[发明专利]一种改良BT型粳稻恢复系条纹叶枯病抗性的育种方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种改良BT型粳稻恢复系条纹叶枯病抗性的育种方法，属于水稻遗传改良与农业生物技术应用领域。

二、背景技术

水稻是我国第一大粮食作物，常年种植面积在3000万公顷以上。其中杂交籼稻的种植面积达1,733万公顷，约占籼稻面积的80%，水稻总面积的50%以上；而粳稻种植面积约为828万公顷，主要以常规粳稻为主，杂交粳稻比例不足4%。与杂交籼稻相比，杂交粳稻的发展非常滞后（邓华风等，杂交水稻，2006，21（1）：1-6；汤述翥等，杂交水稻，2008，23（1）：1-5；王才林，西南农业学报，2009，22（4）：1165-1169）。近年来，随着人民生活水平的提高以及粳米消费需求的不断增长，为具有增产潜力杂交粳稻的发展开拓了广阔的空间。据资料显示，如果杂交粳稻的年种植面积从占粳稻面积的3% 扩大到50%，就有希望每年增产35亿公斤优质稻谷（邓华风，杂交粳稻理论与实践，2006，北京：中国农业出版社）。因此，加强杂交粳稻（特别是三系杂交粳稻）的品种选育，对保障我国粮食安全，促进农业增效、农民增收具有重要意义。

雄性不育系和恢复系是选配三系杂交粳稻优势组合的基础。在不育系选育方面，大多以BT 型（来自印度春籼品种，Chinsurah BoroⅡ）雄性不育细胞质材料为受体，优良常规粳稻品种（品系）为供体，通过连续的回交转育而成，其产量、品质和抗性等综合形状较好，其重点在于对开花、异交习性的选择（袁隆平等，杂交水稻育种栽培学，1988，83-84；）；相比之，粳稻恢复系的选育周期长、难度大、过程相对繁琐，其主要原因在于恢复系必须具有恢复基因，否则不能使后代杂交种具有自交结实的能力，而一般粳稻中没有相应的恢复源，很难从已有的粳稻品种直接获得恢复系，必须通过人工杂交、基因重组的方法将恢复基因从籼稻导入到粳稻中再进行单株测交鉴定。后来为简化育种程序，就借助于不育细胞质来选育同质恢，但由于细胞质遗传背景相同必定导致组合杂种优势的降低（李建红等，作物学报，2005，31（7）：851-857）。因此，杂交粳稻品种培育的重点在于恢复系的选育，而提高优良恢复系的选择效率必须首先实现对恢复基因快速、准确的鉴定。

已有研究表明，粳稻BT型细胞质雄性不育系的育性恢复是由第10染色体长臂的Rf-1基因控制，它由两个相关的育性恢复基因Rf1a 和Rf1b组成，编码定向线粒体的PPR蛋白，其中Rf1a编码的蛋白RF1A以内切方式切断B-atp6/orf79 mRNA来阻止ORF79蛋白的产生使育性恢复，而Rf1b编码的蛋白RF1B则通过降解B-atp6/orf79 mRNA 使育性恢复，在RF1A 和RF1B 同时存在时，RF1A 具有优先作用。与可以恢复胞质雄性不育的近等基因系（Rf-1Rf-1）相比，不能恢复胞质雄性不育的近等基因系（rf-1rf-1）在Rf1a位点上存在1 bp和574 bp两处缺失（Komori et al., Euphytica, 2003, 129(2): 241-247；Wang et al., The Plant cell, 2006, 18(3): 676-687）。这些研究为进一步开发分子标记辅助选育粳稻恢复系奠定了重要基础。

然而，粳稻恢复系的选育不仅在于恢复性的保留、农艺性状的提高，同时在育种目标中还必须兼顾一些地区性重大病害的抗性。条纹叶枯病（Rice stripe disease）是由灰飞虱传播条纹叶枯病毒（Rice stripe virus，RSV）引起的一种水稻病害。1998年以来，该病在江苏省的发生呈猛烈上升的趋势，2000年首次在苏北地区暴发，至2009年已连续10年在江苏省内流行，并向周边上海、浙江、安徽等省（市）蔓延，成为影响长江中下游地区粳稻生产的重要病害。据初步统计，苏、浙、沪、皖等地条纹叶枯病的年受害面积都在3000万亩以上，其中轻度感病（病株率<5%）的面积约占60~70%，偏重发病（病株率为10-30%）的面积占15-20%，重发成灾（病株率>30%）的面积为3~5%，严重田块甚至颗粒无收，给农户造成惨重的经济损失（王才林等，江苏农业科学，2006，3：1-5）。