益成為公眾關注的焦點。稻瘟病、蟲稻飛虱等原有病蟲害頻繁暴發，對水稻衛生與安全品質的影響顯著。因此，加強抗病蟲水稻品種選育，有助于推動更安全綠色農業的發展。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種高鐵抗病蟲水稻的選育方法，該方法育成的水稻品種聚合了高鐵、抗病、抗蟲的3種優良特性。一種高鐵抗病蟲水稻的選育方法，包括：(1)以抗病水稻為親本ⅰ，抗稻飛虱水稻為親本ⅱ，進行雜交，獲得單交f1代；(2)以鐵含量≥15mg/kg的粳稻為親本ⅲ，將單交f1代與親本ⅲ進行雜交，獲得三交f1代；(3)種植三交f1代，構建加倍單倍體群體，按單株收獲dh1代種子；(4)種植dh1代，提取dh1代株系的dna，通過分子標記技術選擇含抗病基因的株系，并從所述株系中選取精米中鐵含量≥15mg/kg的株系，按單株收獲dh2代種子；(5)種植dh2代，選擇抗稻飛虱的株系，按單株收獲dh3代種子；(6)種植dh3代，鑒定秈粳稻類型，選擇偏粳型的株系，按單株收獲dh4代種子；(7)種植dh4代，選育精米中鐵含量≥15mg/kg且抗病蟲、偏粳型的定型品系，得到高鐵抗病蟲水稻。步驟(1)中，以親本ⅰ為母本、以親本ⅱ為父本進行雜交；步驟(2)中，以單交f1代為母本、以親本ⅲ為父本進行雜交。所述抗病水稻是指抗稻瘟病的水稻。作為優選，所述的親本ⅰ為華占。華占是中國水稻研究所選育強優勢秈型恢復系(新品種授權公告號：cna004168g)，可惠贈或交換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，鐵含量僅7.3mg/kg，是親本ⅲ中澤2號的1/2.1，高感蟲，對稻飛虱無抗蟲性。作為優選，所述的親本ⅱ為ir64。ir64是國際水稻研究所選育的抗稻飛虱秈稻新品種，可無償從中國水稻研究所或國際水稻研究所獲得。該水稻品種抗稻飛虱，中感稻瘟病，鐵含量僅6.9mg/kg，是親本ⅲ中澤2號的1/2.3。作為優選，所述的親本ⅲ為中澤2號。中澤2號是杭州中澤生物科技有限公司聯合浙江大學自主培育的高鐵含量粳稻品種，可惠贈于浙江大學。該品種已向農業部植物新品種保護辦公室申請受理新品種保護，申請號：20130458.8。該水稻品種鐵含量高達15.6mg/kg，高感稻瘟病，高感蟲，對稻飛虱無抗蟲性。作為優選，所述的親本ⅰ為華占；所述的親本ⅱ為ir64；所述的親本ⅲ為中澤2號；其中，步驟(1)中，以華占為母本、ir64為父本進行雜交；步驟(2)中，以單交f1代為母本、以中澤2號為父本進行雜交。選用華占、ir64與中澤2號雜交配組并經花藥培養，選育的高鐵抗病蟲水稻品種，鐵含量達15.8mg/kg，與高鐵親本iii中澤2號(15.6mg/kg)相仿，是抗稻瘟病親本i華占(7.3mg/kg)的2.1倍，是抗蟲親本ⅱir64(6.9mg/kg)的2.2倍，抗稻瘟病，抗稻飛虱。本發明采用花藥培養技術構建加倍單倍體群體。涉及的花藥培養方法，參見：趙海巖等.水稻花藥培養及后代選育.遼寧農業科學，2005，(1)：5-7。作為優選，步驟(4)中，所述的抗病基因為pi2抗稻瘟病基因。分子標記鑒定選擇抗病基因時，具體的引物設計與操作方法參見：陳深等.水稻恢復系華占抗稻瘟病遺傳分析及基因鑒定.植物病理學報，2015，45(6)：598-605。作為優選，步驟(5)中，通過苗期篩選、成株期感蟲、成熟期危害情況鑒定選擇抗稻飛虱的品系。采用的具體方法與操作參見：陳云風、黎世齡、羅筱平等.水稻品種資源對稻飛虱的抗性鑒定.安徽農業科學,2015，43(12)：106-107，129。作為優選，步驟(6)中，采用程氏指數法鑒定品系中的秈粳稻類型。采用程氏指數法鑒定秈粳稻類型的具體方法與操作參見：戚華雄和查中萍.水稻品種秈粳屬性的鑒定方法研究.湖北農業科學,2015，(24):6130-6133。與現有技術相比，本發明的有益效果為：(1)本發明育成的水稻品種，具有高鐵、抗稻瘟病和抗稻飛虱特性，農藥殘留低于親本，且鐵等礦質營養元素含量較高，既可以補充鋅營養促進嬰兒的生長發育，又可以綠色生產保證食用安全性。(2)采用花藥培養，與雜交技術相比，花藥培養技術可快速穩定與實現早判斷鑒定，育種周期短，而采用先秈粳雜交再與粳稻雜交的三交策略，更有利于克服秈稻花藥培養難的技術問題。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細描述。下列實施例中；涉及的花藥培養方法，參見：趙海巖等.水稻花藥培養及后代選育.遼寧農業科學，2005，(1)：5-7。涉及的分子標記鑒定方法，具體參見：陳深等.水稻恢復系華占抗稻瘟病遺傳分析及基因鑒定.植物病理學報，2015，45(6)：598-605。涉及的抗稻飛虱的品系的鑒定方法，具體參見：陳云風、黎世齡、羅筱平等.水稻品種資源對稻飛虱的抗性鑒定.安徽農業科學,2015，43(12)：106-107，129。涉及的程氏指數法，具體參見：戚華雄和查中萍.水稻品種秈粳屬性的鑒定方法研究.湖北農業科學,2015，(24):6130-6133。1、育種材料：(1)以抗病水稻華占為母本。華占是中國水稻研究所選育強優勢秈型恢復系(新品種授權公告號：cna004168g)，可購于中國水稻研究所朱旭東課題組。該品種抗稻瘟病，攜帶抗稻瘟病主效基因pi2，鐵含量僅7.3mg/kg，高感蟲，對稻飛虱無趨避抗蟲性。(2)以ir64為父本。ir64是國際水稻研究所選育抗稻飛虱粳稻新品種。該品種抗稻飛虱，中感稻瘟病，鐵含量僅6.9mg/kg。(3)以中澤2號為父本。中澤2號是杭州中澤生物科技有限公司培育高鐵含量粳稻品種。中澤2號鐵含量高達15.6mg/kg，高感稻瘟病，高感蟲，對稻飛虱無趨避抗蟲性。2、高鐵抗病蟲水稻品種的選育過程為：(1)2011年春夏季，浙江杭州，以抗稻瘟病親本i(華占)為母本，與抗稻飛虱親本ii(ir64)為父本，進行雜交，得單交f1代種子19粒；(2)2012年冬春季，海南陵水，種植單交f1代19株，以高鐵含量親本iii(中澤2號)為父本，進行雜交，獲得三交f1(華占/ir64//中澤2號)代種子136粒；(3)2012年春夏季，浙江杭州，種植三交f1(華占/ir64//中澤2號)代植株136株，采用花藥培養技術，構建加倍單倍體(dh)群體；(4)2013年冬春季，海南陵水，按單株收獲dh1代種子，構建dh系931個；(5)2013年春夏季，浙江杭州，種植dh1植株，提取dh1植株的dna，采用分子標記技術，鑒定選擇攜帶pi2抗病基因的162株，收獲入選株系種子，檢測入選株系精米中的鐵含量≥15mg/kg的株系41個；(6)2014年春夏季，浙江杭州，按株系種植dh2代，室內結合室外大區鑒定選擇對稻飛虱具有趨避抗蟲性的株系6個；(7)2015年春夏季，浙江杭州，按品系種植dh3代，采用程氏指數法，鑒定秈粳稻類型，選擇偏粳型的株系3個；(8)2016年夏秋季，浙江杭州，按品系種植dh4代，獲得高鐵抗病蟲偏粳型的定型品系1個，得到高鐵抗病蟲水稻。本實施例選育的高鐵抗病蟲水稻品種：鐵含量為15.8mg/kg，與高鐵親本iii中澤2號(15.6mg/kg)相仿，是抗稻瘟病親本i華占(7.3mg/kg)的2.1倍，是趨避抗蟲親本ⅱir64(6.9mg/kg)的2.2倍，抗稻瘟病，抗稻飛虱，有效聚合3個親本的優良特性。對本實施選育的高鐵抗病蟲品種以及其親本的稻瘟病抗性、鐵含量、稻飛虱抗性水平和秈粳類型進行鑒定，結果如表1所示(表2～4為評價稻瘟病葉瘟抗性、測定農藥殘留和鐵等礦質元素以及評價稻飛虱抗性的標準)。表1高鐵抗病蟲水稻品種、各親本及其選育過程中各株系的稻瘟病抗性、鐵含量、稻飛虱抗性水平和秈粳類型的鑒定結果表2稻瘟病葉瘟抗性的評價分析標準表3農藥殘留和鐵等礦質元素元素的測定標準表4稻飛虱抗性的評價分析標準抗性級別死苗率抗性水平0<1.0免疫i11.1～10高抗hr310.1～30抗r530.1～50中抗mr750.1～70中感ms9>70.1感s對本實施選育的高鐵抗病蟲水稻品種以及其親本的農藥殘留以及鐵等礦質元素進行測定，結果如表5所示。表5親本華占、ir64、中澤2號和定型產品的農藥殘留和礦質營養比較**/表示未檢測由表5中的數據可知，在本實施例選育的高鐵抗病蟲水稻品種(定型產品)中，殺菌劑(稻瘟靈、二硫氨基甲酸鹽)、殺蟲劑(馬拉硫磷、除蟲脲)等農藥殘留顯著低于親本或未檢測出。因此，本定型產品比親本產品食用安全性明顯優于三個親本，更有利于人類的安全健康。在定型產品中，鐵、鉀、鎂、磷的含量均高于三個親本，其中鉀、鎂比較明顯，因定型產品抗性，營養健康性超出了原來所預期的。鉀、鎂參與多種人體酶的催化作用，是不可缺少的金屬元素。鉀在人體內的主要作用是維持酸堿平衡，參與能量代謝以及維持神經肌肉的正常功能。當體內缺鉀時，會造成全身無力、疲乏、心跳減弱、頭昏眼花，嚴重缺鉀還會導致呼吸肌麻痹死亡。此外，低鉀會使胃腸蠕動減慢，導致腸麻痹，加重厭食，出現惡心、嘔吐、腹脹等癥狀。人體缺鎂會有手足抽搐、心律不齊、心動過速、情緒不安、容易激動等癥狀。以上所述的實施例對本發明的技術方案和有益效果進行了詳細說明，應理解的是以上所述僅為本發明的具體實施例，并不用于限制本發明，凡在本發明的原則范圍內所做的任何修改、補充和等同替換等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁12