[发明专利]一种高效选育耐低钾高产水稻育种材料的方法

说明书

本发明公开了一种高效选育耐低钾高产水稻育种材料的方法，涉及品种选育技术领域。采用品种丰富的选择群体构建初始群体，进行两轮重组杂交获得轮回重组群体，利用三轮次的耐低钾高产筛选出具有耐低钾高产特性的多个单株，进行验证后作为选定的耐低钾高产育种材料。本发明可显著提高育种效率，选育的耐低钾水稻育种材料有望用于水稻品种的改良，并为进一步指导分子聚合育种和标记辅助选择以及耐低钾遗传机制研究奠定了良好的基础。

技术领域

本发明涉及品种选育技术领域，特别涉及一种高效选育耐低钾高产水稻育种材料的方法。

背景技术

水稻既是世界三大禾谷类作物之一，也是我国最重要的粮食作物，其种植面积占中国谷物播种面积的32.04％，稻谷总产占粮食总产的37.05％。全国约有65％的人口以稻米为主食。化肥对于粮食增产发挥了举足轻重的作用。但是，近30年来，我国粮食过度依赖水肥资源的投入，使得我国化肥使用量持续高速增长，我国粮食安全与资源消耗、环境保护之间的矛盾日益尖锐。钾是作物生长发育所必需三大关键营养元素之一，具有多种重要的生理生化作用。我国耕地土壤普遍缺钾，严重缺钾的土壤(速效钾＜50mg/kg)和一般缺钾的土壤(速效钾在50～70mg/kg之间)面积共0.23×10⁴万公顷，约占全国耕地面积的23％，南方严重缺钾的土壤约为0.093×10⁴万公顷。近年来，由于复种指数和单产的提高，缺钾的严重性加剧。我国钾矿资源短缺，目前已探明的结果表明，只有青海的柴尔汗盐湖有品位较高的钾矿，钾肥的年产量长期徘徊在25万吨左右，而我国钾肥消耗量达690万吨，钾肥的年产量远远不及我国钾肥消费量。要解决作物缺钾问题，除施钾肥外，筛选和培育耐低钾高产作物品种是一条根本途径。

不同植物种类间和同一作物的不同品种间对钾的吸收、积累、运转及利用效率等存在很大差在体内的分布与代谢过程中的作用来判断养分是否高效，一般认为植物钾营养效率高的基因型具有吸钾能力强、钾素利用率高等特性。无论是吸钾速率、钾素利用效率还是生物量，籼稻的基因型差异十分明显，不同籼稻品种间吸钾速率相差可达3倍，最大钾素利用率比最低钾素利用率的品种高66％，生物量的差异也达4.6倍。这就为水稻钾高效的基础研究、钾高效种质资源的筛选以及钾高效品种的选育提供了可能。低钾与正常施钾对耐低钾品种影响不大，而低钾条件下不耐低钾品种的生长及钾素积累都受到抑制。因此，选用耐低钾作物品种，对于减少钾肥的使用、保护环境和提高经济效益具有十分重要的意义。

最近几年，人们对水稻育种目标的要求越来越高，不仅要求有较高的产量，而且对品质和多抗性的要求也日益提高。然而白二十世纪80年代以来，我国水稻育种开始了漫长的“爬坡”阶段，育成品种的产量一直没有大的突破，这部分归因于传统杂交育种方法的局限以及亲本遗传基础的狭窄。一直以来，常规稻育种及恢复系的培育一般都采用人工去雄授粉做杂交的传统方法，因其杂交方式和杂交手段的局限，存在着综合亲本少，种质资源利用效率低，遗传基础狭窄等问题，且不能对群体进行持续的改良，所以难以将多个亲本的有利基因聚合在一起，而水稻的产量、抗逆性等大多农艺性状都是由多基因控制的，且有大量的有利隐蔽基因，要聚合这些基因，传统的杂交育种方法是难以实现的。在杂交稻育种中，若育出的不育系和恢复系同样存在着上述问题，则要育成高产、优质、多抗的杂交稻难度也很大。因此，要持续提高水稻产量，改善水稻品质，增强水稻抗逆性，提高水稻育种效率，必须研究新的水稻育种理论和方法，把众多的育种手段与丰富的种质资源有效地结合起来，把种质资源创新与新品种选育结合起来，创新育种体系。